編譯/VR陀螺

近日，來自Facebook Reality Labs的研究人員分享了用于XR頭顯的緊湊型全息鏡頭的設計與制造新方法。

當今大多數(shù)XR設備中使用的透鏡是典型的折射透鏡，這種透鏡相當笨重，尤其是在它們針對某些光學特性進行了優(yōu)化后。因此XR頭顯中經(jīng)常使用菲涅爾(脊狀)透鏡以提高光學性能，同時又不會增加太多體積。

從理論上講，全息透鏡是XR光學中一種很有前途的方法，因為它們能夠在晶圓薄膜的空間內(nèi)實現(xiàn)與傳統(tǒng)透鏡相同（甚至更先進）的功能。然而，如今設計和制造具有高光學性能的全息透鏡遠比典型的折射光學器件要困難得多。

為了使我們更進一步地在XR設備中實際使用全息透鏡，F(xiàn)RL的研究人員Changwon Jang、Olivier Mercier、Kiseung Bang、Gang Li、Yang Zhao和Douglas Lanman詳細介紹了一種新方法。這可能會在很大程度上使大規(guī)模制造Facebook最近展示的那種緊湊型XR眼鏡成為可能。

圖源：Facebook Reality Labs

FRL的研究人員于去年12月在期刊《ACM Transactions on Graphics》（第39卷，第6期，第184條）上發(fā)表了一篇論文，在其中研究人員寫道："我們提出了設計和制造自由形態(tài)全息光學元件（HOE）的流水線方法，它可以規(guī)定具有復雜相位輪廓和高選擇性的體積光柵。我們的方法減少了圖像畸變，優(yōu)化了在所需的波長和角度的衍射效率，并補償材料在HOE制造過程中的收縮，所有這些都非常有益于VR / AR應用。我們還以一個復雜但平滑變化的體積光柵作為例子展示了第一個全色苛性HOE。"

圖源：Facebook Reality Labs

具體來說，該論文涵蓋了建立理論全息透鏡設計的優(yōu)化方法，以及實際制造的兩種方法。

一種是使用一對自由形態(tài)的折射光學器件來創(chuàng)建目標全息圖；論文提出了創(chuàng)建折射光學器件的方法，使它們在全息膜內(nèi)準確地形成目標全息圖。另一種方法涉及到一個全息打印機，用于從平鋪的全息貼片創(chuàng)建目標全息圖；論文再次提到了優(yōu)化過程，以便用這種特定的方法準確地在全息薄膜內(nèi)重現(xiàn)目標全息圖，研究人員表示這是一個與第一種方法完全不同的挑戰(zhàn)。

圖源：Facebook Reality Labs

雖然論文并沒有探索到很深的程度，但作者表示，在未來的研究中還可以嘗試將這些相同的方法應用于曲面。

"對于一些VR/AR應用來說，創(chuàng)建具有物理彎曲外形的HOE可能是有益的，例如，用于彎曲的擋風玻璃或眼鏡的HOE。我們期望我們的制造框架能夠很好地擴展并覆蓋這種情況，因為當前的兩種方法都并未要求HOE必須是平面的，算法1的優(yōu)化方法可以適用于與曲面的射線相交，"研究人員寫道。"作為我們方法的一部分，優(yōu)化HOE的形狀將為我們提供更大的自由度，并將擴大應用范圍，但這項研究工作將在未來進行。"

來源：roadtovr