ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2024-91-04-73-81

УДК: 53.06

Ахроматические изображающие линзы с несколькими фокусами

Ссылка для цитирования:

Дубынин С.Е., Копёнкин С.С., Путилин А.Н., Морозов А.В., Путилин Н.А., Бородин Ю.П., Дружин В.В. Ахроматические изображающие линзы с несколькими фокусами // Оптический журнал. 2024. Т. 91. № 4. С. 73–81. http://doi.org/10.17586/1023­5086­2024­91­04­73­81

 

Dubynin S.E., Kopenkin S.S., Putilin A.N., Morozov A.V., Putilin N.A., Borodin Y.P., Druzhin V.V. Multifocal achromatic imaging lenses [in Russian] // Optickhesii Zhurnal. 2024. V. 91. № 4. P. 73–81. http://doi.org/10.17586/1023­5086­2024­91­04­73­81

Ссылка на англоязычную версию:
-
Аннотация:

Предмет исследования. Исследовались полноцветные голографические/дифракционные оптические элементы, которые представляют собой ахроматические линзы с несколькими фокусами. Также были затронуты вопросы моделирования и записи таких элементов и их эффективности. Цель работы. Создание компактных оптических систем для устройств дополненной/смешанной реальности с большим полем зрения и большим выходным зрачком. Метод. Аналоговая схема регистрации голограмм с несколькими источниками в предметной ветви. Использование специализированного программного обеспечения MatLab и Optic Studio для моделирования и оценки параметров оптических систем устройств дополненной/смешанной реальности. Основные результаты. Авторами предложены несколько модификаций таких элементов, путём моделирования проведена оценка возможностей и ограничений каждого варианта, а также экспериментальное исследование параметров изготовленных образцов, на основании чего была выбрана наиболее оптимальная реализация. Была получена суммарная для всех выходных зрачков дифракционная эффективность таких элементов 30–40% на каждой из трёх длин волн в цветовой модели Красный/Зелёный/Синий. Практическая значимость. Предложенные в работе технические решения в части регистрации голограмм с несколькими источниками в предметной ветви позволяют существенно увеличить размеры выходного зрачка при сохранении большого углового поля зрения, снизить габариты и массу устройства виртуальной и дополненной реальности.

Ключевые слова:

голографический оптический элемент, многофокусная линза, размножитель зрачка

Коды OCIS: 030.6140, 050.1950, 050.1970, 050.7330, 090.1970, 090.2820, 090.2870, 090.2890, 090.7330

Список источников:
  1. Cheng D., Wang Q., Liu Y. et al. Design and manufacture AR head­mounted displays: A review and outlook // Light: Advanced Manufacturing. 2021. № 2. P. 350–369. https://doi.org/10.37188/lam.2021.024
  2. Kress B., Pace M. Holographic optics in planar optical systems for next generation small form factor mixed reality headsets // Light: Advanced Manufacturing. 2022. № 3. P. 771–801. https://doi.org/10.37188/lam.2022.042
  3. Cakmakci O., Rolland J. Head­worn displays: a review // Journal of Display Technology. 2006. № 2. P. 199–216. https://doi.org/10.1109/JDT.2006.879846
  4. Ding Y., Yang Q., Li Y. et al. Waveguide­based augmented reality displays: perspectives and challenges // eLight. 2023. № 3. P. 1–34. https://doi.org/10.1186/s43593­023­00057­z
  5. Luo L., Wang Z., Li J. et al. Wide­field­of­view trans­reflective RGB­achromatic metalens for augmented reality // Photonics. 2023. № 10. P. 590–599. https://doi.org/10.3390/photonics10050590
  6. Li G., Lee D., Jeong Y. et al. Holographic display for see­through augmented reality using mirror­lens holographic optical element // Optics Letters. 2016. № 41. P. 2486–2489. https://doi.org/10.1364/OL.41.002486
  7. Kim S., Park J. Optical see­through Maxwellian near­to­eye display with an enlarged eyebox // Optics Letters. 2018. № 43. P. 767–770. https://doi.org/10.1364/ol.43.000767
  8. Lin T., Zhan T., Zou J. et al. Maxwellian near­eye display with an expanded eyebox // Optics Express. 2020. № 28. P. 38616–39625. https://doi.org/10.1364/OE.413471
  9. Seo W., Yang D., Kim S. et al. Display apparatus providing expanded eye box // US Patent 0 134 565 A1. 2023. Publ. May 04, 2023.
  10. Kim S., Druzhin V., Malinina P. et al. Display apparatus having wide viewing window // US Patent 11 487 117 B2. 2022. Publ. Nov. 01, 2022.