Details

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. Предложено 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. 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.

Subject of study. The full­color holographic/diffraction optical elements inherently representing the multifocal achromatic imaging lenses were investigated. The tasks of modeling and recording of these elements were also discussed. Aim of study. The research and development of compact optical systems for Augmented Reality/Mixed Reality/Extended Reality devices with wide field of view and eye­box is the main target. Method. The analog recording scheme with several sources in signal branch was used. The specialized software MatLab and Optic Studio was used for modeling and evaluation of parameters of the optical systems of the Augmented Reality/Mixed Reality/Extended Reality devices. Main results. The authors have proposed several modifications of such elements; the possibilities and limitations of each variant, and also the parameters of the prepared samples were evaluated by means of simulation, on the bases of which the best sample was chosen. The total efficiency of 30-40% for such elements was achieved for each wavelength in Red­Green­Blue color model (460, 514/532, 640 nm). Practical significance. The technology for registration of holograms with several sources in signal branch allows to significantly enlarge the size of the eye­box without sacrificing the width of the angular field of view, to downsize the device of virtual and augmented reality.