用于全息超分辨率的编码能量波导制造技术

所公开的实施例包含用于全息超分辨率的编码能量波导和一种能量装置，所述能量装置具有被配置为沿着通过所述装置的多个能量传播路径引导能量的波导元件阵列，以及可操作以限制沿所述多个路径的能量传播的能量编码元件。能量不受抑制的传播路径可以延伸通过能量位置的第一和第二区域，所述第一和第二区域重叠且偏移，且所述能量编码元件可以限制能量通过所述第一和第二区域中的每个能量位置传播到一条不受抑制的能量传播路径。在一实施例中，所述能量编码元件可以限制沿着不受抑制的传播路径在第一时刻通过所述第一区域以及在第二时刻通过所述第二区域的传播。包括能量装置子系统和能量组合器的能量系统可以被配置为叠加来自所述能量位置的能量。叠加来自所述能量位置的能量。叠加来自所述能量位置的能量。

【技术实现步骤摘要】
用于全息超分辨率的编码能量波导
[0001]本申请是国际申请日为2017年07月17日、进入国家阶段日为2019年01月15日的名称为“用于全息超分辨率的编码能量波导”的中国专利申请201780043934.5(PCT/US2017/042468)的分案申请。


[0002]本公开涉及能量引导装置，并且具体地涉及能量波导，所述能量波导被配置为根据4D全光函数从共享能量位置引导来自编码光圈的能量。

技术介绍

[0003]由Gene Roddenberry的“星际迷航(Star Trek)”推广并且最初由作家亚历山大
·
莫斯科斯基(Alexander Moszkowski)在20世纪初设想的“全息甲板(holodeck)”室内的交互式虚拟世界的梦想，近一个世纪以来一直是科幻和技术创新的灵感来源。然而，除了文学、媒体以及儿童和成年人的集体想象之外，没有令人信服地实施此体验。

技术实现思路

[0004]在一实施例中，一种能量装置可以包括波导元件阵列，其中波导元件阵列可以包括第一侧和第二侧，并且可以被配置为沿着多个能量传播路径引导能量通过其中，所述多个能量传播路径延伸通过阵列的第一侧上的多个能量位置。能量装置可进一步包括能量编码元件，其可操作以限制沿所述多个能量传播路径的能量传播。
[0005]在一实施例中，通过波导元件阵列的第一和第二波导元件的不受抑制的能量传播路径可以限定能量位置的第一和第二区域，所述第一和第二区域重叠且偏移。能量编码元件可以基本上限制能量通过第一和第二区域中的每个能量位置传播到一条不受抑制的能量传播路径。通过第一和第二波导元件的不受抑制的能量传播路径可以形成由4D全光函数限定的体积能量场的至少一部分。
[0006]在一实施例中，通过所述多个能量位置的能量可以在两个不同的能量状态中编码，并且能量编码元件可以包括多个第一区域和多个第二区域，每个第一区域被配置为允许能量在第一能量状态中基本上不受抑制地通过其中，且基本上抑制能量在第二能量状态中的传播，且每个第二区域被配置成允许能量在所述第二能量状态中基本上不受抑制地通过其中，且基本上抑制能量在所述第一能量状态中的传播。
[0007]在一实施例中，在第一时刻，能量编码元件可以基本上抑制通过第一区域中的能量位置的能量传播路径，并且能量编码元件可以允许通过第二区域中的能量位置的基本上不受抑制的能量传播路径，并且在第二时刻，能量编码元件可以基本上抑制通过第二区域中的能量位置的能量传播路径，并且能量编码元件可以允许通过第一区域中的能量位置的基本上不受抑制的能量传播路径。
[0008]在一实施例中，一种能量系统可以包括：能量装置子系统，其包括具有第一多个能量位置的第一能量装置，以及具有第二多个能量位置的第二能量装置；以及能量组合元件，
其被配置为在能量装置子系统和形成在能量组合元件上的能量位置表面之间中继能量，其中所述多个能量位置可位于能量组合元件的能量位置表面上。
[0009]在一实施例中，第一和第二能量装置可以以相对定向叠加，使得叠加所述第一多个能量位置的布置和所述第二多个能量位置的布置导致能量位置表面处的第三多个能量位置，第三多个能量位置的数目大于针对每个非边界区域组合的所述第一和第二多个的总和，所得能量位置尺寸不同于所述第一或第二能量位置的任一个。
附图说明
[0010]图1是示出能量引导系统的设计参数的示意图；
[0011]图2是示出具有带有机械包络的有源装置区域的能量系统的示意图；
[0012]图3是示出能量中继器系统的示意图；
[0013]图4是示出能量中继器元件附连在一起并固定到基部结构的实施例的示意图；
[0014]图5A是示出通过多芯光纤的中继图像的实例的示意图；
[0015]图5B是示出通过光学中继器的中继图像的实例的示意图，所述光学中继器展现横向安德森定位(Transverse Anderson Localization)原理的特性；
[0016]图6是示出从能量表面传播到检视者的射线的示意图；
[0017]图7示出具有由能量波导元件和多个能量位置指示的视场的实施例；
[0018]图8示出展示具有能量波导元件的系统的具有挑战性的特性的实施例，所述能量波导元件具有设计成实现120度视场的有效焦距；
[0019]图9是能量组合元件的实施例的图示，所述能量组合元件被配置为在能量装置和形成在能量组合元件上的能量位置表面之间中继能量；
[0020]图10示出能量装置的实施例；
[0021]图11示出能量装置的实施例；
[0022]图12A
‑
B是能量引导装置在第一和第二时刻的实施例的图示；
[0023]图13A
‑
B是能量引导装置在第一和第二时刻的实施例的图示；
[0024]图14A
‑
B是能量引导装置在第一和第二时刻的实施例的图示；
[0025]图15A
‑
B是能量引导装置在第一和第二时刻的实施例的图示；
[0026]图16A
‑
B是能量引导装置在第一和第二时刻的实施例的图示；
[0027]图17A
‑
B是能量引导装置在第一和第二时刻的实施例的图示；
[0028]图18是示例性有源能量编码元件的俯视图；
[0029]图19A是能量组合器系统的侧视图；
[0030]图19B以俯视图示出能量组合器表面的一部分；
[0031]图19C示出能量装置的替代实施例的顶视图；以及
[0032]图20例示额外实施例，其示出可如何通过利用变形能量中继器元件来实现相同的有效像素密度和像素纵横比变化。
具体实施方式
[0033]Holodeck(统称为“Holodeck设计参数”)的实施例提供足够的能量刺激以欺骗人类感觉受体，使其相信在虚拟、社交和交互式环境中接收的能量脉冲是真实的，提供：1)双
眼视差而无需外部附件、头戴式眼镜或其它外围设备；2)对于任何数目的检视者，同时在整个检视体积内准确的运动视差、遮挡和不透明度；3)对于所有感知到的光线，通过眼睛的同步会聚、适应和瞳孔缩小实现的视觉焦点；4)会聚能量波传播，其密度和分辨率足以超过视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉和/或平衡性的人类感觉“分辨率”。
[0034]基于迄今为止的传统技术，我们距离能够按照Holodeck设计参数(包含视觉、听觉、体感、味觉、嗅觉和前庭系统)所建议的令人信服的方式提供所有感受场的技术有几十年甚至几个世纪。
[0035]在本公开中，术语光场和全息可以互换使用以限定用于刺激任何感觉受体响应的能量传播。虽然初始公开可能提及通过能量表面用于全息图像和体积触觉的电磁和机械能量传播的实例，但是在本公开中设想了所有形式的感觉受体。此外，本文公开的用于沿传播路径传播能量的原理可适用于能量发射和能量捕获两者。
[0036]当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能量装置，其包括：波导元件阵列，其中所述波导元件阵列包括第一侧和第二侧，所述波导元件阵列被配置成沿多个能量传播路径引导能量通过其中，所述多个能量传播路径延伸通过所述阵列的所述第一侧上的多个能量位置；以及能量编码元件，其能够操作以限制沿所述多个能量传播路径的能量传播；其中通过所述波导元件阵列的第一和第二波导元件的不受抑制的能量传播路径限定能量位置的第一和第二区域，所述第一和第二区域重叠且偏移；且进一步其中，所述能量编码元件基本上限制能量通过所述第一和第二区域中的每个能量位置传播到一条不受抑制的能量传播路径；其中通过第一和第二波导元件的所述不受抑制的能量传播路径形成由4D全光函数限定的体积能量场的至少一部分。2.根据权利要求1所述的能量装置，其中通过所述多个能量位置的能量在两个不同的能量状态中编码；以及其中所述能量编码元件包括能量元件，所述能量元件包括多个第一区域和多个第二区域，每个第一区域被配置成允许能量在第一能量状态中基本上不受抑制地通过其中，且基本上抑制能量在第二能量状态中的传播，且每个第二区域被配置成允许能量在所述第二能量状态中基本上不受抑制地通过其中，且基本上抑制能量在所述第一能量状态中的传播。3.根据权利要求2所述的能量装置，其中所述不同的能量状态包括第一和第二能量编码状态，且所述能量编码元件包括能量偏振元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：光场实验室公司，
类型：发明
国别省市：