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Hybrid Meta-Optics Enabled Compact Augmented Reality Display with Computational Image Reinforcement
ACS Photonics ( IF 6.5 ) Pub Date : 2024-09-06 , DOI: 10.1021/acsphotonics.4c00989 Qikai Chen 1 , Jiacheng Zhou 1 , Sijie Pian 1 , Jingang Xu 2 , Xingyi Li 3 , Bihua Li 2 , Chentao Lu 1 , Zhuning Wang 1 , Qi Jiang 2 , Shanhe Qin 1 , Hantao Zhan 1 , Benhao Zhang 2 , Xu Liu 1 , Kaiwei Wang 1 , Yaoguang Ma 1
ACS Photonics ( IF 6.5 ) Pub Date : 2024-09-06 , DOI: 10.1021/acsphotonics.4c00989 Qikai Chen 1 , Jiacheng Zhou 1 , Sijie Pian 1 , Jingang Xu 2 , Xingyi Li 3 , Bihua Li 2 , Chentao Lu 1 , Zhuning Wang 1 , Qi Jiang 2 , Shanhe Qin 1 , Hantao Zhan 1 , Benhao Zhang 2 , Xu Liu 1 , Kaiwei Wang 1 , Yaoguang Ma 1
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Design challenges in reducing the size, weight, and off-axis aberrations of projection lenses often pose obstacles to the miniaturization of augmented reality (AR) devices like glasses. Here, we present a meta/refractive hybrid lenses (MRL)-based AR projection display illuminated with a MicroLED. The compact system features commercial ability with an entrance pupil diameter of 3.2 mm and a total track length (TTL) less than 7.7 mm, achieving superior resolution and minimal off-axis aberrations with distortion < 2% across a 30° field of view (FoV). The AR glass result also incorporates a hardware-inspired correction neural network with an apparent point-spread-function (PSF) feature. A predeconvolution from light source further corrects the residual system aberration, reinforcing AR image quality. Experiments with this computational enhancement method demonstrate a promoted similarity to the ground truth, validating its reliability and feasibility in increasing the yield rate of compact AR devices.
中文翻译：
混合元光学支持紧凑型增强现实显示和计算图像增强
减小投影镜头的尺寸、重量和离轴像差方面的设计挑战通常会对眼镜等增强现实 (AR) 设备的小型化构成障碍。在这里，我们展示了一种基于元/折射混合透镜 (MRL) 的 AR 投影显示器，采用 MicroLED 照明。该紧凑型系统具有商业能力，入瞳直径为 3.2 毫米，总轨道长度 (TTL) 小于 7.7 毫米，可实现卓越的分辨率和最小的离轴像差，在 30° 视场范围内畸变率为 < 2%（视场）。 AR 眼镜结果还结合了受硬件启发的校正神经网络，具有明显的点扩散函数 (PSF) 功能。光源预反卷积进一步校正残余系统像差，增强 AR 图像质量。这种计算增强方法的实验证明了与地面真实情况的相似性，验证了其在提高紧凑型 AR 设备良率方面的可靠性和可行性。
更新日期：2024-09-06
中文翻译：
混合元光学支持紧凑型增强现实显示和计算图像增强
减小投影镜头的尺寸、重量和离轴像差方面的设计挑战通常会对眼镜等增强现实 (AR) 设备的小型化构成障碍。在这里，我们展示了一种基于元/折射混合透镜 (MRL) 的 AR 投影显示器，采用 MicroLED 照明。该紧凑型系统具有商业能力，入瞳直径为 3.2 毫米，总轨道长度 (TTL) 小于 7.7 毫米，可实现卓越的分辨率和最小的离轴像差，在 30° 视场范围内畸变率为 < 2%（视场）。 AR 眼镜结果还结合了受硬件启发的校正神经网络，具有明显的点扩散函数 (PSF) 功能。光源预反卷积进一步校正残余系统像差，增强 AR 图像质量。这种计算增强方法的实验证明了与地面真实情况的相似性，验证了其在提高紧凑型 AR 设备良率方面的可靠性和可行性。
京公网安备 11010802027423号