幾何反射光波導技術將賦能消費級AR智慧眼鏡

“MR産品興起,正在給光波導鏡片的智慧AR眼鏡帶來新的機會。幾何反射光波導技術可以賦能消費級AR智慧眼鏡,為中國未來市場潛力提供基礎。”上海市多媒體行業協會擴展現實專委會主任端木海嬰這樣説。世界人工智慧大會7月初即將舉行,有關智慧穿戴設備的産業鏈再度引發關注。

蘋果公司最新的MR代表産品Vision Pro,將於今年6月28日在美國之外的市場發售,這是將數字內容與物理世界高度融為一體的空間操作和立體視覺智慧頭顯,將給用戶帶來一個全新的可穿戴的體驗。

“微軟研究員喬治烏最近評價説,Vision Pro的發佈優先考慮了混合現實功能、可穿戴體驗和成像品質,用戶的佩戴舒適度和成本成為次要指標。”端木海嬰分析,這位研究員的言下之意,Vision Pro的成本仍是一大挑戰。因為Vision Pro尚屬於小眾設備,主要針對企業市場和特定的應用開發者客戶。Vision Pro較大的佩戴重量、封閉的眼罩式設計和昂貴的價格阻止了該設備在消費者群體中普及。

作為消費電子産品,影響用戶體驗的一個關鍵因素是AR設備的穿戴舒適度,其中,重量是一個重要因素,業內普遍接受的標準是全天候使用的輕量型AR眼鏡的重量應該在75克以內。因此,擁有輕便光波導鏡片的智慧AR眼鏡技術正在受到越來越多的關注。這也為中國光波導鏡片産業提供了機會。

目前,世界新一代光波導鏡片具有強悍的近眼顯示功能,這是一塊特別設計的透明的、輕薄的、可以投影成像的波導鏡片,接收來自眼鏡框的微型光引擎發射的高清視頻或靜態圖像,在AR眼鏡佩戴者的眼睛正前方和現實世界的光場融合後,投送到視網膜成像,可以讓佩戴者清晰看到數字資訊疊加到真實物體上的投影,擴展對現實環境的感知。

端木海嬰介紹,以色列Lumus Ltd公司最新展示的幾何反射波導鏡片和光引擎重量相加不到11克,而上海某企業獨立自主開發的幾何反射波導鏡片不僅具有和Lumus一樣輕薄通透、成像品質高的優點,而且其獨有的結構強化技術還可以大幅度提升這類超薄AR鏡片的抗損傷能力。這樣的輕量級AR眼鏡可以可以讓人們舒適地沉浸在虛實融合的世界中,同時覆蓋數據和視覺效果,提升生活和工作效率。它們重量輕,穿戴時尚,與其他智慧終端無縫連接,可以顯示內容、捕捉視頻、接受語音指令。AR鏡片還可以與處方眼鏡融合在一起,這樣數百萬需要視力矯正的人就可以同時享受清晰的視力和數字內容。

幾何反射波導鏡片和光引擎重量輕至11克

如今,全球範圍內多家光學公司正在採用不同的方法來設計光波導鏡片,為擴展現實市場提供最佳的尺寸、重量、成本和效率參數。這些方法採用反射或衍射設計原理,使用玻璃或塑膠材料,通過微納光學加工,原子鍵合,壓印、刻蝕或全息衍射光柵製程,以及電子束光刻等核心工藝來製造這些鏡片。在這些努力中,幾何反射波導技術以其優良的成像品質、高傳輸效率和相對成熟的製造工藝正脫穎而出。端木海嬰説。

她介紹,幾何反射光波導則是由微小的半透半反的反射鏡組成成像陣列,嵌入波導鏡片中,應用幾何光學的原理成像,承載著影像數字資訊的光信號從邊緣進入波導鏡片,光線沿著X軸和Y軸擴展並傳遞到半透半反的反射鏡,反射成像進入佩戴者的眼睛。這種基於鏡面反射的AR投影技術,在廣闊的視野範圍內産生明亮、真實、自然的圖像。此外,幾何反射光波導的能量效率更高,更不容易消耗電池,因此對AR眼鏡的續航更友好,每次充電的間隔時間更長。這是搭載幾何反射光波導技術的AR眼鏡真正能夠吸引消費者的關鍵所在。

幾何反射波導鏡片的製造不僅需要精確的鍍膜、切片、拋光和成型工藝,還涉及核心的反射鏡面堆疊整合技術,針對原有膠水貼合工藝存在品質缺陷嚴重、量産性差和良率低的瓶頸難題,近期,業內出現科技公司採用創新的鍵合工藝來取代膠水工藝,已經取得顯著成功,有力推動了生産能力超過百萬級別的幾何反射光波導的製造供應鏈的就緒。“上海已經有了長足進步!”端木海嬰説。