几何反射光波导技术将赋能消费级AR智能眼镜

“MR产品兴起,正在给光波导镜片的智能AR眼镜带来新的机会。几何反射光波导技术可以赋能消费级AR智能眼镜,为中国未来市场潜力提供基础。”上海市多媒体行业协会扩展现实专委会主任端木海婴这样说。世界人工智能大会7月初即将举行,有关智能穿戴设备的产业链再度引发关注。

苹果公司最新的MR代表产品Vision Pro,将于今年6月28日在美国之外的市场发售,这是将数字内容与物理世界高度融为一体的空间操作和立体视觉智能头显,将给用户带来一个全新的可穿戴的体验。

“微软研究员乔治乌最近评价说,Vision Pro的发布优先考虑了混合现实功能、可穿戴体验和成像质量,用户的佩戴舒适度和成本成为次要指标。”端木海婴分析,这位研究员的言下之意,Vision Pro的成本仍是一大挑战。因为Vision Pro尚属于小众设备,主要针对企业市场和特定的应用开发者客户。Vision Pro较大的佩戴重量、封闭的眼罩式设计和昂贵的价格阻止了该设备在消费者群体中普及。

作为消费电子产品,影响用户体验的一个关键因素是AR设备的穿戴舒适度,其中,重量是一个重要因素,业内普遍接受的标准是全天候使用的轻量型AR眼镜的重量应该在75克以内。因此,拥有轻便光波导镜片的智能AR眼镜技术正在受到越来越多的关注。这也为中国光波导镜片产业提供了机会。

目前,世界新一代光波导镜片具有强悍的近眼显示功能,这是一块特别设计的透明的、轻薄的、可以投影成像的波导镜片,接收来自眼镜框的微型光引擎发射的高清视频或静态图像,在AR眼镜佩戴者的眼睛正前方和现实世界的光场融合后,投送到视网膜成像,可以让佩戴者清晰看到数字信息叠加到真实物体上的投影,扩展对现实环境的感知。

端木海婴介绍,以色列Lumus Ltd公司最新展示的几何反射波导镜片和光引擎重量相加不到11克,而上海某企业独立自主开发的几何反射波导镜片不仅具有和Lumus一样轻薄通透、成像质量高的优点,而且其独有的结构强化技术还可以大幅度提升这类超薄AR镜片的抗损伤能力。这样的轻量级AR眼镜可以可以让人们舒适地沉浸在虚实融合的世界中,同时覆盖数据和视觉效果,提升生活和工作效率。它们重量轻,穿戴时尚,与其他智能终端无缝连接,可以显示内容、捕捉视频、接受语音指令。AR镜片还可以与处方眼镜融合在一起,这样数百万需要视力矫正的人就可以同时享受清晰的视力和数字内容。

几何反射波导镜片和光引擎重量轻至11克

如今,全球范围内多家光学公司正在采用不同的方法来设计光波导镜片,为扩展现实市场提供最佳的尺寸、重量、成本和效率参数。这些方法采用反射或衍射设计原理,使用玻璃或塑料材料,通过微纳光学加工,原子键合,压印、刻蚀或全息衍射光栅制程,以及电子束光刻等核心工艺来制造这些镜片。在这些努力中,几何反射波导技术以其优良的成像质量、高传输效率和相对成熟的制造工艺正脱颖而出。端木海婴说。

她介绍,几何反射光波导则是由微小的半透半反的反射镜组成成像阵列,嵌入波导镜片中,应用几何光学的原理成像,承载着影像数字信息的光信号从边缘进入波导镜片,光线沿着X轴和Y轴扩展并传递到半透半反的反射镜,反射成像进入佩戴者的眼睛。这种基于镜面反射的AR投影技术,在广阔的视野范围内产生明亮、真实、自然的图像。此外,几何反射光波导的能量效率更高,更不容易消耗电池,因此对AR眼镜的续航更友好,每次充电的间隔时间更长。这是搭载几何反射光波导技术的AR眼镜真正能够吸引消费者的关键所在。

几何反射波导镜片的制造不仅需要精确的镀膜、切片、抛光和成型工艺,还涉及核心的反射镜面堆叠集成技术,针对原有胶水贴合工艺存在品质缺陷严重、量产性差和良率低的瓶颈难题,近期,业内出现科技公司采用创新的键合工艺来取代胶水工艺,已经取得显著成功,有力推动了生产能力超过百万级别的几何反射光波导的制造供应链的就绪。“上海已经有了长足进步!”端木海婴说。