電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/莫婷婷）“元宇宙”概念讓VR/AR設(shè)備再一次興起，包括AR眼鏡、VR頭顯等新品接連發(fā)布，讓我們看到VR/AR行業(yè)的火熱。不管是VR設(shè)備還是AR設(shè)備，傳感器件對(duì)功能的實(shí)現(xiàn)都起著至關(guān)重要的作用，例如佩戴檢測(cè)、眼球追蹤、手勢(shì)識(shí)別、屏幕管理等，AR眼鏡還需要顯示光機(jī)的光源和顯示管理的傳感器，幫助顯示模塊實(shí)現(xiàn)顯示色調(diào)和物理環(huán)境光線變化的自然融合，增強(qiáng)虛擬和現(xiàn)實(shí)環(huán)境的一體化體驗(yàn)。

那么，當(dāng)下的AR眼鏡光學(xué)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)展到哪一階段，作為全球光學(xué)解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者的艾邁斯歐司朗又給出了哪些最新解決方案適應(yīng)市場(chǎng)需求？

多種AR眼鏡顯示技術(shù)共存

在光學(xué)解決方案方面，艾邁斯歐司朗已經(jīng)構(gòu)建了領(lǐng)先的光學(xué)解決方案產(chǎn)品組合，針對(duì)工業(yè)/企業(yè)用戶，以及普通消費(fèi)者有不同的解決方案。艾邁斯歐司朗系統(tǒng)方案工程經(jīng)理孫文軒表示，普通消費(fèi)者對(duì)于眼鏡的要求是“舒適為王”，而工業(yè)/企業(yè)用戶的話，對(duì)于AR眼鏡的要求一般是“功能優(yōu)先”。

從技術(shù)上看，VR在于解決傳輸、交互過程中的實(shí)時(shí)處理，以及3D眩暈，而AR是解決光學(xué)部分存在的問題，因此在研發(fā)新品時(shí)，廠商都會(huì)著重挑戰(zhàn)不同的技術(shù)瓶頸。目前，AR眼鏡的顯示技術(shù)包括三大部分，一是被動(dòng)式微顯示技術(shù)，二是主動(dòng)式微顯示技術(shù)，三是掃描顯示技術(shù)。



不同的顯示技術(shù)有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，孫文軒提到，DLP/LCOS加上LED的技術(shù)解決方案非常成熟，具備高亮度、高色域等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是體積會(huì)相對(duì)比較大，會(huì)有比較有限的光展量。如果是DLP/LCOS加上激光的方案，除了和LED類似的優(yōu)點(diǎn)以外，它的體積相比于LED的光機(jī)小一些，但是相對(duì)Micro LED和LBS技術(shù)的顯示會(huì)有點(diǎn)大，另外因?yàn)榧す獾膯紊詫?dǎo)致的一些干涉效應(yīng)，圖象質(zhì)量比較難以提升。主動(dòng)式顯示技術(shù)中的Micro OLED因?yàn)椴贿m合環(huán)境融合的顯示情景，在陽光下使用亮度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

隨著技術(shù)的發(fā)展，從去年開始就已經(jīng)有部分廠商在AR眼鏡上用上Micro LED技術(shù)，但還屬于發(fā)展的初級(jí)階段，孫文軒指出，最大的技術(shù)難點(diǎn)在于RGB的集成難度非常大。掃描顯示技術(shù)的難點(diǎn)則是體現(xiàn)在系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜。從當(dāng)下的情況來看，并沒有萬能的解決方案，廠商需要在應(yīng)用要求與技術(shù)挑戰(zhàn)中實(shí)現(xiàn)權(quán)衡。

新型LED "MOSAIC"方案 ，更小的尺寸、更高的入眼亮度

為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，艾邁斯歐司朗在AR眼鏡上提出了兩大光學(xué)解決方案，一是在DLP/LCOS的LED微投影方案中提供LED光源，二是在LBS掃描顯示技術(shù)上提供RGB的激光器。

針對(duì)LED的微顯示系統(tǒng)，艾邁斯歐司朗提供了雙通道分色鏡以及導(dǎo)光柱方案等不同的解決方案。為了縮小光機(jī)尺寸、提高LED光能量，艾邁斯歐司朗開發(fā)了新型LED技術(shù)，芯片呈田字形排列，有RGGB四芯片版本和RRGGBB六芯片版本。



孫文軒介紹，新型LED的提升體現(xiàn)在兩方面，一是相對(duì)于一字型排列LED，田字形排列的LED顏色均一度會(huì)有較大改善，二是芯片表面和封裝表面的距離進(jìn)一步減小，從原來的0.44mm降到0.15mm，這樣可以讓光學(xué)部件離芯片更近，收光更容易，顏色更均勻。

AR眼鏡的微顯示屏幕朝著高亮度、低延時(shí)、低功耗等更高性能發(fā)展已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。一般而言，AR眼鏡在強(qiáng)光下的入眼量度需要達(dá)到800nit-1000nit。在具體應(yīng)用中，艾邁斯歐司朗針對(duì)RGGB四芯片版本的LED研究得出：以1W的LED電功率為例，可以輸出50lm的光通量，經(jīng)過前端的光學(xué)系統(tǒng)，在到達(dá)光波導(dǎo)鏡片之前，可以維持約5到10lm光通量，再匹配不同的光波導(dǎo)類型，最終可以達(dá)到入眼亮度從350nits到6500nits不等。

AR眼鏡走向輕量化

從近兩年發(fā)布的新品可以看到，AR眼鏡都呈現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)的趨勢(shì)，因此對(duì)AR眼鏡顯示技術(shù)也帶來了挑戰(zhàn)。一般而言，工業(yè)/企業(yè)用戶可以接受的光機(jī)體積在10-3cc左右，而消費(fèi)者需要的接近1cc左右的光機(jī)體積。艾邁斯歐司朗研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)LED+LCOS/DLP的方案可以實(shí)現(xiàn)的光機(jī)體積大概在5到10cc，MOSAIC LED+DLP/LCOS的方案的光機(jī)體積約為3-5 cc。

為了進(jìn)一步縮小光機(jī)體積，艾邁斯歐司朗推出了RGB三合一的激光模組Vegalas?，有望將光機(jī)體積縮小到1cc以下。那么，RGB激光模組顯示方案能實(shí)現(xiàn)多少的入眼亮度，消耗多少電功率以及怎么樣去匹配相應(yīng)的每顆芯片的光功率呢？如果設(shè)置1500nits入眼亮度的目標(biāo)，經(jīng)過估算，該方案總的光功率要求約78mW，再依據(jù)于每個(gè)芯片目前所能實(shí)現(xiàn)的效率來計(jì)算，需要約0.8W的電功率輸入。據(jù)了解，該方案已經(jīng)進(jìn)入設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段。



基于艾邁斯歐司朗的最新顯示方案，AR眼鏡正朝著更小、更輕薄的趨勢(shì)發(fā)展。在AR眼鏡價(jià)格下探，逐步打開消費(fèi)市場(chǎng)之后，更好的AR體驗(yàn)也將指日可待。