光机+光波导镜片|WaveOptics
AR 眼镜的显示系统可以简单理解为一套投影系统,光机就是投影仪,而镜片就是幕布。要想智能眼镜足够轻薄,则光机和镜片两个部分不仅要小巧、耗电低,且显示要有足够亮度;如果是室外场景,则对镜片的透光度要求较高。在光机方面,此前业内知名产品如 Magic Leap 使用的是 LCoS(Liquid Crystal on Silicon 硅基液晶)方案,微软 HoloLens 2 使用的是 LBS(激光束扫描 Laser Beam Scanning)。业内人士 A 君告诉极客公园(ID:geekpark),HoloLens 的 LBS 方案由于激光往往需要扩束,光机体积下不来,颜色和均匀性也并不优秀。而最近几年 MicroLED 技术的逐渐发展,不仅让人们看到下一代显示屏的新材料,也让智能眼镜行业看到了一个真正让 C 端产品爆发的机会。相比上述方案,MicroLED 最大优势是自发光、色域广、亮度高,同时光机足够小巧。缺点是如想实现全彩,成本太高且无法保证良率,所以小米智能眼镜采用的舜宇光学光机即是单色绿光。小米智能眼镜采用的舜宇光学的光机方案,目前能做到 640*480 分辨率、29 度视场角、亮度峰值达到 200 万尼特——这只是 MicroLED 屏幕的亮度参数,经过衍射波导后真正到人眼的光能大约小于参数的 0.3%。
WaveOptics的衍射光栅传播说明|WaveOptics
在显示方面,光波导(optical waveguide),尤其是衍射光波导是公认目前最适合 AR 眼镜的显示方案。衍射光波导简单来说就是让光机发出的光信号,通过衍射光栅在镜片中以全反射传播,并最后再通过光栅被导入人眼。在衍射光波导中,又以表面浮雕光栅(SRG)为主流,因为量产工艺相对成熟,微软 HoloLens 等产品采用的就是表面浮雕光栅。表面浮雕光栅类的衍射光波导实现路径之一,是通过光刻和刻蚀加工出带有光栅的母版,然后在光学平面上铺上压印胶,然后利用纳米压印技术把母版在平面上将光栅「压出来」。WaveOptics 采用的是二元光栅方案,此前公布的 Katana 方案即为单层,28 度视场角,不出意外这个应该就是小米智能眼镜选用的方案。相较于 Magic Leap 和 微软 HoloLens 的三层光波导,WaveOptics 的 Katana 型号产品的优势在于容易加工,重量较轻,缺点是均匀性较差,绿色效率低,FOV 也相对较小。单色 MicroLED+单色表面浮雕光栅衍射光波导显示方案的相对成熟,让各大公司看到了让智能眼镜贴近普通眼镜的机会。业内人士透露,目前国内不少巨头都在尝试这个方案,「下半年行业会非常热闹」。
小米:我做的不是 AR 眼镜单色、单光机(单目)、低分辨率、功能减少,这款小米智能眼镜看起来和《失控玩家》中出现的 AR 眼镜相比,确实低配了不少。但也许这正是小米的聪明之处,如果仔细看小米的宣传文案和视频,会发现里面没有提到一句 AR 或者增强现实。据业内人士透露,小米智能眼镜项目其实是小米手机团队在做,内部从来不叫这款产品 AR 眼镜,而是「信息提示器」——这个词很好的定义了目前轻薄型智能眼镜的定位。Magic Leap 和微软 HoloLens 两代产品的试水,揭示了一个行业真理,以目前的技术成熟度,要想做到类似《失控玩家》中眼镜的效果,设备成本过高;要想保持正常眼镜形态,目前能做到最好的解决方案就是「信息提示器」,即只用单色显示简单的文字或者地图信息,主要计算单元依然是手机或者其他主流数码设备。
WaveOptics 等光学厂商其实之前也有多色、高清的方案,但显然单色、低分辨率方案在某种程度上更适合目前的市场需求。在 AR 设备这样一个尚未被验证的市场中,功能、效果、尺寸、功耗和成本的平衡,可能比单纯追求理想中的效果更重要。当光学和显示技术及模组基本清晰之后,硬件就算基本上确定了。这个时候,产品能用怎样的外观,实现什么样的功能,UI/UX 应该是怎样的,聊到这些话题,各大公司的产品经理们就都不困了。两个月前,Snap 公司以 5 亿美元价格将 WaveOptics 收入麾下,公司 CEO Evan Spiegel 预测 AR 眼镜至少需要 10 年时间才能成为主流。不过,在那之前,「信息提示器」类型的智能眼镜,或许会以「功能机」的身份,为未来替代手机的 AR 眼镜,起到「过渡」的作用。
图片来源:小米、WaveOptics本文由极客公园 GeekPark 原创发布,转载请添加极客君(ID: geekparker)