前言:AR 与 VR 是近年来广受关注的科技领域,它们的近眼显示系统都是将显示器上的像素, 通过一系列光学成像元件形成远处的虚像并投射到人眼中。但在 AR 领域,以眼镜为代表的智能硬件还没有真正的爆发。
阻碍 AR 领域发展的绊脚石
发展 AR 技术时,AR 眼镜的光学部分是产品的最关键部分,占据成本的 1/3 以上,也决定了产品的基本形态,采用不同光学技术所制造出来的产品大相径庭。
目前,光波导技术被公认为是 AR 行业最终极的近眼光学解决方案。同光纤一样,光波导利用的也是全反射原理,使得图像可以在玻璃内无损传输。
相较于棱镜、曲面反射等光学方案,它可以在极薄的镜片上投射出大视场角画面,具有轻薄、透光度高、视线阻挡少等优点。这些优点让光波导 AR 眼镜在形态上最接近传统眼镜,能够做到像普通眼镜一样可移动、长时间佩戴。
但光波导的投影光机一定程度上会遮挡视线、增大偏重感、导致眼镜体积庞大,这也是一直困扰业界的问题。
亮亮视野在 AR 领域中的路径
近日,亮亮视野针对光波导技术做出了具有划时代意义的尝试。亮亮视野发布全新超短焦 AR 光学模组“八面体”——AR 眼镜 GLXSS ME(Multi-Edition)。这款眼镜为产业 AI 场景而设计,意在通过第一视角交互,实现多维度的连接、认知与协同。
亮亮视野成立于 2014 年,团队组成有来自谷歌、联想、微软、英特尔和中国航天等企业的专业人士和技术专家。亮亮视野通过自主研发的 AR 眼镜和行业解决方案,以交互创新赋能,协助制造业、医疗与安防领域的合作伙伴完成智能化升级。
这已不是亮亮视野第一次发布 AR 眼镜,早在 2015 年 3 月,亮亮视野就发布了 GLXSS 智能眼镜,随后 11 月,亮亮视野正式宣布进入行业应用领域,并完成国内首例智能穿戴设备的手术直播。
超短焦 AR 光学模组“八面体”
亮亮视野八面体 GLXSS ME,是基于晶体材料的各向异性特性实现光学器件的复用,将原本在光波导内朝一个方向传播的光线折叠成 4 段,投影光机单元体积缩小 75%,水平开放视角到 120°。GLXSS ME 体积接近一只 AirPods,重量也和一对 AirPods 相当,仅为 33.4g。
并且亮亮视野 GLXSS ME 搭载了 Movidius®Myriad 视觉处理器,这是一款可轻松部署各类算法模型、自主研发的神经网络推理框架芯片,这款处理器的能耗为 GLXSS ME 强劲功能的实现做出了充分的保障。
八面体的六大“绝技”
①体积重量轻便:阵列光波导完全基于折射和反射原理,只需 1 层波导即可实现全彩图像传输,远小于衍射光波导的多层结构重量。在此基础上,“八面体” 短焦 AR 光学模组特殊的结构让投影单元体积变得更小、更轻巧,体积仅为普通光波导模组的四分之一。
在系列中最轻型号 L-PAT 25 仅重 9 克,也就是两张 A4 纸的重量,这一重量比行业平均水平轻 50%以上,是目前市场上已知最轻的可量产光波导模组。
②低功耗,续航延长 6-10 倍:根据出色的光学设计,以及亮亮视野独家研发的高折射率玻璃和镀膜技术,L-PAT 的光学效率高达 40%,使用同样容量的电池供电时,L-PAT 的续航时间是其他光学显示方案的 6-10 倍,达到 10 小时。
③高透,透光度超过普通建筑玻璃窗:GLXSS ME 利用 birdbath、自由曲面等技术生产出来的传统光学耦合器透光率普遍低于 50%,佩戴体验类似于太阳眼镜。光波导利用全反射原理使得图像可以在玻璃内无损的传输,而且镜片具有轻薄、通透,主流光波导产品透光率在 70%-80%之间。
“八面体” 短焦 AR 光学模组在 85%以上比普通玻璃窗 83%的透光率还要高,也是市面上唯一满足《QBT2457-2003》、《ANSI Z80.3-2001》、《EN 1836:2005》国内外主流行业标准的显示方案,无论是阴天、夜晚,还是室内都可安全使用。
④超薄,折射畸变小于 1mm:“八面体”短焦 AR 光学模组厚度仅 1.9 毫米,所产生的的透视偏差仅 1 毫米,远小于传统的 Birdbath 大于 15 毫米的视觉偏差,也小于衍射光波导模组 3-4mm 的透视偏差。
⑤高对比度、分辨度及色彩还原:“八面体”标配 OLED 作为像源,对比度高达 100000:1,消除了屏幕边界感,画质清晰,图像反差锐利,提供接近人眼极限的光学解析力。此外,色域覆盖超过 100%sRGB,达到专业显示器水准。
⑥“八面体”零漏光:通过特殊的镀膜和光学结构,眼镜在工作时不会出现漏光,更不会对外界暴露屏幕显示的内容,不论对隐蔽性要求极高的军用头盔还是消费娱乐的 AR 眼镜,隐蔽性都至关重要。
年产能达 100 万片,未来运用范围广
由于阵列光波导本身工艺的复杂,批量生产的技术门槛和工艺门槛都非常高。亮亮视野从研发阶段开始就将工艺进行拆分细化,依托长三角、珠三角地区多家龙头企业建立了一套保密可控的量产供应链体系,年产能已达 100 万片,真正实现了量产。
GLXSS ME 终端直连主流手机与专业终端,具备即插即用能力,搭配的其他附件、在体系支持下运用广泛。在某些专业领域的场景中对 AR 眼镜的清晰度、现实还原度、佩戴舒适度也是提出了极高的要求。
目前,亮亮视野的产品主要集中用于满足工业、安防和医疗等场景需求。未来,希望亮亮视野的产品还可以应用于更广泛的专业领域。
结尾:
AR 眼镜作为下一代交互方式的硬件端口,被认为将最终取代智能手机,亮亮视野的超短焦 AR 光学模组为新的起点拉开下一代显示技术革命的序幕。