ar眼镜|助力消费级AR眼镜升级–极致轻亮的几何光波导显示方案( 二 )


光波导技术根据不同的光学技术原理和加工工艺 , 分为衍射光波导和几何光波导 , 几何光波导即是大家常说的阵列光波导 。
衍射波导又分为表面浮雕光波导和体全息光波导 , 其中基于光刻技术的表面浮雕波导因其光栅显示的原理 , 使得在显示彩色图像时会出现彩虹色散 , 导致色彩的丰富性、画面的均匀性等性能很难有所提升 , 图像颜色失真严重 。 由于光栅的衍射特性 , 其光效不足1% , 在目前AR光学方案中光效最低 。



对比右图的几何光波导 , 左图采用衍射光波导的AR眼镜所出现的彩虹色散问题
体全息光波导虽然使用全息光学元件代替表面浮雕 , 一片镜片即可实现全彩成像 , 但其本身对生产设备和掩膜模板的投入要求较高 , 对生产制程中加工条件限定苛刻 , 对生产工艺的加工精度和要求较高 , 因此产品的良率受到较大的挑战 , 而其大尺寸又影响了它的产出比和加工成本 , 现阶段体全息光波导无法满足AR眼镜的商品化要求 。
虽然理想的AR眼镜显示技术还有待提升 , 但是并非遥不可及 。 现有的光学方案中 , 无论从产品的色彩饱和度和画面清晰度 , 还是产品功耗和量产成本等各方面综合评判 , 几何光波导是真正可以实现理想的产品形态的光学技术方案 。



几何光波导(Geometric Waveguide)
几何光波导技术是通过几何阵列反射原理来实现图像的无损输出和画面画幅的扩大 , 业界的代表是以色列的LUMUS和国内的理湃光晶 。
几何光波导采用几何反射的原理 , 其光效超过15% , 是衍射光波导的数十倍以上 。 此外 , 借助高清微显示技术可实现高亮度、色彩丰富、景深融合的全彩显示 。 由于几何光波导的色散控制较好 , 不存在杂色、彩虹效应等问题 。 并且几何光波导在显示图像时 , 正面漏光率低至1%以下 , 有效地保护了用户的隐私 。



采用几何光波导方案的轻量级AR眼镜
目前 , Rokid Glass 2、INMO Air、亮亮视野Leion Pro等多家AR眼镜品牌的旗舰产品 , 均采用了几何光波导方案作为AR眼镜的光学技术方案 , 并且获得了用户的认可和市场的欢迎 。
近年来 , 几何光波导显示技术在理论研究和制造工艺方面得到了飞速提升 , 已成为AR领域最为成熟和最具发展潜力的光波导技术方案 。 如今 , 束缚几何光波导技术发展的“难以量产、视场角小、光机体积大“等问题 , 均已随着几何光波导“二维扩瞳”技术的突破 , 得到了彻底的解决 。
二维扩瞳技术能够让AR眼镜光学器件更加小型化、更加轻量化 , 与此同时让显示效果更加立体 , 显示色彩更加丰富 , 为深沉浸、强交互和高度集成的AR眼镜应用场景奠定可靠的技术基础 。



基于二维扩瞳技术的几何光波导显示器件(2D Reflective Waveguide)
理湃光晶最新的二维扩瞳几何光波导显示器件在视场角、眼动范围以及镜目距方面取得了巨大的突破 , 在超过50°视场角和20mm镜目距的同时 , 眼动范围可达15mm*10mm , 入眼亮度超过1000nits , 整体显示效果保持业界领先水平 。 理湃的二维扩瞳产品计划于近期上市发售 , 并与多家重量级客户展开产品应用与定制开发领域的深度合作 。



基于AR眼镜实现的出行智能导航
目前基于几何光波导的AR智能眼镜已广泛应用在警用反恐侦查、军用单兵作战、工业智能制造、智慧医疗、远程教育、展览展示、社会公益 , 以及消费应用等诸多领域 。



某地公安部门使用的警用AR智能头盔

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