原创光速趋势 | AR眼镜将成为下一代消费电子?

 2023-12-14 17:15  494 3 3 分类: 汽车电子文集: 艾迈斯欧司朗最新资讯

用虚拟信息丰富现实世界的尝试最早始于游戏应用，之后传播到了工厂。现在它正在成为我们日常生活的一部分。智能眼镜作为其载体也正迎来加速迭代。

“AR眼镜将成为下一代消费电子”，艾迈斯欧司朗光电半导体部门应用工程师Stefan Morgott十分肯定地说。
与美国市场互联网巨头纷纷布局智能眼镜不同，国内的手机厂商们在这两年加快了智能眼镜产品的更新迭代。单看国内，就已感觉到智能眼镜的战场激烈，仅在去年下半年，国内前5名的手机厂商中，已经有3家陆续推出自家新一代的智能眼镜。
据市场调研机构ImmersivEdge Advisors报告称，智能眼镜硬件市场到2025年将增长到50亿美元，到2030年将增长到340亿美元。在元宇宙风口的加持下，智能眼镜的赛道也持续升温。

1、轻便和显示技术是迭代关键
用虚拟信息丰富现实世界的尝试最早始于游戏应用，之后传播到了工厂。现在它正在成为我们日常生活的一部分。举个例子，使用增强现实技术 (AR)，已经能够把分步骤安装说明直接投射到工厂工人的眼前，这也意味着他们可以同时空出两只手来完成工作。
增强现实 (AR) 原理也能简化日常生活中的很多事情：到国外度假时，我们可以把标识或菜单的翻译实时投射到眼前；骑自行车出游时，眼前则能看到实时的路线地图。Morgott 表示：“不过很多目前在售的头戴式设备还不适合日常穿戴。我们需要小巧、时尚、价格适中的智能眼镜。”

紧接着，他也解释了其中的技术难点，为了实现这一目标，技术产品必须极其小巧，同时还要保证更高的效能。做到这一点很不容易，因为虚拟信息的显示是基于包括传感器、光学系统和投影设备的一个高度复杂的系统。
显示的信息必须根据眼镜佩戴者的动作不断调整适应，并叠加在人在现实世界中实际看到的东西上。计算机通过摄像头、GPS定位或传感器数据检测环境，并选择需要展示的信息。
纵观国内近期发布的几款智能眼镜新品特点，也确实和Morgott的论调保持一致：首先，就是轻巧，即可携带性。产品重量都在大幅下降，整体控制在30~50g左右，而这带来的直观感受就是即便长时间佩戴，也不会有压鼻梁的不适感。
其次，从显示技术来看，就新近发布的这几款智能眼镜的光学方案，也以光波导+Micro LED为主打，在衍射光波导、硅基Micro LED等多款技术的加持下，使用者透过镜片看到的就是清晰、亮度充足的画面，而无惧使用环境对光机显示性能的影响。
放眼全球，包括苹果、Meta、三星等在内的许多大公司都暗示或透露了未来几年内会推出时尚智能眼镜的计划。毋庸置疑，智能眼镜将彻底改变我们看待世界的方式。但如何将虚拟信息直接投射到我们眼前，或者能否直接将视网膜作为屏幕呢？Morgott阐述了自己的看法。

2、双重虚拟
在眼前形成虚拟图像的方式是多种多样的。Morgott和他的团队正在努力研发最为精巧和高效的解决方案。“它不是通常意义上的电子屏幕或投影。它是双重虚拟——是悬浮在空中的虚拟图像，” Morgott解释道。根据年龄不同，我们的双眼只能聚焦至少 10 厘米之外的东西。要让虚拟图像以正确的尺寸、在真实世界的合适聚焦面展示，它必须是被投射的。

“实现这一目标的基本思路有好几种，即被动式或主动式发光微型显示器或扫描镜。目前已有方案要么尺寸太大，分辨率或亮度过低，要么效率不够高，要么根本无法上市。因此我们现在主要依靠激光波束扫描，” Morgott在解释可视化技术的选择时说道。有了激光，安装在镜框上的投影设备可以做到超小尺寸、超轻重量，满足亮度和高效能的要求。这使得它在消费市场上非常有吸引力。

3、将视网膜用作屏幕
不过特殊的方案需要特殊的光源。目前的想法是将红、蓝、绿三原色组合在一个激光封装中，从而使得显示系统尽可能小巧。Morgott和他的团队已经实现了重大突破——将三个分散的红/绿/蓝激光束成功结合到一个RGB激光包中。
依照安装在眼镜框上的微机电系统 (MEMS) 微扫描器的指示，激光束通过瞳孔，并以不同角度投射到镜片上。镜片将光束聚焦在视网膜上，激光以极为细致的像素生成虚拟图像。因为只有一个激光束，显示系统可以做到很小。而且激光输出的功率也特别低，不会对眼睛造成任何伤害。

只需一束激光就能直接在视网膜上“作画”，由于光束直接对着眼睛，所以需要的光线非常少。其它的显示系统都会朝各个方向发射光线——而其中一部分的光线是被浪费的。
人们看到的图像，比如箭头、标识或文字信息，就像真实出现在面前一样。视野内的大面积区域必须保持清晰，使用激光技术的一大好处就是光束保留了相当清晰的真实场景。

4、极具潜力的结合

艾迈斯欧司朗在用于增强现实的众多光电半导体技术领域拥有近十年的经验，而于去年完成的艾迈斯半导体和欧司朗的合并，也被业界看做是光学领域名副其实的强强联合，Morgott直言，“通过传感专家和光电专家的结合，除了照明和显示技术外，我们还可以为智能眼镜提供3D传感等功能。”
搭载特殊3D传感器的眼镜可以将真实世界以三维模式呈现出来，并将虚拟信息置于其中——带来前所未有的全新视觉体验。

据悉，艾迈斯欧司朗正在集合其传感技术和光源技术并用于眼球追踪应用，这一功能使得激光束能够按照眼球的运动相应移动。未来，这项技术可用于人机交互：通过眼睛移动光标，然后眨眼完成单击动作。“Keeping an eye on the future（看向未来）”这句话由此也赋予这次业界重磅合并不一样的双重寓意。

增强现实 (AR) 系统可以通过智能眼镜将虚拟世界和真实世界融为一体，将带来下一场消费革命。得益于近眼式投影专用的 LED 和激光器产品组合，可以制造出外形小巧、便于消费者使用且视野开阔的智能眼镜。引领下一场消费变革，将智能眼镜带入千家万户，更多近眼式投影的发展动态？一起来看。