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Designer100郑昱:将AR眼镜打造成普通眼镜的模样

2019-02-20  5513

AR 光波导技术是唯一能够实现可穿戴 AR 设备轻便、显示效果好的光学显示方案,是未来可穿戴 AR 设备的主流,更是世界范围内科技巨头都在争抢的高地。

“四年,比我预期的时间更久,实现难度更大。”

灵犀微光CEO郑昱即使在当初只有一桌三人一堆资料的“寒门”之境也不忘初心,一坚持就是4年。

几年之中,整个AR在资本市场经历了从大热到大冷的轮回。灵犀微光始终聚焦于AR设备的瓶颈技术,他们想让AR硬件完成从“头戴显示设备”到“普通眼镜”的质变。

用1.7毫米波导镜片秒杀谷歌眼镜

科技发展到今天,“我的视觉被加强了”,不再是科幻电影中的经典台词。沉浸式技术已经到来:未来三年内,增强现实技术将成为主流之一,真正改变人们观察世界的方式。然而,虽然微软的HoloLens 是AR产品的标杆,但体型巨大;Magic Leap能在真实物体上叠加3D图像,但还是比一般眼镜要沉的多。那么想象一下,如果要实现相同的效果,换成一副普通眼镜,你会感觉怎样?

灵犀微光专攻AR眼镜底层光学方案,用1.7毫米波导镜片秒杀谷歌眼镜。自2014年成立以来,灵犀微光始终专注于打造AR产业的“CPU”——光学引擎,研发方向锁定在未来或将成为主流AR底层技术的光波导方案。目前,已成为全球范围内为数不多的几家光波导技术实现者。

不仅如此,他们还自主研发生产了 AR 光波导显示模组,在产品化方面与科技巨头并肩,在一些关键技术指标上甚至超越了一些巨头。

2018年,在美国拉斯维加斯举办的CES(国际消费电子产品展)上,灵犀Mini-Glass亮相。这副眼镜总重仅110g,视场角36°(相当于在3米远的地方呈现76英寸的屏幕),搭载多种传感器,双目3D高清彩色显示,对比度较高,图像清晰并且细节丰富。它的镜片厚度仅为1.7mm,在色相上达到了单片彩色。

光波导是光学显示的明星方案

微软HoloLens采用全息光波导技术,被广泛认为是AR眼镜的业界标杆;苹果与广达电脑合作研发基于波导AR眼镜,2018年起在全球寻找光波导供应商;华为内部斥资数十亿研发光波导技术并在全球寻找光波导供应商……

几年间,光波导技术已成为巨头们都在追逐的光学显示明星方案。然而它的门槛太高,真正懂并且敢于研究光波导技术的人并不多。

光波导的定义是:能够实现视场折叠和复原,并且通过全反射无损传输的光系统。为了更好理解光波导,郑昱举了这样一个简单直白的例子。他说,如果我们眼前有一个很大的窗户,就可以透过这个窗户看到广阔的画面。但如果眼前只有一个像万花筒那么小的一个窗口,那么我们就只能看到很小面积的图像,这样我们的体验感就会很不好。

“那么怎样才能在一个像万花筒那样的小镜片或者小型的光学系统里看到更大的画面,并叠加更多新奇的体验?”郑昱介绍,灵犀所研发的光波导技术,简单来说就是通过把大窗户看到大面积图像,切分成很多小图像,然后依次把它们装进万花筒里,这个依次的顺序可以按照时间排列,也可以按空间顺序叠加,叠加好之后,再通过一个很小型的镜片呈现到人们的面前。

光波导镜片最重要的作用就是实现“增强现实”的效果,将真实环境和虚拟信息“无缝”集成,把原本在现实世界的一定时间、空间范围内很难体验到的感官信息(视觉信息、声音、触觉等),通过模拟仿真后再叠加,从而达到超越现实的感官体验。

十万片级AR光学引擎的量产之路

一直以来,郑昱和灵犀的小伙伴都在不断解决光学技术难题的道路上摸索前进。从想法到产品化,遇到的难题不仅多,而且棘手。当头一棒的难题就是,如何实现单目到双目光学显示技术的跨越。

简单把两个单目组合在一起,就会出现重影的现象,且无法形成一个立体的图像。并且,由于每个人的脸型不一样,每个人瞳孔的距离也不同。如果两只眼睛要同时看到一个物体且保证它有立体效果,那么双目对图像本身和成像位置都有严格的要求,且对各方面的精度要求非常高。其中最简单直接的方法是,将两个左右眼的光距做得一模一样。

然而,实际的情况是在任何一项加工步骤和设计生产中都会有误差,并且价格会非常昂贵,要量产很难。

“显示效果不够好,精度不够高等等,这些问题也许在一百片、一千片的量级尚能化解,那么一万片、十万片呢?牵一发而动全身,问题无法解决,成本就会居高不下,量产之路势必会受到制约。”不仅如此,双目显示问题解决后,又出现了明暗条纹效应等各种棘手的问题。

如今,当初的这些难题俨然变成了成长中的加速剂,并催生了公司的两大“拳头”产品。一是2017年研发出的光波导显示模组AW60,解决了限制良品率的关键因素,实现年10万片稳定量产。二是,升级版本的光波导显示模组AW61,既解决了明暗条纹的问题,在对比度和光能利用率上也有明显的提升。

如今,他们还推出了更轻更抗摔的树脂波导AWP30,并正在加紧研发“光波导+微芯片光场扫描”的方案,以及专为2C市场设计的超小型下一代AR显示方案。

让更多人接受并佩戴上AR眼镜

为了实现更好的显示效果,灵犀微光按照自己设计的独特算法,既能保证每个光学系统进入光线量一致,又实现了光系统的无损传输。相比国内其它做AR眼镜的初创公司,郑昱认为灵犀微光的差异化之处就在于核心光学显示技术的强大实力和深厚储备。

作为核心技术厂商,他们更渴望集中精力深度挖掘能够商业化落地的技术,提供更便宜、更好的硬件(光学模组)给大众。他说,AR是充分发挥创造力的科学技术,为人类的智能扩展提供了强有力的手段,对人们的生产方式和社会生活将产生巨大的深远影响。如今灵犀已具备AR设备的核心显示技术,让小型化、轻量化AR眼镜的量产变成了可能,接下来他们要让更多人接受它,并佩戴它。




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