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ar眼鏡|助力消費級AR眼鏡升級–極致輕亮的幾何光波導顯示方案( 二 )

數碼顯示器ar眼鏡波導


光波導技術根據不同的光學技術原理和加工工藝 ， 分為衍射光波導和幾何光波導 ， 幾何光波導即是大家常說的陣列光波導 。
衍射波導又分為表面浮雕光波導和體全息光波導 ， 其中基于光刻技術的表面浮雕波導因其光柵顯示的原理 ， 使得在顯示彩色圖像時會出現彩虹色散 ， 導致色彩的豐富性、畫面的均勻性等性能很難有所提升 ， 圖像顏色失真嚴重 。 由于光柵的衍射特性 ， 其光效不足1% ， 在目前AR光學方案中光效最低 。



對比右圖的幾何光波導 ， 左圖采用衍射光波導的AR眼鏡所出現的彩虹色散問題
體全息光波導雖然使用全息光學元件代替表面浮雕 ， 一片鏡片即可實現全彩成像 ， 但其本身對生產設備和掩膜模板的投入要求較高 ， 對生產制程中加工條件限定苛刻 ， 對生產工藝的加工精度和要求較高 ， 因此產品的良率受到較大的挑戰 ， 而其大尺寸又影響了它的產出比和加工成本 ， 現階段體全息光波導無法滿足AR眼鏡的商品化要求 。
雖然理想的AR眼鏡顯示技術還有待提升 ， 但是并非遙不可及 。 現有的光學方案中 ， 無論從產品的色彩飽和度和畫面清晰度 ， 還是產品功耗和量產成本等各方面綜合評判 ， 幾何光波導是真正可以實現理想的產品形態的光學技術方案 。



幾何光波導（Geometric Waveguide）
幾何光波導技術是通過幾何陣列反射原理來實現圖像的無損輸出和畫面畫幅的擴大 ， 業界的代表是以色列的LUMUS和國內的理湃光晶 。
幾何光波導采用幾何反射的原理 ， 其光效超過15% ， 是衍射光波導的數十倍以上 。 此外 ， 借助高清微顯示技術可實現高亮度、色彩豐富、景深融合的全彩顯示 。 由于幾何光波導的色散控制較好 ， 不存在雜色、彩虹效應等問題 。 并且幾何光波導在顯示圖像時 ， 正面漏光率低至1%以下 ， 有效地保護了用戶的隱私 。



采用幾何光波導方案的輕量級AR眼鏡
目前 ， Rokid Glass 2、INMO Air、亮亮視野Leion Pro等多家AR眼鏡品牌的旗艦產品 ， 均采用了幾何光波導方案作為AR眼鏡的光學技術方案 ， 并且獲得了用戶的認可和市場的歡迎 。
近年來 ， 幾何光波導顯示技術在理論研究和制造工藝方面得到了飛速提升 ， 已成為AR領域最為成熟和最具發展潛力的光波導技術方案 。 如今 ， 束縛幾何光波導技術發展的“難以量產、視場角小、光機體積大“等問題 ， 均已隨著幾何光波導“二維擴瞳”技術的突破 ， 得到了徹底的解決 。
二維擴瞳技術能夠讓AR眼鏡光學器件更加小型化、更加輕量化 ， 與此同時讓顯示效果更加立體 ， 顯示色彩更加豐富 ， 為深沉浸、強交互和高度集成的AR眼鏡應用場景奠定可靠的技術基礎 。



基于二維擴瞳技術的幾何光波導顯示器件（2D Reflective Waveguide）
理湃光晶最新的二維擴瞳幾何光波導顯示器件在視場角、眼動范圍以及鏡目距方面取得了巨大的突破 ， 在超過50°視場角和20mm鏡目距的同時 ， 眼動范圍可達15mm*10mm ， 入眼亮度超過1000nits ， 整體顯示效果保持業界領先水平 。 理湃的二維擴瞳產品計劃于近期上市發售 ， 并與多家重量級客戶展開產品應用與定制開發領域的深度合作 。



基于AR眼鏡實現的出行智能導航
目前基于幾何光波導的AR智能眼鏡已廣泛應用在警用反恐偵查、軍用單兵作戰、工業智能制造、智慧醫療、遠程教育、展覽展示、社會公益 ， 以及消費應用等諸多領域 。



某地公安部門使用的警用AR智能頭盔

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