“AR”眼镜光学方案各有优劣,
未来发展大有可
文 | 青崖白鹿
(VRPinea2023年12月1日讯)全网独家拆解雷鸟Air 2、X2,ARknovv A1!这里向本次AR眼镜硬件拆解选题的“赞助商”雷鸟创新、致敬未知表示感谢,不辞辛苦为VRPinea寄来了自家产品的拆解件。
此外,小P先打个小小补丁,本次选题核心讨论的是硬件方案,而不是针对任何一款眼镜。本期文章将主要聚焦于AR眼镜硬件方案中的光学模组,某种程度上来说,这也是AR眼镜最为关键的硬件部位。
(“这题很重要”)
BirdBath偏振方案
雷鸟最新款智能投屏眼镜雷鸟Air 2采用的就是BirdBath偏振方案,其核心光学组件,就是索尼0.55广电大流量卡英寸MicroOLED显示屏+BB模组。
(雷鸟Air 2拆解件一览)
BB模组的成像原理,简单来说就是:通过屏幕的半球形透镜,将画面放大、变焦,经过近眼面板背面(偏振分束器)的反射,将其投到前部的镜片(曲面镜);再通过双层的四分之一波片,让整个画面实现90°的旋转,然后画面被反射回来,二度经过偏振分束器,最后投入人眼。
在这一过程中,由于画面经过两次反射,整体亮度的损失会高达75%-80%。所以哪怕是出屏亮度(屏幕本身亮度)很高,最后的入眼亮度可能也就只有500-600nits。
(雷鸟Air 2屏幕画面实拍)
所以目前来看,BB投屏眼镜的赛道,今后无非是在已有路径的基础上不断调优。如光学结构中的镜片广电大流量卡、反射膜等进一步优化,减少画面亮度损耗。但大概率不会出现什么重大突破了,它的天花板基本已经到了。
(BB模组分解效果图)
光波导方案
雷鸟旗下的消费级真AR眼镜雷鸟X2,采用的是双目异显全彩衍射光波导+MicroLED的光学方案,雷鸟自研了0.7cc全彩MicroLED光机。
(雷鸟自研0.7cc全彩MicroLED光引擎效果图)
从三块RGB单色的MicroLED屏幕发出的光线,通过光机的放大,可以让三种单色的点位合一,从而实现全彩显示画面。全彩真AR最难的就是这一点,三种颜色的像素点,其实是非常小的,需要微米级的对准,一旦对不准,就会有色差。
通过这个光机出来的画面,会经过两个镜片上的波导片。从一个镜广电大流量卡片上角位置的波导片射入,实现一维扩瞳,然后经过另一个波导片实现二维扩瞳,画面投入人眼,实现显像。
(雷鸟X2拆解件一览)
这套真AR眼镜方案,未来的可能性是非常大的。光机更小,像素密度更大,实现1080P乃至2K、4K级别的画面;还有二维扩瞳的光波导,做得更小,让显像区域的面积更大等。都能进一步升级画面质量,从而提升用户体验。真AR眼镜的天花板极高,未来进步空间是巨大无比的。
自由曲面方案
上面提到的两种方案,都是单一对应性的,也就是说:BirdBath偏振方案——智能投屏,光波导方案——真AR。但其实现在也有中间态的产品硬件方案,可以兼顾两个方向。
它就是由前锤子科技合伙人吴德周,创建的AR品牌ARk广电大流量卡novv推出的ARknovv A1,兼具智能投屏和真AR功能。ARknovv A1采用耐德佳自由曲面光机4.0(钻石Pro系列)+Micro-OLED的光学方案。
这里做一则小预告,ARknovv A1的评测视频/文章,将于下周五准点发布。目前VRPinea团队正在反复评测中,总编辑老缪目前的基本结论是:ARknovv A1是目前接近于C端用户使用的真AR眼镜。
(ARknovv A1开箱)
ARknovv A1的核心光学结构,是Micro-OLED屏幕+自由曲面的光学透镜。自由曲面在外形上可能跟BB方案有所类似,但BB方案经过了两次光线反射的损耗,而自由曲面的两次反射中,有一次没有光能损失。所以相广电大流量卡较BB方案,自由曲面能够实现更高的入眼亮度,同样一块Micro-OLED屏幕,自由曲面的光损只有30%-40%,入眼亮度一般能达到1000nits左右。
相比于还在快速进步的MicroLED,Micro-OLED的成熟度已经很高了。像ARknovv A1采用的耐德佳自由曲面光机4.0,都4.0了,无疑是很成熟的方案了。但成熟,并不意味着解决了核心问题,镜片还是很厚、算力需要外接设备等等。
(耐德佳自由曲面钻石Pro光学解决方案)
当然,除了以上这三种AR光学硬件方案外,还有像奇点临近的LCoS+阵列光波导方案,光粒科技、李未可等的单色MicroLED+光波导方案。
孰优孰劣
总结一下这三种主流AR方案的广电大流量卡优劣,从使用场景来说,BB方案虽然现在存在厚度大、亮度损耗高等问题,但它就是现阶段最适合用来观影的投屏眼镜。
(雷鸟Air 2宣传画面)
像雷鸟X2这一类MicroLED+光波导的真AR方案,现阶段仅仅是第一款产品,等到未来光机做的更小,画质能够做的更好,它的天花板是极高的。但同时,向上的阶梯也是极难的,需要整个产业链共同努力,需要终端厂商在内容端不断突破。
而介于BB和真AR之间的技术方案,像ARknovv A1,它兼顾了现阶段各类产品的优点,或者也可以说,它是向现阶段的产业链和消费者去“妥协”的产物。
无论哪种方案,在现阶段,都只是厂商在轻薄、显示效果和易用性这个不可能三角之上,去做平衡的产物,区广电大流量卡别只是往哪个角度去偏移而已。
(“未来可期”)
结语
小P期待着在不久的未来,MicroLED显示屏、光波导方案等硬件方案能够快速地升级,同时,AR眼镜的系统、软件和搭载的AI都能有长足的进步。然后真正可以让普通大众使用的真AR眼镜出现。那时候,或许才是AR眼镜逐渐取代智能手机的开始。
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