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何时实现触手可及的AR梦?光学元件很关键

导读: 据麦姆斯咨询介绍,随着虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)以及扩展现实(XR)这些热词的流行,它们背后技术的春天也即将到来。

据麦姆斯咨询介绍,随着虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)以及扩展现实(XR)这些热词的流行,它们背后技术的春天也即将到来。这些技术可以令每个人的AR梦成为现实,取代智能手机成为下一次重大的人机交互革命,有望引爆消费类市场。为此,很多公司纷纷投入大量资金开发相关技术所需要的构建模块。

在这些模块中,光学元件代表了AR头戴设备中最具挑战性的元件之一。Yole在几个月前发布的《VR/AR/MR显示及光学视觉系统-2018版》技术和市场分析报告中讨论了这一主题,探讨了VR/AR/MR设备的现状和趋势。该报告说明了要让消费者认可并接受VR/AR/MR设备,还需要解决哪些挑战。

除了产品价格,时尚的外形至关重要。为了能够提供造型优美的外形,波导透镜似乎显然是最优的选择之一。在所有从事透镜开发的公司中,目前主要有两种竞争型技术:表面起伏光栅(Surface Relief Gratings,SRG)和全息元件。

DigiLens是该行业的主要公司之一,该公司的AR透镜采用了全息路线。Yole显示技术和市场分析师Zine Bouhamri博士近期有幸采访了DigiLens创始人、董事长兼首席技术官Jonathan Waldern博士,讨论了该公司及整个行业的现状和未来发展趋势。

Zine Bouhamri(以下简称ZB):首先,请您介绍一下DigiLens及其业务。

Jonathan Waldern(以下简称JW):我在2003年基于我们的可切换布拉格光栅(Switchable Bragg Gratings)技术,以SBG Labs的名义创立了这家公司,后来在2015年更名为DigiLens。

DigiLens的使命是成为下一代波导AR显示器开发领导者。我们相信DigiLens专有的纳米材料、全息制造工艺和显示参考设计,在波导显示行业是独一无二的。

DigiLens向领先的波导光学制造商授权光学纳米材料和全息印刷设备,以加速它们在汽车、军事、航空和消费电子领域的AR产品交付。

DigiLens AR波导产品已经从世界上首款航空航天应用的商用波导HUD开始成功进入市场,这款产品被称为AeroHUD,已经于2016年上市。DigiLens用于摩托车头盔的MonoHUD单眼HUD将于2018年底投入生产。

DigiLens的MonoHUD充满电可工作5小时,售价499美元,支持“智能头盔”应用

ZB:您能详细介绍一下贵司的技术吗?

JW:DigiLens的专长是全息波导技术,目前是波导显示领域的主要技术之一。其他主要的竞争技术包括由微软、Vuzix、Magic Leap和Wave Optics开发的表面浮雕光栅技术,以及由Lumus开发的Cascaded Mirrors技术。有别于微软等形成复杂的表面浮雕结构,和Lumus在波导中嵌入多涂层反射,DigiLens采用布拉格光栅打印成一种单体液晶混合物,形成薄而高透明的光栅,省去了昂贵的蚀刻和纳米光刻加工步骤。

DigiLens的有源全息波导技术,采用基于液晶的薄膜聚合物,DigiLens波导内的全息镜光学器件能够在电流激发时改变状态

我们通过增加转换和高折射率调制将全息波导提升到了全新的水平。经过反射全息的早期探索之后,DigiLens决定专注于薄传输布拉格光栅,当在波导中应用时,在实现AR所需的光束管理能力方面,它能够提供比反射布拉格光栅更多的功能性。

我们喜欢将我们的方案描述为进行“光学折纸”。使用基本光栅设置的综合工具套件,我们可以设计AR显示器所需要的任何波导架构,以及完全实现AR所需要的眼动追踪及其他传感器。独一无二的是,我们的技术可以使用通用的设计方法、材料和工艺,来解决所有这些功能,并将它们缩小为堆栈中的附加层。

Digilens开发的设计工具

一个设计挑战是当前的设计工具无法满足我们如此复杂的波导光栅建模要求,更不用说处理液晶聚合物光栅的双折射特性。为了解决这个问题,我们开发了在ZEMAX中运行的自己的定制化光线跟踪工具。最终,这些设计工具将提供给我们的被授权许可商,以帮助他们根据我们的专利参考设计创作定制化的波导应用。

DigiLens EyeHUD:93%透明度,适用于全天时的可穿戴“企业级”应用

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