AR全息光波导高性价比量产对未来的影响-5G资讯

5g头条:在5G·AR(增强现实)技术应用高峰论坛上,深圳市美誉镜界光电科技有限公司执行董事兼总经理 李科以“AR全息光波导高性价比量产对未来的影响”发表了主题演讲。5G时代实时渲染技术推动了云游戏发展。5G虚幻引擎,实时灯光渲染大片,使云游戏到达新的“镜界”,云游戏的时代已然来临。在对现场观……

在5G·AR(增强现实)技术应用高峰论坛上,深圳市美誉镜界光电科技有限公司执行董事兼总经理 李科以“AR全息光波导高性价比量产对未来的影响”发表了主题演讲。5G时代实时渲染技术推动了云游戏发展。5G虚幻引擎,实时灯光渲染大片,使云游戏到达新的“镜界”,云游戏的时代已然来临。在对现场观众科普了光波导原理后,李科提出,“新时代需要新的硬件载体”,新时代中的下一代智能终端为MR+AI+物联网+LBS,而全息光波导具有自身光学优势,只有全息光波导路线才能实现波导的大面积量产化制造。

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以下是演讲实录。

李科:

我们公司的定位是根据市场的需求来判定的。

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目前整个市场的发展进入了全新的5G时代,我们认为这是一个全新的开始。对于智能眼镜内容产品来说,我们先切入的场景是游戏,因为我们认为游戏是粘性比较高的应用场景,大家戴着智能眼镜的时间也会稍微长一些。

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我在之前刚刚宣布,虚幻引擎5在明年将完全发布,这个在PS5上进行了全方位的应用,它们的光效已经做到了一个较好的地步。

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大家可以看细节图,对于几百万个多边形的处理,包括实时光渲染,我觉得在5G时代中,现在的渲染引擎已经迎来了全新的生态。可以说在这个时代里,玩游戏的时候就像在实时看大片一样。

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相信大家也看过《黑神话:悟空》里一个很震撼的实时渲染画面。我们公司相关的人也联系了《黑神话:悟空》的制作团队,跟他们进行了一系列的沟通。《黑神话:悟空》的创作团队游戏科学,想表述的状态是在虚幻引擎4,包括虚幻引擎5的未来场景下,对于云游戏时代未来的整体开启,他们是信心满满的。

现在通过5G云端的实时运行,其实大家现在已经可以通过我们的设备,在实时的状况下,打开我们一些相关的应用程序,可以在各大平台的云游戏实现实时的游玩。

新时代新载体:全息光波导

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在云游戏的状态下,当然需要一个特别好的承载硬件,来达到云游戏的出色的体验效果。我们也适时推出了全息光波导量产的一系列相关产品。

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对于全息光波导的概念,先给大家全面的剖析一下全息光波导到底是什么。

对于全息光波导,其实类似于直接在光纤中传播一样,光从光纤的一端到另一端,然后通过不同的侧面的一个角度进行一个无损的全反射。

两个特别重大的前提是,一是传输光波导的材料,一定要具备比周围介质高的折射率;另外光波导的入射角度要大于相关的临界角度。

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全息光波导的图像需要通过准直透镜。准直以后。波导在玻璃基底进行基本耦合,进行全反射,再传输到光栅,再由光栅入射到我们眼睛的前部。

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而最薄的全息光波导可以做到0.8mm。我们可以想象一下,大家带着普通眼镜的镜片是1mm-1.5mm之间,所以说全息光波导的优势在于可以做得非常轻薄,还有一个特别大的优势在于整个的光路进行了简化,不需要有很复杂的光路载体,它直接可以进行拼接,并且是唯一一个可以做大面积全息显像的光学载体。

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现在全球行业的态势,苹果第一时间收购了,相当于全息光波导的鼻祖,就是美国的Akonia。阵列光波导其实是以Lumus为主,最早的话是Lumus拓展出来的。

上图对于光波导的优势跟劣势,我们进行了一个基本的排比。对于全息光波导而言,大概分三种形式:

第一个是刻蚀光栅进行光刻机的制造生产。最早是Nokia跟Magic Leap进行制造加工生产,后来Microsoft直接收购了Nokia的一些专利,Vuzix也直接受到了Nokia的专利授权。

那对于代表性的英国的Wave Optics,他们是纳米柱,进行表面浮雕,然后去进行全息光波导的处理方式。

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第二个是体全息光栅。对于我们来说,体全息体光栅有一个非常大的优势,就是直接加工处理的速度会进行得非常快。我们用聚合物,甚至是用一些基础的光栅曝光材料,几乎只需要三四天就可以直接完成生产加工。

其次,我们想强调一下衍射、布拉格光栅,还有全息光波导的一些优势。首先在于它可以实现真正非常大的视场角(FOV),我们完全可以定制出与现实相同大小,甚至是可以做些轻薄处理。

以及它最大的优势在于大面积制作,良品率高,并且不像是动辄很大资金量的光刻光栅,需要投入非常大的成本,我们只需要投入稍微小一些的成本,就可以完成这个全息曝光的工艺。

还有一个比较大的优势在于全系光波导的成本比较低,对于处理聚合物材料,一直到制作的周期来说,我们成本可控。但是相对而言,这个技术在技术壁垒上偏高。对于掌握了稳定生产的单位的话,从材料一直到全息光波导的设计,都是比较高的门槛。那我们现在是全彩页已经完全整合好,可以大批量的生产。

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这个是我们在进行全息干涉曝光时的细节工艺。我们通过两束激光,一个参考光,一个雾光,在照亮这个感光薄膜的时候,进行双束干涉,感光薄膜折射率发生变化的信息会体现在我们的感光薄膜上。最后形成我们记录的体全息光栅的基本形态。

对于整个感光薄膜一系列周期的条纹,大家可以看到(上图)左边的角度带宽,对于衍射效率的曲线,我们有专门的细节设计。

对于整个感光薄膜的厚度,一般我们会控制在三微米之间。然后对于折射率参数,包括条纹之间的对比度、间隔厚度、折射率调制,甚至它的入射角度,我们全部可以自定义。这就是体全息光栅一个非常大优势。

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还有一个是我们的多个体光栅,直接在光学,集成到波导表面,作为一个完整的曲线,我们可以进行合适的、甚至是多方位的拼接。

Micro-LED+全息光波导方案是未来趋势

那对于整个AR领域,我们其实可以看到未来发展的方向:最后一定是最轻薄,而且量产性最高、成本控制最低。比如苹果选择收购Akonia,最主要的原因是因为它的成本控制,也包括它的成熟度,其实现在已经做到了一个非常完善的地步了。

对于刚才观众席关于光损的提问,某种意义上来说,Micro-LED最大的优势就是在于它的发光的亮度。刚才看储存上面写的是10,000,000nit,其实我们实际测试的单色的、绿色的已经到了20,000,000 nit,已经是非常高的亮度了。

最完美的状态是Micro-LED加上全息光波导,这个是最完美的方案。我相信苹果也是会以这个方案为主体。

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我们看到的是全息光波导制作的过程。从开始的材料选配,一直到清洗机板,最后我们对材料进行基板的涂层,并对膜层进行薄膜干燥,最后我们会把所有一系列进行封装,封装完了会进行预切割,切割完了会上激光系统进行整体的、多光的集成曝光。曝光完毕之后,我们会进行一些预售的后处理,当后处理做完的时候,我们会再把全息光波导镜片进行MTF等一系列光学检测,最后我们才进行后切割以及最后的装配。

对于单色跟彩色,可能单色的适用场景会运用到军方,然后协助执法,包括一些单信息提示。对于彩色光波,我们可能用到上图所展示的效果,我们会应用在整个民用端,甚至是C端的基础应用上。

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对于整个波长的厚度,我们最高可以低至0.5mm高分辨率。因为全息光波导的光学属性优势是,可以完全做到超低畸变,包括低散射、噪声、高角度、带宽色彩还原性都是是最高的。我们叠加最高最大的分辨率可以做到60°FOV。

目标市场:B端精准与C端定制

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对于GodView境界来说,我们对于全息光波导的目标市场是以B端C端同步切入。B端可能是针对非常精准的专用市场进行信息提示,那C端的话我们只做客户需要定制开发的一些,因为刚才我们讲了,从开头的云游戏细分市场,一直到后面的详细市场,我们判定市场不可能一个硬件能够通杀所有的应用场景。我们坚信不同的应用场景应该适用不同的设备,它的匹配会更详细化。

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对于全景的未来还有一个特别大的应用市场,是大面积全息光波导的显示。对于车前的全息光波导的应用,现在已经慢慢在宝马、奔驰全面开始试用。未来在所有的车型上,我们可能看到超大型的全息光波导的微展示(micro display)的基础应用。

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