雨果巴拉:行业北极星Vision Pro过度设计不适合市场

TriLite分享:基于MEMS反射镜开发微型激光扫描显示引擎

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对于AR设备,投影仪是一个非常关键的组件

映维网Nweon 2023年03月06日)对于AR设备,投影仪是一个非常关键的组件。所以,微型投影仪开发商TriLite正在与英飞凌和Dispelix等进行合作,从而为市场带来有效的解决方案。日前,这家公司的首席执行官彼得·魏甘德(Peter Weigand)就撰文介绍了他们基于英飞凌2D MEMS反射镜的激光扫描仪光引擎Trixel 3。

用于增强现实的智能眼镜需要小巧轻便的显示器。下面我将介绍一个小型激光束扫描仪和特定的聪明软件是如何实现这一点。

智能眼镜已经存在了十多年时间,但一直没有引起人们太多的注意。投影仪和光学器件的体积过大,妨碍了它们顺利地整合至日常使用的标准眼镜之中,这是造成所述产品无法成功的主要原因之一。

AR旨在将虚拟数字影像叠加到现实世界感知视图。为了普及这项技术,设备必须尽可能轻、舒适和时尚。

现在,光学和电子领域的新发展将彻底改变智能眼镜市场。更小、更轻的显示系统将能支持时尚的眼镜提供更先进的AR功能和更逼真的用户体验。

驱动AR眼镜的微型显示引擎需要两个主要组件:一个投影仪和一个“光学合路器”。合路器可以弯曲和组合来自多个光源的光束,并将其引导到眼睛。所述系统必须提供明亮、高分辨率、高质量的图像,并且在所有日光条件下都清晰可见。

目前市场存在两种主要类型的合路器:全息型和波导型。哪个更好?通常,全息合路器在从光源发射时获得更高的效率,但具有明显更小的“视窗”。视窗是一个假想框,是指用户眼睛在特定范围内移动时能够正确感知图像的区域。

相反,波导合路器可以提供一个更大的视窗,但光效率要低得多。

AR应用程序主要利用两大类微型显示引擎:基于面板的光学引擎和基于扫描仪的光学引擎。基于面板的显示引擎由类似于传统计算机监视器的二维(2D)像素阵列组成。这种方法的缺点是,最小像素尺寸受到制造和效率因素的限制,所以限制了给定图像分辨率的最小面板尺寸,使得基于面板的系统相对笨重。

对于诸如激光束扫描器(LBS)这样的基于扫描器的光学引擎,它们使用可移动的微机电系统(MEMS)反射镜偏转激光束,所以能够以时间顺序方式显示图像的各个像素,

LBS扫描方法在显示引擎尺寸和重量方面具有显著优势。LBS相对于基于面板的显示系统的其他优点包括更高的亮度和对比度,以及更低的功耗和延迟。利用沿着“Lissajous轨迹”的x轴和y轴的正弦扫描运动,你可以用更低的功率来驱动反射镜,因为图像是在整个显示区域同时建立,而不是逐行逐渐建立。

LBS系统的光学失真低于基于面板的显示器,并且通常提供更大的视场。

最小的微型显示引擎

我们来仔细看看世界最小的LBS投影显示器:TriLite的Trixel 3微型显示引擎。

它的重量不到1.5克,占用的空间不到1厘米x 1厘米x 10厘米。它是AR眼镜应用的理想选择。Trixel 3的核心是TriLite集成的RGB彩色激光模块和专门为AR应用优化的定制微透镜。TriLite的软件驱动硬件架构和专有的高精度激光焊接技术大大降低了模块的成本,同时不会对图像质量或性能造成任何影响。

Trixel架构的一个基本特征是软件所起的关键作用,它与常见的纯硬件系统有着明显的区别。这种软件驱动的硬件方法在制造过程中实现了更少的对准步骤和更高的对准公差,在组装产量和制造成本方面带来了显著的好处。

为了帮助客户快速将其产品推向市场,TriLite已经通过了一个高容量制造服务平台的认证。

TriLite的专利激光定时算法实现了RGB颜色通道的完美重叠,从而消除了高质量图像中的失真。这里面的关键思想是,通过将投影仪的复杂性从硬件转移到软件,光学系统可以更小、更轻、更简单。

超紧凑的尺寸

作为光学合路器,Trixel 3设计为兼容衍射波导和全息型器件。例如,通过与TriLite合作,衍射波导厂商Dispelix已经展示了用于AR眼镜的超紧凑显示系统。这一独特的系统将TriLite的Trixel 3 LBS与Dispelix的衍射波导相结合。

与其他系统不同,TriLite的方法不需要在LBS投影仪和波导之间安装任何额外的中继光学器件,从而令尺寸达到竞争解决方案的一半。无论大小或风格如何,我们的产品几乎可以嵌入任何一副AR眼镜之中。

即使在阳光直射的情况下,所述系统也能提供清晰、明亮的图像和文本。另外,相关架构从一开始就为消费级AR应用程序设计,使其在大规模制造中易于实现且价格合理,大大缩短了上市时间。

为了令AR智能眼镜成为一种流行的、广泛使用的消费品,它们需要具有紧凑、轻便且能够产生高质量图像的显示器。利用TriLite在构建全球领先的LBS系统,以及专有设计和软件解决方案方面的经验,最新一代Trixel 3 LBS可以支持TriLite满足所述要求,同时提供低功耗和易制造性。

Trixel 3已针对系统集成进行了本质优化,消除了笨重的中继光学器件。大量生产的基于Trixel 3的舒适智能眼镜将能为消费级AR应用带来高光学性能。

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