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小米AR眼镜58 PPD显示优势明显,自由曲面技术进入规模化量产期
2023-03-02 01:15:00
业内人士普遍认为,AR/VR行业在2023年将进入新的发展阶段,不管是技术成熟度还是应用场景都会有新的变化。就在近期的2023 MWC世界移动通信大会上,小米成为手机厂商中在今年最先推出AR设备新品的品牌玩家。
此次小米发布的是小米无线AR眼镜探索版。如果从名字来看,这款AR眼镜或许会是小米在AR行业探索的“先锋”。不过小米早在2021年9月份便以概念产品的“身份”公开过小米智能眼镜探索版。彼时官方介绍,概念产品将采用Micro LED单绿色方案加上光波导技术。时至今日,2023年推出的小米无线AR眼镜探索版又有何不同呢?
在技术上,小米无线AR眼镜探索版采用无线分布式计算,显示可达到视网膜级,并且支持与手机一碰即连,还有手势交互等功能。
从显示技术来看,小米强调了该眼镜上实现了“视网膜级”显示。那么,什么是“视网膜级”呢?了解这个概念之前,先来了解一下PPD。
PPD(角分辨率),指的是视场角中的平均每 1° 夹角内填充的像素点的数量。在AR/VR设备中,PPD 越大,显示就会越精细,用户看到的显示画面也就越清晰。一般而言,当PPD大于30时,就可以消除人眼感受到的纱窗效应,当PPD到达或者接近60,就接近人眼视网膜的规格。
目前,创维PANCAKE 1 、PICO 4以及YVR2的PDD分别为25 PPD、20.6PPD、16.8 PPD。而小米此次发布的小米无线AR眼镜的PPD达到58 PPD。如果以此数据作为对比,小米无线AR眼镜探索版在显示效果上有明显的优势。
那么,小米是如何实现视网膜级显示的呢?小米无线AR眼镜探索版采用了自由曲面光学模组,是Micro OLED+自由曲面导光棱镜的技术方案。这个方案与2019年业内公开的Micro LED单绿色方案+光波导的技术方案不太一样,不过这或许也是小米在“探索”后认为当下较为成熟的AR光学方案。
自由曲面棱镜由微型显示器、主反射镜、补偿镜,还有分光膜四个部分组成。微型显示器通常是Micro OLED,也可以是Micro LED 或者LCOS。

自由曲面棱镜原理图
图源:耐德佳
小米官方表示,这样的光学模组设计能够让AR眼镜降低光线损失,入眼亮度最可达1200nit,看到的画面更加清晰、明亮。
在AR光学方面,以采用传统棱镜方案的Google 棱镜作为对比,在通过自由曲面技术升级之后,FOA由15°升级到24°,整体提升46°;模组重量由12g降为3g,降幅达67°;光效提升了380°,多种光学指标均有所提升。
不过,光波导技术被认为是AR光学的下一阶段主流技术方案。从另一方面看,自由曲面与光波导有没有可以结合的方向呢?
耐德佳首席营销官焦亚超在公开演讲时提到,当前业内对波导片的研究比较多,光机比较少。他提到了光机可以提升的两个方向:一是体积要变小,“它要变得像可以放在镜腿里面或者更小”;二是光效要提高。“光机里面是传统波导光机,是由一些棱镜球面或者非球面的玻璃镜片或树脂镜片组成。若使用自由曲面棱镜,就能在一定程度上进行提升光效”。焦亚超表示,公司正在这方面进行研发。
当前,小米无线AR眼镜探索版成为最早一批实现“视网膜级”显示的产品,这将成为AR显示技术的又一个迭代。不过自由曲面光学技术的设计难度较高、制造难度大,焦亚超认为,“好”的自由曲面光学要具备量产性、量产一致性。未来随着AR/VR光学模组厂商在显示技术上的持续研究,或将加速自由曲面技术规模化量产。
此次小米发布的是小米无线AR眼镜探索版。如果从名字来看,这款AR眼镜或许会是小米在AR行业探索的“先锋”。不过小米早在2021年9月份便以概念产品的“身份”公开过小米智能眼镜探索版。彼时官方介绍,概念产品将采用Micro LED单绿色方案加上光波导技术。时至今日,2023年推出的小米无线AR眼镜探索版又有何不同呢?
在技术上,小米无线AR眼镜探索版采用无线分布式计算,显示可达到视网膜级,并且支持与手机一碰即连,还有手势交互等功能。
从显示技术来看,小米强调了该眼镜上实现了“视网膜级”显示。那么,什么是“视网膜级”呢?了解这个概念之前,先来了解一下PPD。
PPD(角分辨率),指的是视场角中的平均每 1° 夹角内填充的像素点的数量。在AR/VR设备中,PPD 越大,显示就会越精细,用户看到的显示画面也就越清晰。一般而言,当PPD大于30时,就可以消除人眼感受到的纱窗效应,当PPD到达或者接近60,就接近人眼视网膜的规格。
目前,创维PANCAKE 1 、PICO 4以及YVR2的PDD分别为25 PPD、20.6PPD、16.8 PPD。而小米此次发布的小米无线AR眼镜的PPD达到58 PPD。如果以此数据作为对比,小米无线AR眼镜探索版在显示效果上有明显的优势。
那么,小米是如何实现视网膜级显示的呢?小米无线AR眼镜探索版采用了自由曲面光学模组,是Micro OLED+自由曲面导光棱镜的技术方案。这个方案与2019年业内公开的Micro LED单绿色方案+光波导的技术方案不太一样,不过这或许也是小米在“探索”后认为当下较为成熟的AR光学方案。
自由曲面棱镜由微型显示器、主反射镜、补偿镜,还有分光膜四个部分组成。微型显示器通常是Micro OLED,也可以是Micro LED 或者LCOS。

自由曲面棱镜原理图
图源:耐德佳
小米官方表示,这样的光学模组设计能够让AR眼镜降低光线损失,入眼亮度最可达1200nit,看到的画面更加清晰、明亮。
在AR光学方面,以采用传统棱镜方案的Google 棱镜作为对比,在通过自由曲面技术升级之后,FOA由15°升级到24°,整体提升46°;模组重量由12g降为3g,降幅达67°;光效提升了380°,多种光学指标均有所提升。
不过,光波导技术被认为是AR光学的下一阶段主流技术方案。从另一方面看,自由曲面与光波导有没有可以结合的方向呢?
耐德佳首席营销官焦亚超在公开演讲时提到,当前业内对波导片的研究比较多,光机比较少。他提到了光机可以提升的两个方向:一是体积要变小,“它要变得像可以放在镜腿里面或者更小”;二是光效要提高。“光机里面是传统波导光机,是由一些棱镜球面或者非球面的玻璃镜片或树脂镜片组成。若使用自由曲面棱镜,就能在一定程度上进行提升光效”。焦亚超表示,公司正在这方面进行研发。
当前,小米无线AR眼镜探索版成为最早一批实现“视网膜级”显示的产品,这将成为AR显示技术的又一个迭代。不过自由曲面光学技术的设计难度较高、制造难度大,焦亚超认为,“好”的自由曲面光学要具备量产性、量产一致性。未来随着AR/VR光学模组厂商在显示技术上的持续研究,或将加速自由曲面技术规模化量产。
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