瓏璟光電推出二維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)方案：通往消費(fèi)級(jí)AR之路

    第 23 屆中國(guó)國(guó)際光電博覽會(huì)（CIOE2021）將于2021年9月16-18日在深圳國(guó)際會(huì)展中心舉辦！作為一家集技術(shù)研發(fā)和專業(yè)化生產(chǎn)于一體的高科技光電技術(shù)公司，瓏璟光電將攜最新二維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)技術(shù)的模組產(chǎn)品參與此次光電博覽盛會(huì)。

    據(jù)悉，瓏璟光電的二維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)產(chǎn)品采用了右上角耦入形式，模組重量小于20g，F(xiàn)OV高達(dá)50°，出瞳距離達(dá)20mm以上，眼動(dòng)范圍15x12mm， 畸變<2%，透過(guò)率大于85%。

（瓏璟光電二維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)模組）

    二維陣列光波導(dǎo)—真正的C端產(chǎn)品：效率高，色彩正

    1，顏色更加均勻

左圖：Hololens2顯示效果圖源自reddit網(wǎng)，右圖：瓏璟光電二維陣列波導(dǎo)圖

    2，正面透光明顯更少

左圖：Hololens2衍射波導(dǎo)圖，圖源自cnet網(wǎng)，右圖：瓏璟光電二維陣列波導(dǎo)圖

    3，對(duì)比度更高：陣列雜散光更少，更通透。

左圖：Hololens2顯示效果圖，右圖：瓏璟光電二維陣列波導(dǎo)顯示圖

    4，能量利用率更高：陣列光波波導(dǎo)片能量效率相較于衍射波導(dǎo)高10倍以上。

    一直以來(lái)，行業(yè)內(nèi)陣列光波導(dǎo)存在三個(gè)難點(diǎn)：一是耦入部分的體積難以縮小，二是光波導(dǎo)固有的明暗條紋問(wèn)題，三是量產(chǎn)難度大，而二維陣列又比一維陣列的工藝難度高了一個(gè)量級(jí)。

    那么，面對(duì)這些行業(yè)難題，瓏璟光電又是怎么做的呢？

    作為業(yè)界少數(shù)能實(shí)現(xiàn)陣列光波導(dǎo)量產(chǎn)和批量出貨的公司，早在2018年3月，瓏璟光電的第二代40°光波導(dǎo)產(chǎn)品就已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)，到現(xiàn)在，瓏璟光電在陣列光波導(dǎo)加工方面已經(jīng)具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì)，擁有自主開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)軟件，自主開(kāi)發(fā)的光學(xué)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。

    2020年8月，瓏璟光電在深圳市深汕合作區(qū)時(shí)尚品牌產(chǎn)業(yè)園落成，面積達(dá)16400平方米，進(jìn)一步構(gòu)建起低成本、高質(zhì)量光波導(dǎo)片及模組量產(chǎn)能力，為AR技術(shù)的全面落地奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)然，這也意味著瓏璟光電將具備更大量級(jí)的產(chǎn)能和探索新工藝研發(fā)路徑的試錯(cuò)能力。

    針對(duì)二維陣列光波導(dǎo)，瓏璟光電也不斷攻克二維陣列波導(dǎo)的技術(shù)難題，經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)迭代改良，生產(chǎn)出二維陣列光波導(dǎo)。既能擴(kuò)大視場(chǎng)角、出瞳距離、眼動(dòng)范圍，又能保證高保真的圖像質(zhì)量；均勻性，色彩等性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平；同時(shí)，采用了折衍混合光機(jī)思路，使得光機(jī)更加輕薄，產(chǎn)品耦入部分體積得以縮小。 在產(chǎn)品參數(shù)和效果上，也已經(jīng)可以和國(guó)外頂尖廠商的產(chǎn)品相媲美。

    值得關(guān)注的是，瓏璟光電的60度二維陣列波導(dǎo)也即將面世，帶來(lái)更大的FOV，更大的Eyebox，和更佳的顯示效果，敬請(qǐng)期待。

二維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)產(chǎn)品助力消費(fèi)級(jí)AR落地

    陣列光波導(dǎo)方案主要是運(yùn)用幾何光學(xué)理論、光學(xué)設(shè)計(jì)仿真軟件和高精密的制造流程，在圖像質(zhì)量上達(dá)到很高的水準(zhǔn)。

    二維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)方案則能同時(shí)實(shí)現(xiàn)垂直和水平雙向出瞳擴(kuò)展，從而有效的增加出瞳距離和eyebox大小，顯著減少耦入部分投影光機(jī)的體積。在小的形狀因子條件上可以增大視場(chǎng)角，給用戶帶來(lái)極致的AR體驗(yàn)。

    二維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)方案，還解決了一維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)光機(jī)體積與FOV、EYEBOX之間的矛盾。

    一維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)產(chǎn)品中，光機(jī)體積與產(chǎn)品的FOV（視場(chǎng)角）直接正相關(guān)，F(xiàn)OV越大光機(jī)體積越大，存在一定的制約關(guān)系。但二維擴(kuò)瞳的光波導(dǎo)技術(shù)的作用下，二維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)產(chǎn)品可以在垂直和水平方向?qū)崿F(xiàn)雙向擴(kuò)瞳，即使小光機(jī)也能實(shí)現(xiàn)大FOV和大EYEBOX。

    需要注意的是，在AR眼鏡產(chǎn)品中，除了陣列光波導(dǎo)方案，目前主流的解決方案還包括棱鏡、Birdbath、自由曲面、離軸全息透鏡等。但這些方案幾乎都受限于體積，在C端應(yīng)用中也有著一定的局限性。

    而在二維陣列光波導(dǎo)技術(shù)之外，衍射波導(dǎo)也被認(rèn)為是有可能解決C端大批量量產(chǎn)產(chǎn)品的光學(xué)方案。不過(guò)，衍射波導(dǎo)方案也有一定的不足，如存在色散問(wèn)題，主要表現(xiàn)為FOV和動(dòng)眼框內(nèi)的顏色不均勻即“彩虹效應(yīng)”。加上由于衍射元件會(huì)形成多級(jí)次的衍射，在光波導(dǎo)顯示鏡片“外側(cè)”也會(huì)顯有其他級(jí)次的衍射能量，呈現(xiàn)出“外側(cè)漏光”現(xiàn)象。

    因此，二維陣列光波導(dǎo)技術(shù)因其輕薄外型和光線高透過(guò)率，被認(rèn)為是較好的消費(fèi)級(jí)AR眼鏡的光學(xué)方案，更加接近消費(fèi)級(jí)AR的需求。