瓏璟光電推出二維擴瞳陣列光波導方案：通往消費級AR之路

    第 23 屆中國國際光電博覽會（CIOE2021）將于2021年9月16-18日在深圳國際會展中心舉辦！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瞳陣列光波導技術(shù)的模組產(chǎn)品參與此次光電博覽盛會。

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

（瓏璟光電二維擴瞳陣列光波導模組）

    二維陣列光波導—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圖

    2，正面透光明顯更少

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

    3，對比度更高：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顯示圖

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

    一直以來，行業(yè)內(nèi)陣列光波導存在三個難點：一是耦入部分的體積難以縮小，二是光波導固有的明暗條紋問題，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量級。

    那么，面對這些行業(yè)難題，瓏璟光電又是怎么做的呢？

    作為業(yè)界少數(shù)能實現(xiàn)陣列光波導量產(chǎn)和批量出貨的公司，早在2018年3月，瓏璟光電的第二代40°光波導產(chǎn)品就已經(jīng)開始量產(chǎn)，到現(xiàn)在，瓏璟光電在陣列光波導加工方面已經(jīng)具有豐富的經(jīng)驗和優(yōu)勢，擁有自主開發(fā)的設計軟件，自主開發(fā)的光學參數(shù)檢測系統(tǒng)，自主知識產(chǎn)權(quán)體系。

    2020年8月，瓏璟光電在深圳市深汕合作區(qū)時尚品牌產(chǎn)業(yè)園落成，面積達16400平方米，進一步構(gòu)建起低成本、高質(zhì)量光波導片及模組量產(chǎn)能力，為AR技術(shù)的全面落地奠定了基礎。當然，這也意味著瓏璟光電將具備更大量級的產(chǎn)能和探索新工藝研發(fā)路徑的試錯能力。

    針對二維陣列光波導，瓏璟光電也不斷攻克二維陣列波導的技術(shù)難題，經(jīng)過不斷的技術(shù)迭代改良，生產(chǎn)出二維陣列光波導。既能擴大視場角、出瞳距離、眼動范圍，又能保證高保真的圖像質(zhì)量；均勻性，色彩等性能指標達到國內(nèi)領先水平；同時，采用了折衍混合光機思路，使得光機更加輕薄，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)可以和國外頂尖廠商的產(chǎn)品相媲美。

    值得關注的是，瓏璟光電的60度二維陣列波導也即將面世，帶來更大的FOV，更大的Eyebox，和更佳的顯示效果，敬請期待。

二維擴瞳陣列光波導產(chǎn)品助力消費級AR落地

    陣列光波導方案主要是運用幾何光學理論、光學設計仿真軟件和高精密的制造流程，在圖像質(zhì)量上達到很高的水準。

    二維擴瞳陣列光波導方案則能同時實現(xiàn)垂直和水平雙向出瞳擴展，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的體積。在小的形狀因子條件上可以增大視場角，給用戶帶來極致的AR體驗。

    二維擴瞳陣列光波導方案，還解決了一維擴瞳陣列光波導光機體積與FOV、EYEBOX之間的矛盾。

    一維擴瞳陣列光波導產(chǎn)品中，光機體積與產(chǎn)品的FOV（視場角）直接正相關，F(xiàn)OV越大光機體積越大，存在一定的制約關系。但二維擴瞳的光波導技術(shù)的作用下，二維擴瞳陣列光波導產(chǎn)品可以在垂直和水平方向?qū)崿F(xiàn)雙向擴瞳，即使小光機也能實現(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端應用中也有著一定的局限性。

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

    因此，二維陣列光波導技術(shù)因其輕薄外型和光線高透過率，被認為是較好的消費級AR眼鏡的光學方案，更加接近消費級AR的需求。