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重磅!小米发布智能眼镜探索版:采用Micro LED光波导技术

重磅!小米发布智能眼镜探索版:采用Micro LED光波导技术 MicroLEDDisplay
2021-09-14
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导读:9 月 14 日消息 今天小米推出了一款概念新品 —— 小米智能眼镜探索版,其外观与普通眼镜几无区别,却有

 9 月 14 日消息 今天小米推出了一款概念新品 —— 小米智能眼镜探索版,其外观与普通眼镜几无区别,却有着神奇的体验。


小米称,“戴上它,画面跃然眼前。”据介绍,小米智能眼镜探索版采用 Micro LED 光波导技术,将芝麻大小的 Micro LED 微型显示屏隐藏于镜架之中,通过先进的光波导镜片,让光线实现空间转移,画面跃然眼前,让智能眼镜真正实现微型化,整机 51g 重,支持通话、显示、导航、拍照、翻译。


据官方介绍,小米智能眼镜探索版,为了做到和普通眼镜相似的外观,给显示和堆叠带来了空前挑战。为此选择了面向未来的 Micro LED 显示技术,大幅度减少结构体积,显示屏如芝麻大小,完美隐藏在镜架之中。
而为了让光线在经过复杂光学结构终于抵达人眼时,仍然保持足够的亮度、这块显示屏选用发光效率更高的纯绿色显示方案,并且工作时的亮度可达 200 万尼特。虽与 OLED 同为自发光,但采用无机材料寿命更高。


光波导(Optical Waveguide)技术,是一种让光线扭转 180 度的黑科技。让隐藏在眼镜框架中的 Micro LED 屏幕图像,通过光波导镜片的微观光栅结构无数次反射和扩散,精准传递到人眼。


蚀刻在镜片内表面的光栅结构可以让光线以一种特殊的方式在镜片中全反射,将光线导向人眼。在反射过程中还同步伴随着无数次光线扩散,这就使得人眼可以从整个光栅区域看到图像,极大地扩展佩戴宽容度。
这一切都在一片镜片的内部完成,而不再像现有产品一样使用复杂的多片透镜、反射镜或半反半透镜。光波导技术在明显减少设备体积和重量的同时,也是唯一一个可以让智能眼镜接近传统眼镜形态的技术。


小米智能眼镜集成了 497 颗微型传感器和通讯模块,所以它不仅仅是手机的「第二块屏幕」,而是具有独立操作的全新智能终端。除了基本的通知显示、通话等,也可独立完成导航、拍照、提词器、图像和自研语音实时翻译等功能。
由于眼镜的特殊性,小米也制定了关键的交互逻辑,平时尽量避免打扰,在关键时刻及时显示重要信息。


「通话」是智能眼镜最自然的使用场景,在来电时直接看到对方号码,利用内置的双波束成形麦克风和扬声器,让通话双方都可以清晰地听到对方。
「导航」在驾车和骑行场景中非常实用,小米智能眼镜将道路和地图实时呈现在面前,这样就不必让目光离开路面,安全又方便。
利用眼镜前方的摄像头,还可以实现快速「拍照」和「拍图翻译」的功能,利用内置麦克风和小米 AI 实验室机器翻译团队自研算法,也可以实现「实时语音翻译」的功能,将对方说的话实时转为文字并进行翻译,出门旅游时非常方便。指示灯会在摄像头工作时亮起,提醒被摄人保护隐私。


为了实现这些功能,眼镜中需要集成四核心 ARM 处理器、电池、触摸板、Wi-Fi/蓝牙模组等,运行 Android 操作系统。在集成这些功能的同时,整机重量只有 51g。
据悉,这是一款概念产品,小米还未公布其量产版的信息。

来源:雷军

小知识:AR眼镜中spatial color问题浅析:Micro LED更适合光波导

“spatial color问题”指显示目标边缘存在偏色,如显示物体的边缘光晕、彩虹现象,会造成观看者的视觉疲劳等。常见的手表、手机、显示器、大型的AR和VR等直视显示屏上都使用spatial color技术,它很少用于小尺寸AR和VR设备,尤其是对亮度要求更高的AR眼镜上。因为,如为了支持AR眼镜,就对次像素尺寸要求变得更高,也更不容易生产。

“spatial color”技术的问题在于需要在单个像素空间摆放三个颜色的次像素。随着头显体积变小,对应的各个零部件都要更小,屏幕以及像素也是一样。与此同时,这些小体积的像素还要保证足够的亮度也是非常困难的。



索尼Micro OLED平均像素间距为8微米(μm),单像素面积为64平方微米。Lumus Maximus使用的Compound Photonics(CP)的FSC LCoS光机(FCS即Field Sequential Color,场序显示屏) 的像素间距约3微米,单像素面积约9平方米微米。后者是前者的约1/7。在场序显示屏中,每一帧图像分为红绿蓝三个基色按照时间先后显示,只需要一块微镜即可完成快速切换。德州仪器DLP FSC光机也应用在部分AR眼镜中,例如Snap今年公布的Spectacles开发套件。通常而言,光波导模组往往倾向于使用LCoS或DLP光机。

基于无基材料的Micro LED则需要特殊LED结构,如Jade Bird Display(JBD)使用红绿蓝三个颜色的独立芯片,组建一个立方块结构,这种设计在体积和光学上同样存在一些问题。Ostendo则公布了一套基于量子光学成像(QPI)的堆叠Micro LED,因为颜色是垂直堆叠的,非spatial color技术。

对于LBS激光模组来说,红绿蓝色被组合然后扫描,它本身没有像素。最近还有一个专注于LBS的联盟(LaSAR Alliance),以促进LBS行业发展,尤其是适用于AR的LBS。目前,使用LBS方案的AR眼镜或模组包括,全息光波导如HoloLens 2、Dispelix,全息镜North Focals。

总而言之,不同的光学设计结合不同的技术表现,可能会更好,也可能会更差。从实际应用层面来看,Micro OLED并不适用于光波导,而更适合于体积稍大、结构更简单的光学模组,如Birdbath。目前还不确定,Micro LED是否可以和光波导实现很好的搭配,当然Vuzix和Waveoptics已经开始初步在光波导中测试和应用Micro LED。总的来说,大多数光波导模组(衍射和阵列)仍然适合LCoS和DLP,因为它们能从其中获取较高的亮度。


来源:MicroDisplay

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