可量產(chǎn)二維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)技術(shù)將加速推進(jìn)XR產(chǎn)業(yè)普及分享

11月15日艾邦在上海舉辦了第四屆AR/VR產(chǎn)業(yè)鏈論壇。靈犀微光VP儲(chǔ)潔出席了本次活動(dòng)，并以《可量產(chǎn)二維擴(kuò)瞳陣列光波導(dǎo)技術(shù)將加速推進(jìn)XR產(chǎn)業(yè)普及》為題進(jìn)行了分享。

靈犀微光VP儲(chǔ)潔從以下三個(gè)部分講解了本次的主題分享：

1）二維陣列波導(dǎo)的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展現(xiàn)狀；

2）如何去打造產(chǎn)學(xué)研一體化基地，力推光波導(dǎo)大批量產(chǎn)；

3）靈犀微光作為上游的元器件廠商，如何營(yíng)造開(kāi)放共創(chuàng)的XR產(chǎn)業(yè)鏈新模式。

二維陣列波導(dǎo)的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展現(xiàn)狀

目前市面上常見(jiàn)的AR光學(xué)顯示方案有離軸光學(xué)、棱鏡、自由曲面棱鏡、BirdBath以及光波導(dǎo)，不同AR光學(xué)方案下XR終端形態(tài)、樣貌以及優(yōu)劣勢(shì)不盡相同，靈犀微光將常見(jiàn)的AR光學(xué)方案進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)：

1）離軸光學(xué)適合做視場(chǎng)角比較大的產(chǎn)品形態(tài)，但是由于受體積限制的影響，只能做頭盔或者頭環(huán)類產(chǎn)品；

2）棱鏡的視場(chǎng)角較小，約 15°，做出來(lái)的產(chǎn)品形態(tài)并不像一副正常的眼鏡形態(tài)；

3）自由曲面棱鏡的視場(chǎng)角在26度左右，顯示成像效果較好，但缺點(diǎn)在于產(chǎn)品厚度較厚，光學(xué)透過(guò)率不夠高，不能做到特別通透；

4）BirdBath一般應(yīng)用于消費(fèi)級(jí)場(chǎng)景，產(chǎn)品形態(tài)類似墨鏡，成像效果較好，但受透過(guò)率及鏡片厚度影響，無(wú)法將AR 眼鏡形態(tài)做到特別輕量級(jí)；

5）相較于其他幾種光學(xué)顯示方案，光波導(dǎo)最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠把產(chǎn)品形態(tài)做成像一副正常的眼鏡，它的鏡片厚度取決于不同產(chǎn)品的規(guī)格設(shè)計(jì)，現(xiàn)目前能夠做到 1 毫米到 2 毫米之間。視場(chǎng)角范圍在36°-60°之間。在消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品領(lǐng)域，光波導(dǎo)技術(shù)是具有絕對(duì)性優(yōu)勢(shì)的。

光波導(dǎo)可以細(xì)分為陣列光波導(dǎo)、表面浮雕光柵波導(dǎo)及體全息光波導(dǎo)。

1）陣列光波導(dǎo)運(yùn)用光的折反射原理，光在鏡片里面?zhèn)鞑コ上瘢?br />
2）表面浮雕波導(dǎo)和體全息波導(dǎo)運(yùn)用光的衍射原理，表面浮雕波導(dǎo)是在光的鏡片表面做雕刻，形成浮雕光柵，體全息波導(dǎo)則是在玻璃表面涂覆材料。

3）相比三種不同的波導(dǎo)的技術(shù)路徑，體全息波導(dǎo)的發(fā)展相對(duì)比較早期，目前大批量的出貨案例并不多。

對(duì)比具有代表性的Lumus陣列波導(dǎo)產(chǎn)品與HoloLens衍射表面浮雕光柵波導(dǎo)產(chǎn)品，Lumus AR眼鏡產(chǎn)品在光效方面超過(guò) HoloLens 10倍，透光度超過(guò)4倍；在顯示方面，Lumus產(chǎn)品相較HoloLens 分辨率提升10-16倍，無(wú)彩虹效應(yīng)；在鏡片厚度方面， Lumus產(chǎn)品也更加輕薄。通過(guò)不同光波導(dǎo)產(chǎn)品形態(tài)對(duì)比，陣列波導(dǎo)在目前階段性來(lái)講對(duì)效果顯示是有明顯優(yōu)勢(shì)的。

陣列波導(dǎo)可分為一維擴(kuò)瞳跟二維擴(kuò)瞳，二維擴(kuò)瞳相較于一維多了一個(gè)方向的光的折返，中間還多了一個(gè)轉(zhuǎn)折光柵。

靈犀微光一維產(chǎn)品AW70 Pro及二維產(chǎn)品2D-L視場(chǎng)角大小都在 30°左右，在光機(jī)遮擋面積上，二維產(chǎn)品2D-L明顯會(huì)小很多，2D-L在同樣的參數(shù)下可以讓用戶有更大的Eyebox，對(duì)下游的整機(jī)客戶設(shè)計(jì)眼鏡會(huì)更友好。而AW70 Pro更適合做一種輕便型的小市場(chǎng)的產(chǎn)品形態(tài)。

目前靈犀微光對(duì)一維陣列的視場(chǎng)角最大能做到 50°，對(duì)二維擴(kuò)瞳視場(chǎng)角，靈犀微光在兩年前就已經(jīng)做出 60°視場(chǎng)角的產(chǎn)品2D-60。

二維波導(dǎo)行業(yè)仍然面臨很多難題，包括顯示效果不如一維產(chǎn)品，早期在亮度跟顏色均勻性方面比起一維波導(dǎo)較為遜色，光效也弱于一維，所以需要搭載DLP或Micro Led等高亮光機(jī)。

從量產(chǎn)跟工藝角度考慮，二維陣列相比于一維有數(shù)倍的反射面，鍍膜和貼合會(huì)變得更難，工序會(huì)更加繁瑣，尤其是在實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)角的時(shí)候，一般會(huì)用到高折玻璃，高折玻璃的深化光膠工藝也是一個(gè)比較難突破的工藝點(diǎn)。

針對(duì)以上難題，目前靈犀微光主要定位了三款二維陣列的產(chǎn)品。

2D-L是今年重點(diǎn)推出的新品，2D-L重量?jī)H為8.5g，采用了具備高亮顯示的LCOS方案，成像畫面支持1280x720分辨率全彩顯示。得益于二維擴(kuò)瞳技術(shù)的加持，其視場(chǎng)角達(dá)到34°且光機(jī)體積僅有2cc，這是目前大多數(shù)一維波導(dǎo)無(wú)法達(dá)到的。它的入眼亮度可達(dá)2500nit，MTF＞0.6，透過(guò)率可以做到 85%以上，畸變控制在 1%以下，可以支持客戶成熟規(guī)?；慨a(chǎn)，比較適合做極度輕量級(jí)的 AR 眼鏡。

2D-60是靈犀微光在兩年前發(fā)布的一款大視場(chǎng)角的二維產(chǎn)品，已在兩年前出了首樣，目前處在優(yōu)化顯示效果和工藝的階段。 2D-40支持 40-50°的視場(chǎng)角顯示范圍，可以在觀影或游戲類的場(chǎng)景替代目前BirthBath的顯示方案，支持小批量的交付。

靈犀微光二維產(chǎn)品核心優(yōu)勢(shì)

1）在視場(chǎng)角方面，靈犀微光敢于做兩個(gè)極端，正是伴隨這樣的思想，靈犀微光在兩年前便生產(chǎn)出二維60°產(chǎn)品的樣品。

2）在光機(jī)耦入部分和波導(dǎo)片成像部分，靈犀微光將光機(jī)放在普通眼鏡鏡腿的位置，使得Eyebox正好對(duì)準(zhǔn)眼睛的瞳孔中間。

3）具備高亮顯示的LCOS方案。

如何去打造產(chǎn)學(xué)研一體化基地，力推光波導(dǎo)大批量產(chǎn)

北京靈犀微光科技有限公司成立于2014年，專業(yè)從事AR光波導(dǎo)技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)。憑借業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)、卓越的產(chǎn)品表現(xiàn)和成熟的行業(yè)解決方案，靈犀微光獲國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定、中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定。目前靈犀微光的光波導(dǎo)產(chǎn)品已投入教育、醫(yī)療、安防、工業(yè)、軍工等專業(yè)領(lǐng)域使用。

對(duì)科技型公司來(lái)說(shuō)如何做到產(chǎn)業(yè)化無(wú)疑是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。靈犀微光從2014年成立到2017年3年時(shí)間主要在做技術(shù)積累及技術(shù)研發(fā)，并于2017年（國(guó)內(nèi)）優(yōu)先研發(fā)出單色體全息光柵波導(dǎo)片HW-10，突破高精度拋光、多層復(fù)雜真空鍍膜技術(shù)。 同年在紅杉資本的A輪投資支持之下，靈犀微光在西安建立了第一條生產(chǎn)線；2019年靈犀微光獲舜宇光學(xué)科技 A+輪投資，并將無(wú)錫生產(chǎn)基地正式投入運(yùn)營(yíng)。 隨著這兩條產(chǎn)線的建立，靈犀微光也在慢慢從科技創(chuàng)業(yè)公司向產(chǎn)業(yè)化公司過(guò)渡，隨后靈犀微光于2022年完成億元融資，并同美迪凱成立了杭州的一條合資的自動(dòng)化產(chǎn)線。目前，靈犀微光已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化、自動(dòng)化，成為擁有亞太區(qū)第一個(gè)全自動(dòng)化AR 光波導(dǎo)產(chǎn)線的公司。

靈犀微光現(xiàn)已自主研發(fā)設(shè)計(jì)出多種專業(yè)設(shè)備，在鍍膜、光學(xué)貼合、拋光、組裝校準(zhǔn)、測(cè)試五個(gè)難度較高的關(guān)鍵步驟取得突破，尤其在鍍膜方面，靈犀微光積累的鍍膜工藝技術(shù)目前能幫客戶進(jìn)行定制化的各類膜系設(shè)計(jì)、光學(xué)性能仿真以及批量生產(chǎn)，靈犀微光還擁有自研的一套光學(xué)檢測(cè)平臺(tái)提供給客戶。

靈犀微光作為上游的元器件廠商，如何營(yíng)造開(kāi)放共創(chuàng)的XR產(chǎn)業(yè)鏈新模式

靈犀微光首先聯(lián)合上游企業(yè)共同突破技術(shù)的難題，深度參與對(duì)方產(chǎn)品定義，并把下游客戶的需求總結(jié)推動(dòng)給對(duì)方，雙方深度互動(dòng)。從下游方面，更多的是深入到客戶的應(yīng)用場(chǎng)景中去，確認(rèn)客戶需要的應(yīng)用場(chǎng)景、光學(xué)模組規(guī)格、光學(xué)參數(shù)要求等，再帶著下游客戶的問(wèn)題推動(dòng)上游解決。聯(lián)合上游，攜手下游才能大力推進(jìn)AR光波導(dǎo)商業(yè)化落地，共同進(jìn)步。 未來(lái)，靈犀微光將繼續(xù)向著新愿景努力：成為全球領(lǐng)先的AR光電科技企業(yè)，促進(jìn)開(kāi)放、共贏的產(chǎn)業(yè)鏈新生態(tài)。








審核編輯：劉清