揭秘AI眼镜显示:光波导和BirdBath,看见两个世界

源自11位全网作者

04-17 13:22

AI眼镜的显示技术正处在快速发展与探索的阶段,不同的产品为了实现不同的功能,采用了各异的技术路径。要理解AI眼镜的“显示”到底能看到什么,核心在于弄清图像如何产生,以及如何被送入我们的眼中。这主要涉及两大核心部件:微显示屏(Micro-display)和光学系统。

所有画面的源头来自于微显示屏,这是一种尺寸极小但分辨率很高的“发光”器件。目前主流的微显示技术包括硅基OLED(Silicon-based OLED)和Micro-LED。硅基OLED技术相对成熟,色彩表现好,常用于对画质要求较高的VR或观影类眼镜,但其亮度在户外强光下的AR(增强现实)场景中会面临挑战。而Micro-LED亮度极高、功耗低、寿命长,非常适合需要将信息叠加在现实世界之上的AI眼镜,但目前全彩化的Micro-LED成本高昂且量产困难,因此市面上许多主打AI功能的眼镜选择采用亮度优势明显的单色Micro-LED方案。

有了图像源,接下来就需要光学系统将微显示屏上的画面“传递”到用户眼前。这便是不同技术路线差异最大的地方,目前主流的方案主要有光波导(Waveguide)和BirdBath两种。

光波导(Waveguide):为“透视”而生,是AI眼镜的主流选择

光波导技术的核心优势在于其“透视”特性,即镜片本身是透明的,用户在看到虚拟信息的同时,也能清晰地看到外部的真实世界。这使得它成为实现轻量化、可全天候佩戴的AR眼镜和AI眼镜的首选方案。其基本原理是将位于镜腿等位置的微显示屏发出的光,通过耦合系统“导入”镜片内部,光线在镜片内像在光纤中一样进行全反射传输,最终通过另一组光学结构(扩瞳)将图像“导出”并投射到人眼中。

揭秘AI眼镜显示:光波导和BirdBath,看见两个世界

目前市面上的光波导主要分为几类:

1. 几何光波导(或称阵列光波导):它的光学效率和色彩表现较好,但制造工艺复杂,需要将多层镀膜的微型镜片以精确角度堆叠,导致良率低、成本高。

2. 衍射光波导(Surface Relief Grating, SRG):这是当前许多AI眼镜,如夸克AI眼镜S1等产品采用的主流方案。其优势在于可以利用成熟的半导体工艺进行制造,易于大规模量产。但它也存在光效偏低、容易产生彩虹纹(色散)等问题。为了保证足够的入眼亮度,通常需要搭配亮度极高的Micro-LED。同时,为了规避复杂的多色光处理难题,目前许多产品选择单色显示(例如单绿色),主要用于呈现导航箭头、文字提醒、翻译字幕等简单信息。

揭秘AI眼镜显示:光波导和BirdBath,看见两个世界

3. 体全息/偏振体全息光波导(VHG/PVG):这是一种新兴的技术路径,理论上光效更高,漏光控制和外观形态也更具优势,被认为是未来重要的发展方向。但其核心在于特殊光敏材料的研发,技术门槛高,产业链尚不成熟。

采用光波导技术的AI眼镜,用户看到的是悬浮在现实世界中的、半透明的虚拟信息。由于技术限制,目前要在轻薄的单层镜片上同时实现全彩、大视场角和高亮度仍是一个巨大的挑战,被称为“不可能三角”。

BirdBath:“个人影院”方案

与光波导不同,BirdBath方案并非为了实现“透视”的增强现实体验。它的结构更像一个潜望镜,通过一块半分半反的镜面,将下方或上方屏幕的图像反射到用户眼中。这种方案的优点是技术成熟、成本相对较低,能以较小的代价实现大尺寸、高画质的观影效果,可以轻松做到1080P全彩显示。

因此,采用BirdBath方案的眼镜,如雷鸟Air系列,其定位更像是“头戴显示器”或“口袋电视”。佩戴时,用户眼前会出现一个巨大的虚拟屏幕,适合在通勤、差旅途中观看电影或玩游戏。但它的缺点也同样明显,由于光学结构的原因,其体积和重量通常大于光波导眼镜,并且在很大程度上会遮挡外部视线,不适合在移动或需要与现实环境交互时使用。

总结:不同的技术,看到不同的“世界”

AI眼镜的“显示”能看到什么,完全取决于其采用的技术组合和产品定位。

如果您体验的是一款主打AI助理功能的轻量化眼镜(如夸克AI眼镜),它很可能采用了“单色Micro-LED + 衍射光波导”的方案。您将看到的是叠加在现实视野上的、清晰明亮的单色文字或图标,用于导航、翻译、消息提醒等,实现了真正的“增强现实”信息辅助。

而如果您体验的是一款主打观影功能的XR眼镜(如雷鸟Air),它则可能采用了“硅基OLED + BirdBath”的方案。您看到的将是一个不透明、沉浸感强的私人大银幕,用来替代手机平板进行娱乐,此时与现实世界的交互则被降到最低。

未来,随着全彩Micro-LED成本下降以及PVG等更高效光波导技术的成熟,我们有望看到兼具轻薄形态、全天候佩戴、全彩高清显示与广阔视角的理想化AR眼镜出现。同时,将显示模块与近视镜片一体化也成为重要趋势,这将极大提升用户体验。但就目前而言,行业仍处于不同技术路线并行探索,针对特定场景提供优化解决方案的阶段。

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