FBEC未來商業生態鏈接大會于2023年2月24日在深圳福田大中華喜來登酒店盛大召開,本次大會由廣東省游戲產業協會、深圳市互聯網文化市場協會指導,陀螺科技主辦。
大會以“勇毅前行·逐光而上”為主題,以具有行業前瞻洞察的“探索者”為視角,逐“光”之旅為主線,聚焦元宇宙、XR、游戲、電競、數字營銷等前沿行業,全方位呈現科技前沿成果,探討時代與商業議題,謀劃新科技、新商業、新模式未來價值,與時代同行者共赴劇變革新下的勇毅逐光之道!
主會場B:風勁·韌行遠——FBEC 全球VR/AR產業發展峰會暨底層供應鏈技術高峰論壇,邀請到耐德佳首席營銷官(CMO)焦亞超帶來主題為“自由曲面技術引領新型智能終端產業爆發增長”的精彩演講。焦亞超認為,自由曲面作為底層平臺級前沿光學技術,滿足AR落地需求,構建AR硬件矩陣,促進AR生態良性循環。
以下為演講實錄:
各位行業伙伴,大家好!首先,感謝VR陀螺的邀請,我今天分享的主題是《以自由曲面光學技,引領智能顯示終端爆發性的增長》,想與大家聊聊自由曲面光學技術在AR領域的應用。
優異的自由曲面技術助推量產精度
北京耐德佳成立于2015年,由來自科研院校的研發團隊和資深的光學工藝工程團隊組建。公司在這方面已有十幾年的經驗,積累了一百多項發明專利。經過7年的發展,目前公司除北京總部外,還有2個造基地:第一制造基地位于江蘇鎮江,占地面積4000平方米,產能是20萬套的雙目光學模組,第二制造基地位于江西上饒,占地20000平方米,具備KK級雙目光學模組產能。
說到自由曲面,XR業內對自由曲面的認知是“產品形態“,但自由曲面是一種設計難度高、制造難度大、應用范圍廣的底層平臺級技術。是一種前沿且高級的光學面型描述,并在在高端光學設備及消費級產品上均有廣泛的的應用,比如,光刻機、科學儀器、手機鏡頭等。
耐德佳的自由曲面光學元器件生產屬于綜合屬性螺旋式制造,讓其具備量產性和一致性。具體來說,一款自由曲面光學的設計要通過模具、注塑工藝的評審,如果量產有困難就,會反推設計部門來優化調整。優秀的自由曲面,意味著既要光學特性,又不能太“自由”,最好是優化成像球面一樣易于生產。當然,就AR新技術而言,工藝、模具和注塑等部門都要不斷突破,從每次開模注塑中獲得更多經驗加成,提升精度和工藝水平,,讓設計師有更多的發展空間,設計出更好的自由曲面光學,并不斷突破極限。
自由曲面棱鏡,是在AR業內所熟知的AR光學產品品,與愛普生的自由曲面波導產品,都是源自“自由曲面”這一平臺光學技術的不同產品形態。自由曲面棱鏡,簡單來說由4個部分組成:微顯示器、主反射鏡、補償鏡、分光膜。自由曲面棱鏡不需要波導光學的光機系統,主反射鏡承擔了光機+光路折返放大的功能,補償鏡主要是為了矯正See-Through像差,保證透視效果。分光膜是決定系統的光能利用率及透過率,就自由曲面棱鏡系統來講,光能利用率和透過率兩者相加約為90%,由分光膜的工藝決定比例,剩余10%是由光學本身浪費掉了。
以Google Glass光學方案為例,在自由曲面的加持下,傳統棱鏡方案可以獲得光學指標上的綜合性收益。
再舉個例子,業內都在探討光波導,但主要是波導片本身,這一層面大家研究得很極致了。但研究波導光機的很少,不過,這也是波導光學模組的重大難點。那么波導光機需要哪些提升點?體積要變小,要變得可以放在鏡頭里。光效要提高,提高入眼亮度,降低功耗。合理運用自由曲面就能實現如上目標。耐德佳就該方向也在進行技術突破和研究,預計Q3會推出基于Lcos像源FOV 30°全彩720P的光機方案。
除此以外,我們還可以提供波導模組裝調解決方案,包括單目波導模組的裝調,就是把波導片和光機機整合在一起,以及雙目模組合像裝調服務。
自由曲面光學方案在AR眼鏡的應用
在上一節中提到AR業內認知的自由曲面棱鏡,像小磚頭、麻將塊,外形不雅觀,這是它的劣勢-造型不佳,但是它的優勢是:量產一致性高、成本可控、成像質量好,用于辦公/娛樂等多種應用場景,光能利用率高,像源選型極其豐富,只要亮度在500nits以上的微型顯示屏都可以用。
在這種情況下,2019年之前也有很多采用耐德佳自由曲面的品牌廠商,比如聯想、亮風臺等公司。此外我們在深挖自由曲面技術極限方面,也做出了“2個最”,1)FOV最大- 120°。這是目前可量產的FOV最大光學方案,如果今年有不同品牌AR整機采用大FOV方案,大概率都是這個產品的衍生品。。2)最薄自由曲面-5毫米,之前2018年就開發過這個方案,早于曾經引起行業熱度采用蔡司自由曲面的AR眼鏡-Tooz。
由于這個理念有點超前,而且這個方案有一個很大的弊端就是Eye-box太小,基于這個原因,我們沒有進行量產化,如果當時我們堅持將這個方案推向市場,一定能引爆,至少是新聞熱搜,但是確實不能實際應用。
2019年之后我們意識到自由曲面的形態不佳,并開始改進。大原則是“保持原有優勢,提升自身不足造型“。推出了自由曲面鉆石光學模組(AR049038B)。重點就是,將光學鏡片變薄,從原來的14mm,下降至9.5mm,其次,光機的厚度從原來20mm下降到14mm。因為我們發現。如影響AR眼鏡厚度不是鏡片而是光機,所以14mm的光機厚度,使得AR眼鏡厚度從20多mm下降到16mm。
如上改善,讓該光學方案獲得很好的市場反饋,目前已經量產發售的有,高通XR2一體機,聯想YogaT1,以及目前正在開發中的其他手機廠和PC廠。
基于如上改善和成績,我們繼續提升外觀,繼續讓自由曲面變漂亮。推出自由曲面鉆石Pro(AR049038C)。跟上一代相比,從鏡片上來看,相當把半月變成一個滿月,讓產品的綜合性能圓滿,希望給市場帶來更多的活力。此外,進一步降低光機模組的厚度,從14mm變成了10.4mm,助力AR眼鏡厚度進一步下降。
從AR整機架構探討AR整機的需求點
經過近10年的發展,目前AR眼鏡已經發展得很好,并實現100K級出貨。產品方向主要分為2個:一是把AR眼鏡當成智能穿戴,二是把AR眼鏡當成顯示設備。智能穿戴需要輕薄、可出街、可透視,一體化,顯示設備則必然要求成像質量一定好,佩戴輕便和成本量產。 根據這兩種思路,形成兩種產品形態:一種是FOV 25°左右的波導光學信息提示AR眼鏡,以及FOV 40°的BB方案的觀影機。。
那如果AR眼鏡的銷量想從100K提升至1KK,我們該怎么做。先看一下這3個問題:1)假設如果我們不是行業從業者,作為作為一名普通消費者,是否會買?
2)相對單一功能和應用場景,能否撐得起2500-4000元,這個價位?
3)有些時候,我們是否陷入了,為了某一個AR技術,去開發一個產品,強加給消費者?
其實,回答如上3個問題,及對于未來的預判和技術的方向剛才很多專家也分享過了。那我從一個銷售的角度提出一個想法:做加法。當銷售賣不出去東西時,最簡單的做法就是提高“性價比”。回到剛剛提到AR產品定義,提高性價比就是“把兩種產品形態整合在一起,既可信息提示又可以觀影“。這就需要AR光學具備“無線一體、輕薄輕便、可以透視、好的成像質量、可量產低成本、FOV 40、RGB-FHD”
那么,基于這個AR整機理念,我們回看自由曲面鉆石Pro方案。首先“成像質量、FOV、RGB-FHD”這些指標都是滿足的。那么,我們具體分析一下,無線一體、輕薄輕薄和可透視,這三項指標。
首先自由曲面30%的高光效,意味著功耗更低、續航更久,低發熱,散熱元器件更少,從整機的角度更有利與實現無線一體。
其次透視效果:自由曲面鉆石pro做到60%,甚至可以向80%沖擊,透視效果接近波導,透視FOV也滿足覆蓋裸眼視野的要求。
最后,輕薄輕薄,基于10.4mm的光機厚度,那么整機可以控制在13mm以內,具目前整機開發進度來看,采用AR2芯片(含6dof SLAM)的一體機方案,可以控制在95g以內,佩戴舒適。
如上,自由曲面鉆石Pro能夠滿足“信息提示+觀影”雙需求的融合,該方案在6月份進入量產,是未來3年內性價比高的可落地方案。
對于AR眼鏡更遠的未來,不要忘了最重要的一點“一定要有交互,有交互才有生態,有生態才有黏性,有黏性才會實現更高的目標”。既然要求有交互,需要AR光學做些什么?1)更大的FoV,尤其是垂直方向的FOV,從原來觀影的16:9的狀態要變成16:10甚至是4:9的要求,所以FoV一定大。2)透視效果,要堅持,透視才是AR;3)成像質量要過關,否則無法用于娛樂、辦公、觀影等場景。
最后,耐德佳也提供除自由曲面的其他XR光學方案,包括Pancake和BB方案,也有品牌大廠的量產項目。所以無論是Pancake、波導或者是BB,只要大家有需要都可以跟我們聯系,希望能為XR行業落地作出貢獻,謝謝大家!