2021年8月18日，杭州光？萍迹ㄒ韵潞喎Q：光粒）發(fā)布了國內(nèi)首款全息樹脂光波導(dǎo)——Holoresin，標(biāo)志著AR眼鏡向著輕量化的目標(biāo)又邁出了堅實的一步。
根據(jù)官方介紹，光粒成立于2017年2月，是一家致力于打造AR互聯(lián)網(wǎng)消費級入口的企業(yè)，其創(chuàng)始團隊來自浙江大學(xué)、康奈爾大學(xué)和特拉華大學(xué)等國內(nèi)外一流學(xué)府，目前研發(fā)團隊囊括了一批80後、90後國際國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的頂級學(xué)者和專家。
▲圖源：光粒
據(jù)了解，光粒自主建立了全球領(lǐng)先的多功能微納加工中心和衍射波導(dǎo)技術(shù)中心，掌握全息體光波導(dǎo)的全鏈技術(shù)，包括設(shè)計、制造、材料等所有環(huán)節(jié)，擁有中國和國際專利170余項。其近期重點攻占了全息樹脂光波導(dǎo)的關(guān)鍵技術(shù)與量産環(huán)節(jié)，領(lǐng)先實現(xiàn)技術(shù)突破，成爲(wèi)目前全球市場唯二能夠生産該材質(zhì)光波導(dǎo)國產(chǎn)產(chǎn)品的企業(yè)。
全息樹脂光波導(dǎo)Holoresin
相比AR眼鏡中另外兩種常見的光學(xué)方案——自由曲面與棱鏡方案，光波導(dǎo)擁有著輕薄和外界光線高穿透性兩大優(yōu)勢，被認(rèn)爲(wèi)是注重佩戴體驗與外觀設(shè)計的消費級AR眼鏡未來必選的光學(xué)方案。
▲外表浮雕光柵波導(dǎo)量産流程，圖源：網(wǎng)絡(luò)
根據(jù)光線進出光波導(dǎo)的耦合結(jié)構(gòu)，光波導(dǎo)總體上可以分爲(wèi)幾何光波導(dǎo)與衍射光波導(dǎo)，其中後者根據(jù)制造技術(shù)可以進一步細(xì)分爲(wèi)外表浮雕光柵波導(dǎo)(SRG Waveguide)和全息體光柵波導(dǎo)（VHG Waveguide）。幾何光波導(dǎo)（或陣列光波導(dǎo)）與外表浮雕光柵波導(dǎo)技術(shù)較為成熟，但設(shè)計壁壘、工藝難度和制造成本較高，目前上市銷售的AR眼鏡中，微軟的HoloLens 2、Magic Leap One、Vuzix旗下AR眼鏡等，均采用了外表浮雕光柵波導(dǎo)。
▲全息體光波導(dǎo)制備過程，圖源：網(wǎng)絡(luò)
對比外表浮雕光柵波導(dǎo)，全息體光柵波導(dǎo)通過雙光束激光全息曝光的方法，直接在微米級光聚合物薄膜內(nèi)干涉形成納米級的光柵結(jié)構(gòu)，因此在工藝上來說更加高效，成本較其他光波導(dǎo)技術(shù)也具有明顯優(yōu)勢，但技術(shù)成熟度上不如幾何光波導(dǎo)與外表浮雕光柵波導(dǎo)。蘋果公司收購的Akonia、索尼、Digilens以及光粒等企業(yè)都在致力于全息體光柵波導(dǎo)的研發(fā)與量產(chǎn)。
▲Holoresin在室內(nèi)（上）和室外（下）的顯示結(jié)果
光粒此次發(fā)布的Holoresin，正是其自主研發(fā)的一款樹脂基底全息體光波導(dǎo)，透光率超過90%，視場角達成25°，不僅成本遠(yuǎn)低于玻璃基底的光波導(dǎo)，同時還克服了玻璃光波導(dǎo)因為易碎而必須分外添加保護鏡片帶來的分外重量與體積，能夠勝任更加輕薄的AR眼鏡設(shè)計，廣泛適用于包括戶外、運動、軍事等高速移動場景在內(nèi)的各種使用環(huán)境，極具性價比。目前Holoresin支持單色顯示，彩色版本Holoresin差不多進入測試時期，預(yù)計將于明年發(fā)布。
從技術(shù)到量産，光粒的突破之路
全息體光波導(dǎo)對于材質(zhì)的穩(wěn)定性及質(zhì)量要求極高，需要具備高度平行且?guī)缀跬昝赖牟▽?dǎo)外表。光波導(dǎo)的光學(xué)原理決定了光線進入光波導(dǎo)後要經(jīng)曆很多次全內(nèi)反照，波導(dǎo)外表的任何一點瑕疵都也許會對成像質(zhì)量帶來指數(shù)級的影響，因此，相比玻璃基底相對成熟的加工工藝，樹脂基底的光波導(dǎo)一直基本上技術(shù)主峰上難以采擷的明珠。
▲圖源：光粒
正因為如此，設(shè)計一款成熟可量產(chǎn)的全息樹脂光波導(dǎo)，不僅需要企業(yè)解決材料研發(fā)、光柵設(shè)計算法開發(fā)、光學(xué)模擬軟件開發(fā)，還需要企業(yè)能夠?qū)θ⒉牧狭慨a(chǎn)工藝、良品率等多方面的問題有足夠的把控。以光學(xué)軟件為例，目前市面上的主流光學(xué)軟件例如Code V、Zemax等，能夠?qū)缀喂鈱W(xué)進行很好的模擬，但是關(guān)于全息體光波導(dǎo)無法進行有效的模擬，需要研發(fā)企業(yè)自行編寫相應(yīng)的光學(xué)追蹤順序，完整模擬波導(dǎo)的特征。
光粒重點攻占了能實現(xiàn)寬波長、大角度光柵衍射的全息材料，實現(xiàn)了厚度均勻、性能穩(wěn)定的全息材料制備，確保了全息樹脂光波導(dǎo)量產(chǎn)的基礎(chǔ)；同時依據(jù)其成功研發(fā)的全息材料定制開發(fā)了對應(yīng)的寬波長、大角度全息衍射光柵設(shè)計算法與光學(xué)模擬軟件，同時還自主研發(fā)了全息膜自動化生產(chǎn)設(shè)備，實現(xiàn)了衍射光柵的自動化生產(chǎn)，保障了產(chǎn)品的產(chǎn)量與良品率。
▲圖源：光粒
根據(jù)杭州光？萍脊嫉男畔ⅲ壳癏oloresin的年産量已經(jīng)可以達到10萬片以上，同時良品率高達95%，完全可以滿足自身以及其他AR眼鏡研發(fā)企業(yè)的量産需求。
低成本光波導(dǎo)，鋪平AR消費市場普及路
相比VR一體機在消費市場掀起的熱潮，AR眼鏡目前在消費市場的普及依然有諸多障礙需要克服。
第一是價格問題，AR眼鏡動輒數(shù)千元甚至上萬元的售價，足以令非發(fā)燒用戶望而卻步，但VR一體機的售價已經(jīng)下探到2000元人民幣左右的價位，同意程度相比就要高很多；
其次是內(nèi)容生態(tài)，目前AR眼鏡尚未面向消費市場建立起完整的內(nèi)容生態(tài)，相比VR平臺層出不同的遊戲和影視內(nèi)容，目前消費者能夠體驗的AR內(nèi)容依然屈指可數(shù)；
最後是國產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計，消費者對于AR眼鏡外觀設(shè)計期望較高，市面上現(xiàn)有的AR眼鏡依然較爲(wèi)笨重，並不適合消費者對于“眼鏡”一詞的認(rèn)知。
光機（Light Engine）與光學(xué)器件是AR眼鏡的技術(shù)核心之一，也占據(jù)了AR眼鏡很大一部分成本。Holoresin這類能夠降低AR眼鏡成本、改善AR眼鏡笨重體驗的光波導(dǎo)出現(xiàn)，無疑推動了AR眼鏡的不斷前進，拉近了AR眼鏡與消費者之間的距離。只是如此一款新品究竟表現(xiàn)如何，仍然需要市場的檢驗。
▲GUANGLI Lightin系列AR眼鏡
光粒吐露，其過去自主設(shè)計生產(chǎn)的GUANGLI Lightin系列AR眼鏡差不多落地倉儲物流、軍警安防、工業(yè)生產(chǎn)等應(yīng)用場景，隨著Holoresin全息樹脂光波導(dǎo)產(chǎn)品的推出，光粒也將同步更新旗下產(chǎn)品線，于9月推出新款采用Holoresin的AR眼鏡新品，屆時，大伙兒將可以真正體驗到全息樹脂光波導(dǎo)帶來的全新體驗。
“In light we trust堅信光明”，是光粒團隊稟承的信念，Holoresin的產(chǎn)生，是光粒對光學(xué)前沿土地不懈探索的成果。我們期待著更多像光粒如此的企業(yè)出現(xiàn)，通過技術(shù)創(chuàng)新推動AR/VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，讓AR/VR產(chǎn)品能更快的走進千家萬戶。
