今年4月，以色列AR光學(xué)方案上Lumus發(fā)布了兩款A(yù)R光學(xué)模組新品：Maximus 1080p和Maximus 1440p。據(jù)悉，Maximus是Lumus的光波導(dǎo)產(chǎn)品系列，而二維擴(kuò)瞳光波導(dǎo)是在此前一維擴(kuò)瞳方案上的升級(jí)，兩款新品的特點(diǎn)是亮度高（可在戶外環(huán)境使用）、色彩顯示均勻，而分辨率則分別為1080p和1440p，足夠清晰。

相比于自上至下垂直光路的一維擴(kuò)瞳光波導(dǎo)方案，二維擴(kuò)瞳光波導(dǎo)采用了兩組反射鏡，光路為橫向傳播，特點(diǎn)是視場(chǎng)角更大、可實(shí)現(xiàn)更小尺寸的投影模組。實(shí)際上，二維擴(kuò)瞳方案增加了額外的光反射，即使配備小型光學(xué)引擎，也能通過擴(kuò)展圖像來放大顯示面積，不犧牲圖像質(zhì)量或視場(chǎng)角。

近期在AWE期間，Lumus還展示了一款分辨率2048×2048、亮度5000尼特、視場(chǎng)角50 的二維擴(kuò)瞳光波導(dǎo)AR眼鏡原型，其外觀看起來足夠接近普通眼鏡，而且漏光現(xiàn)象不明顯。

實(shí)際上，去年光學(xué)專家Karl Guttag就曾體驗(yàn)過Maximus二維擴(kuò)瞳光波導(dǎo)原型AR眼鏡，發(fā)現(xiàn)它有許多令人驚喜的特點(diǎn)，比如：AR圖像的縱向尺寸足夠大，縱橫比1:1，色彩和亮度足夠均勻，比此前體驗(yàn)過的其他光波導(dǎo)模組效果更好，等等。

相比于Guttag體驗(yàn)的版本，AWE上展示的AR眼鏡得到進(jìn)一步優(yōu)化，比如亮度從3000尼特提升至了5000尼特。

二維擴(kuò)瞳光波導(dǎo)細(xì)節(jié)

據(jù)了解，Lumus此前發(fā)布的一維擴(kuò)瞳光波導(dǎo)已經(jīng)足夠輕薄，視場(chǎng)角高達(dá)55 ，與其配合使用的光學(xué)引擎位于頂部，缺點(diǎn)是光學(xué)引擎體積大，基于該方案開發(fā)的AR頭顯通常在額頭部位較重。而二維擴(kuò)瞳光波導(dǎo)，不僅縮減了光學(xué)引擎的尺寸，還將光學(xué)引擎設(shè)計(jì)在光波導(dǎo)鏡片兩側(cè)，更好的與眼鏡腿設(shè)計(jì)結(jié)合。

細(xì)節(jié)方面，二維擴(kuò)瞳光波導(dǎo)將光線反射兩次，一次是垂直放大圖像，另一次水平放大圖像，然后再進(jìn)入人眼。此外，通過定制二維擴(kuò)瞳光波導(dǎo)，似乎可調(diào)整AR顯示的縱橫比，甚至提升FOV（計(jì)劃進(jìn)一步提升至60-60 或更高）。

而且，其光學(xué)效率號(hào)稱比衍射光波導(dǎo)等方案更好。比如Lumus在今年3月國(guó)際光學(xué)工程學(xué)會(huì)舉辦的SPIE會(huì)議中，曾提到Maximus的光學(xué)效率預(yù)計(jì)達(dá)到650 nits/lumen，相比之下WaveOptics的衍射光波導(dǎo)方案Odin僅為50 nits/lumen，相當(dāng)于前者是后者光學(xué)效率的十倍以上。

更高的光學(xué)效率，意味著更少的光學(xué)損耗、更低的功耗、更長(zhǎng)的續(xù)航，以及更少的散熱。

值得注意的是，Maximus透光性足夠高，無需遮光罩也能在戶外場(chǎng)景清晰顯示。另外，其采用了反射波導(dǎo)光學(xué)元件（LOE）涂層，進(jìn)一步防止光學(xué)引擎漏光。

圖像質(zhì)量方面，由于Maximus方案不需要分解和重組色彩，因此可顯示實(shí)色，因此可以顯示更純的白色，不會(huì)像HoloLens 2那樣出現(xiàn)彩虹效應(yīng)。

AWE展示細(xì)節(jié)

Lumus在AWE 2022上展示的AR原型包含了AR眼鏡框，以及Maximus光波導(dǎo)、2048×2048分辨率微型光學(xué)引擎，不過并未配備電池和計(jì)算單元，而是通過有線的形式外接計(jì)算平臺(tái)。

據(jù)體驗(yàn)者稱，Lumus AR眼鏡原型的視場(chǎng)角足夠?qū)?，具?0 ，而且圖像的色彩和清晰度足夠均勻，這一點(diǎn)比HoloLens 2和Magic Leap 1更優(yōu)秀。

另外，透過AR眼鏡看到的圖像也足夠清晰，文字顯示效果清晰。Lumus稱，該眼鏡可實(shí)現(xiàn)60PPD，相當(dāng)于視網(wǎng)膜級(jí)分辨率。

這款A(yù)R眼鏡原型的亮度高達(dá)5000尼特，這意味著在強(qiáng)光環(huán)境中也能清晰顯示，無需像墨鏡片那樣的遮光罩。

Lumus的AR眼鏡原型似乎配備Compound Photonics的LCoS微顯示模組，其特點(diǎn)是具有高像素密度（單像素僅3微米）、高反射率（高效顯示）、高場(chǎng)序率（避免頭部運(yùn)動(dòng)造成色彩瑕疵）。

除了LCoS外，Maximus方案也兼容OLED、microLED、MEMS激光、DLP等光源。

未來發(fā)展路徑

值得注意的是，盡管AR光波導(dǎo)和光學(xué)引擎已經(jīng)足夠小，但內(nèi)置計(jì)算單元和電池之后，體積可能會(huì)進(jìn)一步增大。而如果采用分體式設(shè)計(jì)，對(duì)于普通消費(fèi)者來講是一大門檻。近年來，Snap、高通等公司推出了輕量一體式、或無線式AR眼鏡，這些產(chǎn)品的一大局限是續(xù)航短，大概只有半個(gè)小時(shí)。因此可以想象，要實(shí)現(xiàn)眼鏡形態(tài)的AR一體機(jī)，還將需要電池、芯片等技術(shù)突破。

當(dāng)然，由于AWE上展示的AR眼鏡分辨率較高，如果替換成Maximus 1440P光波導(dǎo)（分辨率和亮度更低），還可進(jìn)一步提升續(xù)航、降低成本。

另一方面，通過與廣達(dá)電腦、肖特合作，Lumus將推動(dòng)二維擴(kuò)瞳光波導(dǎo)的量產(chǎn)。不過，目前制造AR眼鏡的成本較高，更容易被企業(yè)級(jí)客戶接受，而對(duì)于消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)依然門檻較高。

Lumus表示：近年來，Lumus一直在與Meta、蘋果、谷歌等科技公司密切合作，預(yù)計(jì)2024年市場(chǎng)將出現(xiàn)多款基于Maximus方案的消費(fèi)級(jí)AR眼鏡。

據(jù)了解，Lumus接下來的產(chǎn)品路徑分為兩種：1）支持AR導(dǎo)航、實(shí)時(shí)翻譯等功能的AR眼鏡，特點(diǎn)是長(zhǎng)續(xù)航、高亮度、視場(chǎng)角20 -30 ；2）高沉浸感的50 視場(chǎng)角AR，外形近似護(hù)目鏡。在AR OEM領(lǐng)域，Lumus也看到了這樣的趨勢(shì)。參考：RoadtoVR