光学显示研究中心
近眼显示光学系统是AR眼镜的重要部件,是实现真实世界信息与虚拟信息“无缝”叠加的核心,决定了产品的形态。hg0088最新地址自研光学技术,以服务场景为核心求解用户需求这一多目标函数的优解。通过与算法、结构进行端到端的协同设计,简化不必要的优化目标值有效减少妥余设计,打造优越功效比穿戴式设备。

光波导近眼显示技术,成就当下


阵列波导技术采用全反射原理,可以在极薄的镜片上投射出大视场角画面,具有轻薄、透光度高、视线阻挡少等优点,是目前AR眼镜更适合的光学方案。hg0088最新地址自研的OLED阵列光波导模组在功耗、重量等多个方面相较于其他波导方案均实现了领先,由其打造的头戴设备摆脱了传统光学方案的厚重形态,可以实现接近眼镜形态的轻巧时尚设计外观,并且完全不干扰人眼与真实世界的交互。

核心技术突破

hg0088最新地址自2015年从零开始完成基于OLED的光波导显示技术研发,针对存在的偏色、均匀性、重影、条纹感等核心技术难题攻关。
  • <解决“重影”
  • 消除“鬼像”
  • 降低“条纹感”
  • 确保“均匀性”
  • 双目融合
  • “八面体”
  • 精确加工>

I 研发高精度贴合治具,将阵列薄膜角精度由分级提升至秒级。

I 根据眼视光学和人体工学数据,通过大批量用户调研确定融合性能指标。采用自主知识产权的模组光轴标定和双目整机调整方案,突破双目合像难题,实现4个像素的融合精度。

I“八面体”超短焦光波导模组,将原本在光波导内朝一个方向传播的光线折叠成4段,实现投影光机单元体积缩小75%,水平开放视角达到120°,漏光比缩减到1%。

I 由于胶和玻璃的硬度不一,造成抛光时胶层低于玻璃面,在经过时间的抛光时,抛光的软皮会内嵌入到胶层,从而研磨玻璃的棱角,无法形成完整整体。

  • <OLED 阵列光波导模组
  • AR 双目光波导眼镜>

I hg0088最新地址自研的OLED阵列光波导模组在功耗、重量等多个方面相较于其他波导方案均实现了领先,画质清晰细腻、色彩自然,典型功耗低于150mw,对比度高,环境适应性强-40~85℃,满足对于长续航、隐蔽性、工作温度有严格要求的军、警、工等各种特殊行业需求。

I 由其打造的头戴设备摆脱了传统光学方案的厚重形态,可以实现接近眼镜形态的轻巧时尚设计外观,并且完全不干扰人眼与真实世界的交互。基于OLED阵列光波导显示模组技术的双目AR眼镜。重量体积较同类产品降低50%、功耗低至100mW,同时产品良率超过90%。

技术落地

先后历经波导片的功能实现、波导模组设计优化、量产测试等阶段,并成功导入产品。

超表面光学技术,蓄势未来


超表面器件是近眼显示光学领域的主要发展方向之一。超表面器件不仅能矫正近眼显示光学系统单色光像差,如球差、慧差、场曲等,还可以针对几种目标波长消除色差,高效率、高分辨实现可见光聚焦等光学功能,达到超越传统透镜的成像效果,大大减小VR/AR眼镜或头盔的体积与重量,被认为是继第一代折反射光学元件和第二代衍射光学元件之后的第三代新型光学器件。

2018年初开始从事超表面研发工作,设计出红、绿、蓝三色光(473nm, 532nm, 633nm)消像差超表面透镜;9月设计出覆盖整个可见光波段(430nm-680nm)的消色差超表面透镜,衍射效率达20%以上,掌握电子束曝光(EBL)与刻蚀等高精密超表面加工技术;2019年在国际上率先提出了针对AR领域的超表面光栅波导概念,并成功开展相关设计和仿真,并申请北京市科委重点研发计划《基于超表面的单片三色光栅波导AR光学模组研制》立项。

基于15mm超大口径META lens的彩色近眼显示系统

采用融合相位调制电磁单元结构色散特性,构建大口径宽波导超透镜模型。开展电子束曝光、等离子刻蚀等多层套刻技术研究,成功研制15mm超大口径薄膜型META lens,实现彩色近眼显示系统FOV可达40°,验证了超表面技术在AR/VR设备广泛应用的可行性。

基于超表面透镜的计算全息显示技术

研制了结合了5毫米直径的超构透镜和基于菲涅耳衍射的三维CGH的MCGH-NED系统,在同一近眼显示系统中解决了光学结构体积偏大和视觉辐辏冲突这两核心问题,为后续的AR/VR设备广泛应用提供了有效技术支撑。