浅谈小米无线AR眼镜的视网膜级显示实现

业内人士普遍认为，AR/VR行业在2023年将进入新的发展阶段，不管是技术成熟度还是应用场景都会有新的变化。就在近期的2023 MWC世界移动通信大会上，小米成为手机厂商中在今年最先推出AR设备新品的品牌玩家。此次小米发布的是小米无线AR眼镜探索版。如果从名字来看，这款AR眼镜或许会是小米在AR行业探索的“先锋”。不过小米早在2021年9月份便以概念产品的“身份”公开过小米智能眼镜探索版。彼时官方介绍，概念产品将采用Micro LED单绿色方案加上光波导技术。时至今日，2023年推出的小米无线AR眼镜探索版又有何不同呢？

在技术上，小米无线AR眼镜探索版采用无线分布式计算，显示可达到视网膜级，并且支持与手机一碰即连，还有手势交互等功能。从显示技术来看，小米强调了该眼镜上实现了“视网膜级”显示。那么，什么是“视网膜级”呢？了解这个概念之前，先来了解一下PPD。PPD（角分辨率），指的是视场角中的平均每 1° 夹角内填充的像素点的数量。在AR/VR设备中，PPD 越大，显示就会越精细，用户看到的显示画面也就越清晰。一般而言，当PPD大于30时，就可以消除人眼感受到的纱窗效应，当PPD到达或者接近60，就接近人眼视网膜的规格。目前，创维PANCAKE 1 、PICO 4以及YVR2的PDD分别为25 PPD、20.6PPD、16.8 PPD。而小米此次发布的小米无线AR眼镜的PPD达到58 PPD。如果以此数据作为对比，小米无线AR眼镜探索版在显示效果上有明显的优势。那么，小米是如何实现视网膜级显示的呢？

小米无线AR眼镜探索版采用了自由曲面光学模组，是Micro OLED+自由曲面导光棱镜的技术方案。这个方案与2019年业内公开的Micro LED单绿色方案+光波导的技术方案不太一样，不过这或许也是小米在“探索”后认为当下较为成熟的AR光学方案。自由曲面棱镜由微型显示器、主反射镜、补偿镜，还有分光膜四个部分组成。微型显示器通常是Micro OLED，也可以是Micro LED 或者LCOS。

自由曲面棱镜原理图

图源：耐德佳

小米官方表示，这样的光学模组设计能够让AR眼镜降低光线损失，入眼亮度最可达1200nit，看到的画面更加清晰、明亮。在AR光学方面，以采用传统棱镜方案的Google 棱镜作为对比，在通过自由曲面技术升级之后，FOA由15°升级到24°，整体提升46°；模组重量由12g降为3g，降幅达67°；光效提升了380°，多种光学指标均有所提升。不过，光波导技术被认为是AR光学的下一阶段主流技术方案。从另一方面看，自由曲面与光波导有没有可以结合的方向呢？耐德佳首席营销官焦亚超在公开演讲时提到，当前业内对波导片的研究比较多，光机比较少。

他提到了光机可以提升的两个方向：一是体积要变小，“它要变得像可以放在镜腿里面或者更小”；二是光效要提高。“光机里面是传统波导光机，是由一些棱镜球面或者非球面的玻璃镜片或树脂镜片组成。若使用自由曲面棱镜，就能在一定程度上进行提升光效”。焦亚超表示，公司正在这方面进行研发。当前，小米无线AR眼镜探索版成为最早一批实现“视网膜级”显示的产品，这将成为AR显示技术的又一个迭代。不过自由曲面光学技术的设计难度较高、制造难度大，焦亚超认为，“好”的自由曲面光学要具备量产性、量产一致性。未来随着AR/VR光学模组厂商在显示技术上的持续研究，或将加速自由曲面技术规模化量产。

编辑：黄飞