Lumus为普通眼镜尺寸AR设备演示 50°FOV 紧凑波导方案

　　由于2D图像扩展，Lumus最新的波导Maximus现在更加紧凑。凭借令人印象深刻的图像质量和更为紧凑的光学引擎，这家公司正准备为真正眼镜尺寸的AR设备提供领先的显示解决方案。

　　2D扩展增加了额外的光反弹

　　Lumus早在2017年就开始探索Maximus波导，而迄今已经取得了相当的质量提升和尺寸缩小。这主要得益于所谓的“2D扩展”：2D扩展增加了额外的光反弹以扩展图像，从而可以实现更小的光学引擎，无需牺牲质量或视场。这一进步令团队的显示解决方案比以往任何时候都更接近于眼镜形态。

　　作为对比，我们可以看看2017年时的Maximus。如下图所示，它可以实现相当薄的光学元件，相当宽的视场，但光学引擎非常大，需要一个非常大的高架结构。

　　得益于2D扩展，最新型号的Maximus波导已经缩小了尺寸。其中，光线可以反射两次以垂直放大图像，然后水平放大，最后再反射到眼睛之中。这可以缩小光学引擎(显示器和光源所在的位置)的尺寸，令其安装在眼镜的侧面，同时保留大量的周边视觉。下图是团队在上周AWE 2022大会演示的显示原型。

　　接下来，我们可以看看当从1D到2D扩展时，光学引擎是如何缩小。

　　上图左边是2D扩展，右边是1D扩展。显然，左边比右边更接近于真正的眼镜形态。

　　这款原型眼镜可以看到相当宽的50度视场，但更重要的是，无论是在颜色还是清晰度方面，你都可以看到令人印象深刻的均匀图像。相比之下，HoloLens2和Magic Leap等类似设备往往会出现朦胧的颜色不一致，从视图的一侧到另一侧通常会显示出微弱的斑驳彩虹伪影。

　　上图来自于近眼显示技术专家卡尔·古塔格(Karl Guttag)。左边是Lumus Maximus，右边则是HoloLens 2。可以看到，两者的视场比较接近，但Maximus的图像相当均匀，而HoloLens 2却出现了斑驳彩虹伪影。

　　另外，Maximus眼镜的亮度同样是一个重要优势。与其他大多数AR头显和眼镜相比，Lumus的原型根本不需要将入射光变暗。团队表示，所述设备可以达到3000 nit，能够支持日光用例。

　　对于需要将入射光变暗的设备，它们通常会配备非常浓色的镜片。但由于Maximus不需要，它可以实现相当晴明敞亮的镜片，意味着其他人可以十分容易看到你的眼睛，就像你穿戴普通眼镜一样，

　　毫无疑问，这是一个重要的社会考虑因素，可以大大提升穿戴AR眼镜的社会接受度。

　　透过原型眼镜感知的图像同样十分清晰;波导与一个1440×1440的微型显示器配对。由于封装在50度的视场之中，它可以很好地解析小文本。这家公司表示，波导绝不会限制潜在的分辨率，所以你只需实现更高分辨率的微型显示器。事实上，团队曾展示过一款配有2048×2048显示器的原型。经测量，其视网膜分辨率达到每度60像素。

　　与同时代的其他产品相比，Lumus的波导产品显然具有众多优势，尤其是在整体图像质量、亮度和社会接受度方面。但既然这样，为什么我们还没有在消费品中看到它们呢?

　　答案是多方面的。

　　首先，Lumus展示的只是一个原型。显示模组主要是作为功能性质的演示，眼镜本身缺乏一体式AR眼镜所需的其他元素，例如电池、计算组件和传感器。当然，你可以设计成分体式，将计算组件和电池封装到一个“冰球”设计之中。要整合成一款全功能的完整AR眼镜，其他元件都需要进行小型化研发，从而适应这种真正眼镜形态。

　　另一个原因是制造成本。Lumus坚持认为，即便是消费品，自家的波导解决方案都可以以经济实惠的方式大规模生产。另外，这家公司已经得到了代工厂广达电脑，以及光学玻璃厂肖特的支持。但反过来，对于定位消费者市场的设备而言，小规模制造的成本则可能无法承受。换句话说，在AR成为真正主流之前，或者在一家公司有信心押注一款产品之前，Lumus或许都需要继续等待(或者进一步努力降低成本)。

　　不过，Lumus宣称自己多年来一直与多家“Tier 1”科技公司密集合作。另外，团队预计将于2024年推出首款包含其波导解决方案的主要消费者产品。