惠牛张韦韪:聚焦AR/VR光学研发和量产,已签约订单达10万套

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2020年12月23日,由青亭网主办、Pico协办、中国虚拟现实技术与产业创新平台、北京图象图形学学会、AWE Asia、深圳市增强现实技术应用协会、清华经管创业者加速器、创业公社战略支持的“第四届VR/AR产业创新者峰会”正式在北京举行,本次峰会主题是“聚变·共生”。

大会围绕VR/AR技术在垂直行业的商业应用展开,共探VR/AR在传统行业的应用和案例分享,挖掘探索商业新机遇,共同构建合作新桥梁。

惠牛 CEO  张韦韪,在本次峰会带来了名为《VR/AR显示光学升级和量产进展》的主题演讲。

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以下是张韦韪的演讲实录:

各位同行,大家下午好!非常高兴有这个机会跟大家做一个关于我们在VR/AR光学的一些进展的分享。

2017年初我和另外两个博士同学创立了惠牛,我们三个都是光学的博士。公司的“惠”是惠更斯,“牛”是牛顿,分别是几何光学和波动光学的创始人,取此名代表了我们光学团队聚焦光学业务的定位。经过近4年的发展,现在研发团队30多人,2/3都是光学或显示的专业背景,且普遍有5-10年的产业经验。我们的定位就是做VR&AR显示方案的研发及光学量产,截至目前有两款主打的量产品,一个是AR的共轴空导(AR-CA),另一个是VR超薄光学模组。这两款产品的出发点一样,都是:把VR&AR显示系统做到更轻巧,更清晰,以及光学成本更低。

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我们累计已签订单达到10万套,来自于国内外的多家知名客户,包括: LG、创维、创龙等。

简单跟大家介绍我们对AR五种方案的理解,在2017年公司起步的时候,AR显示方案就已有好几种、各有优劣,而我们选择了共轴空导(CA)的技术方向作为我们做AR显示光学的切入点且一直坚持了3年多研发完善该方向,原因是我们认为2017-2022年这5年的时间里,CA方案可能是综合性能最优的方案,而且成本也能做到相对较低。

从最早的2012年Google Glass它用的是共轴棱镜的方案,这个方案它的视场角不容易做大,一般15度到20度,画面较小、能承载的信息比较有限。随后2013年出现了(自由曲面)离轴棱镜,该方案视场角能提升很多,但它有个瓶颈在于它的重量,它是一个实心的光学结构、且需要补偿镜以消除实景畸变。阵列波导的视场角相对来说也不容易做到很大,且无成熟的工艺进行量产、良率一直都不太好。衍射波导截至目前仍存在两个较大挑战:

  • 1、色彩不够好。
  • 2、光效率是所有AR显示方案中最低的,使得它对屏的选择受限、只能选最亮的屏,提升了重量和成本。

CA方案在轻巧、大FOV、抗摔(全树脂)方面存在明显优势。但CA一直存在一个问题,to B应用不一定敏感,但to C应该是个较明显的痛点,也即: CA方案的(眼镜)前方会泄露虚拟图像,导致消费者观看的虚像没有隐私。惠牛经过3年的研发,成功把CA方案前方漏光的问题解决并量产了。

惠牛的CA系列搭载了3家屏厂的Si-Oled屏,包括日本索尼,国内的京东方以及视涯。其中,我们基于视涯0.49英寸的高性价比OLED屏做的CA43光学模组具备屈光调节功能,近视用户可取掉近视眼镜直接佩戴AR眼镜看清虚景。

惠牛针对VR厚和重的问题,选择了折叠(“Pancake”)方案进行光学研发及量产,以提升VR设备的轻薄性。

折叠能让VR显示的厚度从60多mm减少到20mm之内,显著改善厚重问题,然而,折叠带来一个头疼的副作用,就是鬼影。折叠光学的鬼影显著超过传统直透光学。

由于是新出现的问题、业内目前尚缺公认的鬼影测量标准,我们参考相机行业自建了鬼影测量平台,根据测量,我们经过2年艰苦研发实现的降鬼影效果领先于国内外的同行。主要竞品的鬼影度为9-20%,而惠牛最新的量产品为7%、实验室样品已降至6%,虽然暂未完全达到直透光学的鬼影度(4%),但鬼影改善已显著优于同行—从展出的样品也可直观看到对比。我们VR(折叠)超薄光学已首先与创维VR合作实现了量产,其他多家客户也正在进入量产合作。

惠牛截止到目前已经提交了超过100篇专利、包含40篇的国内外发明专利,已授权的超过50篇,50%专利关于AR共轴空导(CA),20%关于VR超薄光学,其余的为AR光栅波导以及改善VAC等技术方案。

我们过去3年多的努力不仅仅是针对显示方案及性能的研发,同样也对光学量产的一致性、稳定性做了很多努力,我们自建的千级无尘间已启用2年多,整个量产流程也获得了ISO质量体系及环保管理体系等多个规范性认证。我们CA系列模组已出货超过1万套、还有5万套即将陆续出货。FPV模组已出货近1万套。出货数据也印证我们的量产能力以及客户的认可。

最终模组批量交付时,显示性能不是用眼睛去挨个验收,而是基于光学参数测试,我们针对显示光学测试做了3个平台,可快速量产测试的参数包括:视场角、畸变、MTF、亮度、色彩、沾污、合像等核心光学参数,惠牛测试设备同样对外销售,相比于欧洲的同类设备厂商,我们的性价比要高5倍以上。

简单总结:惠牛作为一个专业的光学团队、聚焦于VR&AR光学及模组的研发与量产,为整机商打好助攻,与大家一起推动行业的发展。谢谢大家!

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