今年4月，以色列AR光學方案上Lumus發(fā)布了兩款AR光學模組新品：Maximus 1080p和Maximus 1440p。據(jù)悉，Maximus是Lumus的光波導產(chǎn)品系列，而二維擴瞳光波導是在此前一維擴瞳方案上的升級，兩款新品的特點是亮度高（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瞳光波導方案，二維擴瞳光波導采用了兩組反射鏡，光路為橫向傳播，特點是視場角更大、可實現(xiàn)更小尺寸的投影模組。實際上，二維擴瞳方案增加了額外的光反射，即使配備小型光學引擎，也能通過擴展圖像來放大顯示面積，不犧牲圖像質(zhì)量或視場角。
近期在AWE期間，Lumus還展示了一款分辨率2048×2048、亮度5000尼特、視場角50 的二維擴瞳光波導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。
實際上，去年光學專家Karl Guttag就曾體驗過Maximus二維擴瞳光波導原型AR眼鏡，發(fā)現(xiàn)它有許多令人驚喜的特點，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，比此前體驗過的其他光波導模組效果更好，等等。
相比于Guttag體驗的版本，AWE上展示的AR眼鏡得到進一步優(yōu)化，比如亮度從3000尼特提升至了5000尼特。
二維擴瞳光波導細節(jié)
據(jù)了解，Lumus此前發(fā)布的一維擴瞳光波導已經(jīng)足夠輕薄，視場角高達55 ，與其配合使用的光學引擎位于頂部，缺點是光學引擎體積大，基于該方案開發(fā)的AR頭顯通常在額頭部位較重。而二維擴瞳光波導，不僅縮減了光學引擎的尺寸，還將光學引擎設計在光波導鏡片兩側(cè)，更好的與眼鏡腿設計結合。
細節(jié)方面，二維擴瞳光波導將光線反射兩次，一次是垂直放大圖像，另一次水平放大圖像，然后再進入人眼。此外，通過定制二維擴瞳光波導，似乎可調(diào)整AR顯示的縱橫比，甚至提升FOV（計劃進一步提升至60-60 或更高）。
而且，其光學效率號稱比衍射光波導等方案更好。比如Lumus在今年3月國際光學工程學會舉辦的SPIE會議中，曾提到Maximus的光學效率預計達到650 nits/lumen，相比之下WaveOptics的衍射光波導方案Odin僅為50 nits/lumen，相當于前者是后者光學效率的十倍以上。
更高的光學效率，意味著更少的光學損耗、更低的功耗、更長的續(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景清晰顯示。另外，其采用了反射波導光學元件（LOE）涂層，進一步防止光學引擎漏光。
圖像質(zhì)量方面，由于Maximus方案不需要分解和重組色彩，因此可顯示實色，因此可以顯示更純的白色，不會像HoloLens 2那樣出現(xiàn)彩虹效應。
AWE展示細節(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、2048×2048分辨率微型光學引擎，不過并未配備電池和計算單元，而是通過有線的形式外接計算平臺。
據(jù)體驗者稱，Lumus AR眼鏡原型的視場角足夠?qū)挘哂?0 ，而且圖像的色彩和清晰度足夠均勻，這一點比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，該眼鏡可實現(xiàn)60PPD，相當于視網(wǎng)膜級分辨率。
這款AR眼鏡原型的亮度高達5000尼特，這意味著在強光環(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）、高場序率（避免頭部運動造成色彩瑕疵）。
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光波導和光學引擎已經(jīng)足夠小，但內(nèi)置計算單元和電池之后，體積可能會進一步增大。而如果采用分體式設計，對于普通消費者來講是一大門檻。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，大概只有半個小時。因此可以想象，要實現(xiàn)眼鏡形態(tài)的AR一體機，還將需要電池、芯片等技術突破。
當然，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（分辨率和亮度更低），還可進一步提升續(xù)航、降低成本。
另一方面，通過與廣達電腦、肖特合作，Lumus將推動二維擴瞳光波導的量產(chǎn)。不過，目前制造AR眼鏡的成本較高，更容易被企業(yè)級客戶接受，而對于消費級市場依然門檻較高。
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，預計2024年市場將出現(xiàn)多款基于Maximus方案的消費級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導航、實時翻譯等功能的AR眼鏡，特點是長續(xù)航、高亮度、視場角20 -30 ；2）高沉浸感的50 視場角AR，外形近似護目鏡。在AR OEM領域，Lumus也看到了這樣的趨勢。參考：RoadtoVR
