專題欄目:ARVRMR虛擬現實

衍射光波導技術是開啟AR眼鏡市場的金鑰匙

還記得《Pokemon Go》這款游戲嗎?這款游戲于2016年推出,即使因為市場原因很多中國玩家無法體驗,但依舊不影響這款游戲當時在全球范圍內的爆紅。究其原因,一個好的IP固然重要,但更關鍵的是,這款游戲與AR技術的結合非常成功,直接讓AR技術走進了大眾視野,甚至直接推動了AR技術及設備的市場化進程。

如今AR或VR已被熟知,但從市場的角度來看,VR技術并沒有向很多人早期預想的那樣能夠快速崛起,成為一種新的具有普及性的交互方式。

相反,由于相關技術問題,迄今為止市面上依然沒有一款真正令人滿意的VR設備,沉重、眩暈、悶熱以及極其有限的使用場景仍然沒有得到很好地解決,這也直接導致了VR內容廠商的疲軟。

然而由于AR技術的特性是虛擬與現實的融合,使得它更容易被大眾所接受,應用范圍不僅更廣,同時也更貼近日常生活。

從技術角度上來說,AR設備的集成度更高,體積更小,想要做到更強大的系統、更好的圖像識別和處理能力以及更好的顯示效果,相對來說也更容易。

至格科技AR眼鏡效果圖

2012年,谷歌推出了Google Glass,一時間引起了AR技術的商業化熱潮,經過了近十年的發展,今天AR市場上不僅有國際大廠的身影,還有很多擁有核心技術的創業公司。

北京至格科技有限公司(以下簡稱“至格科技”)創始人&CEO孟祥峰博士表示:“我們看到了AR技術的不斷成熟,這會直接引起相關設備在未來從B端到C端的延伸,與此同時國內外的一些大廠也開始了相關產業的布局,這更加佐證了AR市場空間的增長?!?/p>

至格科技于2019年7月成立,是由清華大學精密儀器系孵化出的高新技術企業,而其布局的是被譽為“AR產業金鑰匙”的AR衍射光波導產品。

衍射光波導本質是一種利用衍射光柵鏡片實現圖像近眼顯示的技術,從技術路徑上來說,在衍射光波導出現之前,市場上已經出現了基于自由曲面、幾何光波導技術的近眼顯示設備,且各技術的擁躉對于衍射光波導是否能成為現階段最好的近眼顯示技術,一直沒有明確認同。

但從市場環境上來看,微軟、蘋果、Facebook等大廠在布局近眼顯示設備時,無一例外都包含了衍射光波導技術,這似乎已經石錘了該項技術的先進性和成長空間。

AR衍射光波導鏡片

目前國內布局衍射光波導技術及鏡片產品的企業并不多,原因在于衍射光波導的光柵鏡片本身具有極高的技術門檻。衍射光學產品的設計是十分復雜的,需要基于嚴格的電磁場理論,對光柵系統進行仿真計算,同時還要對很多參數進行創新性的優化。

孟祥峰告訴創業邦:“對一個光柵鏡片進行單目標優化就已經很復雜了,對整個系統參數進行優化則更加困難。如果你想設計一個衍射光波導鏡片,顯示一張圖片,這是很簡單的;但如果你的目標是一個可以商業化應用的、色彩均勻性良好的、具有較大的視場角和眼動范圍的衍射光波導產品,是非常困難的?!?/p>

除了設計環節,生產環節同樣具有挑戰。如果做一個形象的比喻,衍射光柵鏡片的生產就像是在制作餅干,首先需要有一個精準的餅干模具,然后用這個模具“壓制”出餅干來。當然,在真正的衍射光柵鏡片的生產中,這種“模具”和“壓制”必須具有極復雜的結構和極高的精度。

由于衍射光柵鏡片在具有周期性微納米排列性質的同時具有多種特殊形狀的微納結構,因此在母版制作和納米壓印的過程中對相關工藝都有著極高的要求。

孟祥峰說:“目前來說,AR衍射光柵的納米壓印工藝在相對成熟的半導體納米壓印技術體系中,幾乎是最難的?!?/p>

至格科技第一代AR模組樣機

在設計、生產都具有極高技術難度的情況下,一家企業最艱苦但同時也可能是最好的選擇就是全部自己攻克。至格科技的運營模式類似于IDM,也就是“什么都做”。

在設計方面,至格科技基于嚴格的光柵電磁場理論,通過自主研發光柵設計平臺,實現了準確、快速的光柵設計。

目前市面上的可用于衍射光柵設計的商業軟件仍然有一定的自由度限制,且在計算速度方面并不令人滿意,而至格科技自研的設計平臺在計算自由度、計算復雜性及計算速度上均比一般的商用軟件更加具有優勢。

在母版制備方面,至格科技基于清華大學光柵與測量實驗室二十余年的技術積累,掌握了完整、成熟的基于全息光刻和離子束刻蝕的光柵母版制備工藝。同時還擁有工藝終點在線檢測、光柵雜散光控制等先進工藝技術,能夠實現各種復雜槽形的光柵母版制備。

在納米壓印方面,最大的難點是在晶圓玻璃上同時壓印出多個具有不同槽形的光柵結構,并且保證精度。至格科技的工藝技術可實現常規的直齒形光柵結構和特殊的斜齒形、三角形等光柵結構的壓印,壓印精度可達到納米級。

孟祥峰告訴創業邦:“設計、母版制作、納米壓印并不是三個獨立的過程,而是一個緊密聯系的系統。有時你的設計、母版、壓印都沒有問題,但產品性能卻沒有達到要求,這就需要你回溯整個過程并做出相應的調整。而至格科技‘什么都做’的優勢在此時會體現出來,我們不會受制于人,能夠以最快的速度完成產品的迭代?!?/p>

至格科技AR眼鏡設計圖

目前至格科技的產品主要分為兩類,一類是衍射光波導鏡片,另一類是搭配了光機的AR顯示模組,目前這兩類產品均面向B端用戶銷售。

據了解,至格科技在今年第三季度會推出第二代AR衍射光波導產品,顯示性能進一步提升,同時成本進一步降低。

在應用領域上,至格科技正在積極參與客戶的產品定義,其產品未來將應用于工業、安防、警務、教育等多種場景中,預計2021年整體營業額將達到數千萬元級別。

人員方面,目前至格科技擁有員工數十人,其中大部分均為技術研發人員,同時至格科技也在積極擴建自身團隊,以期到今年年底團隊規模翻番。

融資方面,至格科技于今年3月完成了數千萬人民幣A輪融資,本輪融資由中芯聚源領投,方廣資本和清控銀杏跟投,融資資金主要用于固定資產建設、團隊擴充和持續的研發投入。

來源:快鯉魚

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