作为全球第一款消费级体全息二维光栅光波导装机的AI眼镜NIMO的突破堪称颠覆性:外形极其轻薄,与普通眼镜无异,镜片通透,光栅接近隐形,常见的彩虹纹、漏光问题也处理得极为隐蔽,几不可见

NIMO能有这样优越的光学性能,核心源自其搭载的尼卡光学星芒』光波导镜片星芒』波导重量仅3.1±0.2g、厚度0.6±0.03mm,透>95%,漏光比<1:140,光效更是达到1400nits/lm的超高水准AI眼镜的光学体验推向新高度

 

 

事实上并非尼卡光学首次因AI眼镜产品的出色表现而进入公众视野——去年9月,定价仅999元、引发行业热议的形意智能AI眼镜,其光学方案同样出自尼卡光学。

在行业仍受困于重量、镜片通透度、光栅不隐形、漏光、彩虹纹多重技术瓶颈的背景下,NIMO在外观与性能上的双重突破,激起了行业的好奇心,这究竟是如何做到的?

答案藏在尼卡光学对体全息光波导技术的深度研发与量产落地中。为此,尼卡光学创始人杜有成特为大家拆解NIMO高性能背后的光学技术密码,以及尼卡光学在二维光栅体全息领域的开创性探索

01
把AR眼镜做到轻薄

核心在材料与设计的取舍

AR眼镜想走进日常,第一步就得甩掉厚重感,尼卡光学把波导重量压到3.1g左右,远低于行业4~8g的平均水平,靠的不是单一技术,而是材料选择与光学设计的系统优化

一般情况下,玻璃基材和盖板常用0.4mm/0.2mm+0.2mm尼卡光学现在所选玻璃板基板比这更轻薄,关键我们的基板还可以做更薄。据杜有成分享,市面上有用1.8折射率,尼卡光学用1.6折射率较多,1.6密度会小一些,而且重量上的优势会很明显,但是对光学设计要求会更多。

针对用户感知最直接的彩虹纹、漏光问题,尼卡光学同样以光学设计为核心手段加以解决。我们目前解决彩虹纹的方案,还是过比较复杂的光学设计,光学设计的难度增加了。我们现在的设计,人眼 55 °视角范围内是没有彩虹纹的,55 °以外才会有也就是特别偏的角度才看得到。

杜有成介绍尼卡光学在设计上设定了明确的要求:一般人眼比较敏感的是正中心以及侧面,尤其是倾面小角度的彩虹纹。所以我们在这方面提了设计要求:中心视野和侧面30度范围内,不能有彩虹纹

除去解决令人困扰的彩虹纹,尼卡光学团队能将漏光比控制在<1:140,基本上杜绝了漏光。

漏光之所以备受重视,在于它很大程度上影响了AR眼镜外观的隐形——使用显示功能时眼镜明显泛绿光,仅网上关于AR眼镜漏光的视频便劝退了大批潜在用户,因此尼卡光学对漏光的严格控制对AR眼镜向C端普及有重要意义。

尼卡光学之所以能将漏光比控制在1:140的范围,突破主要来自两方面一方面是全新的布拉格光栅技术,它本身就有特定的方向选择性,光栅本身向外侧的衍射就很少;另外一个,就是我们在这个基础上,还通过光栅的设计,哪怕有一些往外的漏光,也把漏光率进一步压低

同时杜成也直言:当然,绝对的不漏光在光学原理上是做不到的,做不到100分,我们可以把漏光率从60分的水平做到99分。

02
如何做到光栅隐形,镜片透光度超95%?

想要接近普通镜片,轻薄还不够,光栅须具备良好的视觉隐蔽性,镜片通透度更需向常规镜片看齐。市面上已售带显示的AI眼镜,被用户诟病较多的问题之一正是光栅不隐形,有违和感,同时光栅区发黄,通透度不够,引发视觉疲劳等问题。

NIMO所呈现的镜片效果则截然不同,几乎与普通镜片无异,究其背后原因,既得益于体全息光栅本身的技术原理优势与增透膜的辅助,更关键的是尼卡光学在新一代光栅曝光工艺与体全息材料核心参数上的技术突破

杜有成介绍:一方面是全新的布拉格光栅本身它的透过率就高,这种光栅对于光有特定的选色效应,所以它整体的透光率就很高,我们在正常的情况下做出来的透光率,本身就能做到90%92%的水平。

另一方面,市场对穿戴设备的透光性要求变高,大家都需要增透膜,那么我们的产品也镀了增透膜,我们光栅区域光率能够达到98%光栅区域的话,因为本身的透光性就高,再加上镀了膜之后,它的透光率能够做到95%以上,所以就是光栅区域和非光栅区域的透光率就同时提升了

不仅是体全息光栅本身技术原理上的先天优势与增透膜的作用,尼卡光学还采用了新的光栅曝光技术,以及材料技术对体全息材料衍射效果核心参数的提升。

我们在这个里面用了一个叫作渐变式光栅曝光技术,整个在曝光的时候,做了渐变式的曝光,并且做了接近20个的光栅分区,所以它的渐变性做得非常好光栅隐蔽性就变得特别好。

还有一点,我们选择了一个0.03CC这样的一个光机,它整体的亮度没有那么高,所以尼卡这边要把整个光波导的光效做的很高,我们现在把整体的光效做到了1400nits/lm,这是一个特别核心的参数。底层的原因是我们把这个体全息材料的折射率调制度这个核心参数提升上来了,这个是对于体全息的材料最核心的一个光学参数,所以底层的还是我们的材料技术。

无论是镜片在轻薄、通透、光栅隐形方面的观感优化,还是对彩虹纹、漏光等显示问题的有效控制,都体现出尼卡光学在技术路径上的持续迭代与系统整合能力。

03
全球首家消费级二维光栅体全息量产装机:从0到1的技术里程碑

NIMO的高性能,本质是尼卡光学在二维光栅体全息技术上的开创性突破——尼卡光学不仅是全球首家实现消费级二维光栅体全息光波导规模化量产的厂商,更通过工艺、材料的双重创新,让这项技术成为AR眼镜外观与性能升级的核心支撑。

相较于传统一维光栅,二维光栅的核心优势在于布局灵活度与外观美观度。杜有成解释道,二维光栅将耦出光栅与转折光栅集成在一个区域,省去了单独的转折光栅,不仅让镜片看起来更干净,透光率更高,更重要的是在有限的镜片空间内,光栅耦出区域的布置更自由,上下左右都能灵活设计,人眼位置的匹配调整也更方便。

而尼卡光学让这项技术真正实现了消费级量产。

量产的背后,是尼卡光学在加工工艺与材料研发上的突破式创新研发了“风车光路”。传统一维光栅仅需两光曝光,而尼卡光学为二维光栅研发“风车光路”,采用光曝光技术,一次性解决了二维光栅的加工难题风车光路的稳定性、角度控制精度要求极高,尼卡已经取得关键突破。

工艺的创新必然要求材料的匹配,杜有成表示,风车光路对材料的感光敏感性、感光特性提出了全新要求,行业都在做两光曝光,材料也匹配两光开发,我们需要重新开发材料体系,匹配六光的曝光需求。而尼卡光学的核心竞争力,正是材料开发、供应链开发与曝光加工的一体化体系,三者互相匹配调整,才让二维光栅体全息的量产成为可能。

轻薄、透明这些都是体验上的改善,而二维光栅体全息的消费级量产,是行业开端性的突破,也是AR眼镜行业爆发的关键点。这一开创性技术的量产装机,尼卡光学目前是全球独一家

04
2周交付样品,3周导入生产

快速响应客户

技术的突破最终要落地到量产,而尼卡光学不仅实现了技术的量产,更凭借产能布局与标准化服务,成为AR整机厂商的核心合作伙伴——这也是比特幻境NIMO能够快速推出并实现高性能的重要保障。

产能上,尼卡光学已迎来订单爆发,为匹配市场需求,尼卡光学的天津百万片级生产线将于今年六月份正式投产,规模化量产将进一步降低成本,推动AR眼镜的C端普及。

面对纷至沓来的订单尼卡光学早已做好充分的准备。尼卡光学的定制化开发能力与标准化工艺,足以快速响应客户需求,高效完成样品交付与产线导入,同时尼卡光学还提供从AA调试、结构匹配到整机生产的全流程技术支持,以专业高效的客户服务助力客户产品快速量产正在成为AR光学领域的量产加速器。

而在客户服务上,尼卡光学通过前期与合作方的磨合,完成了定制化开发与生产工艺导入的标准化梳理,实现了行业领先的快速响应客户和我们合作,两周就能交付样品,三周就能导入生产线开始生产,效率非常高。这一效率的背后,是尼卡光学Mask曝光的研发应用可以快速完成定制化开发。

更重要的是,尼卡光学还为客户提供全流程的产线技术支持杜有成表示,AR眼镜生产中的AA调试、结构件匹配是行业普遍的痛点,误差问题频发,我们的工程师会直接到客户的生产线上,协助做AA调试、结构件匹配,指导公差分析和光波导片调试,从光学核心到整机生产,全流程支持。

也正是凭借这套专业的配套服务,尼卡光学能在一年内同时服务形意智能、比特幻境两家客户,助力其产品快速量产并走入市场,这也充分印证了尼卡光学具备规模化高效服务更多客户的实力。

从二维光栅体全息的开创性量产,到轻薄、无彩虹纹、高透光的极致体验,再到百万片产能与标准化服务的双重保障,尼卡光学用技术与实力,为AR眼镜的C端落地打造了核心光学底座。

而随着天津百万片生产线的投产,以及更多整机厂商的合作落地,尼卡光学正推动体全息光波导技术成为AR眼镜的主流选择,也让AR眼镜真正走向像普通眼镜一样的日常佩戴时代。

来源:尼卡光学

艾邦建有AR/VR产业链微信群,目前有HTC、PICO、OPPO、亮亮视野、光粒科技、影创、创维、佳视、歌尔、立讯精密、多哚(纳立多)、欣旺达、耐德佳,联创电子、至格科技、灵犀微光、舜宇光学、广景视睿、珑璟光电、京东方、海信视像、科煦智能、阿科玛、金发科技、思立可、新安天玉、四方超轻、大族激光、发那科、承熹机电等加入,也欢迎大家长按下方图片识别二维码加入微信群:
资料下载:
欢迎您点击此处加入AR/VR通讯录,目前已经有3000多人加入,如歌尔、HTC、OPPO、创维、PICO、字节跳动、黑鲨、联想、耐德佳、灵犀微光、立讯、领益智造、欧菲光、华勤、闻泰、立讯、珑璟光电、舜宇、深圳虚拟现实等,点击下方关键词可以筛选

作者 sun, keting