①研究人員摒棄了傳統(tǒng)的背光系統(tǒng),采用數(shù)字全息和環(huán)境光干涉技術(shù),通過特定的光學(xué)設(shè)計和基于深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),顯著提升了戶外顯示效果; ②AR眼鏡的大概外觀為一副普通眼鏡,重量大概和Meta Ray-Ban相當(dāng),鏡片為全透明,并支持雙目顯示,眼鏡左右上方各一顆攝像頭。
《科創(chuàng)板日報》1月6日訊(編輯 宋子喬) 日前,英偉達(dá)在美國專利及商標(biāo)局官網(wǎng)公開了一項名為“無背光增強(qiáng)現(xiàn)實數(shù)字全息技術(shù)”的AR眼鏡專利(專利號US20250004275A1)。
這項專利于2024年6月14日提交,并在2025年1月2日正式公開。專利發(fā)明人包括Jonghyun Kim、Ward Lopes和David Luebke等業(yè)界專家。
如何讓AR設(shè)備更輕便、顯示效果更好,一直是AR眼鏡研發(fā)商的研究重點。英偉達(dá)的新專利正是為了解決這一痛點。
英偉達(dá)相關(guān)論文表示,傳統(tǒng)的AR顯示方案通常使用沉重的折疊光學(xué)器件,讓AR眼鏡為代表的AR設(shè)備更加厚重,存在用戶體驗不佳(如面部光線阻擋和低對比度)等問題。
而英偉達(dá)研究人員摒棄了傳統(tǒng)的背光系統(tǒng),采用數(shù)字全息和環(huán)境光干涉技術(shù)(自干涉全息技術(shù)),通過特定的光學(xué)設(shè)計(阻擋入射光而不是從額外光源添加光)和基于深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),顯著提升了戶外顯示效果,實現(xiàn)了更為自然和清晰的虛擬圖像呈現(xiàn),有助于提升沉浸式體驗,同時降低AR設(shè)備的功耗和重量。
其中,自干涉全息技術(shù)是該專利的技術(shù)核心。該技術(shù)使用相位調(diào)節(jié)空間光調(diào)制器(SLM)與環(huán)境光產(chǎn)生破壞性干涉,無需額外光源即可實現(xiàn)選擇性遮蔽,AR設(shè)備降低功耗、重量的原理便在于此。即AR設(shè)備可以利用數(shù)字全息技術(shù)在不需要額外光源的情況下實現(xiàn)選擇性遮蔽,這種精確的選擇性可以顯著降低增強(qiáng)現(xiàn)實設(shè)備的功耗,從根本上解決了AR眼鏡在強(qiáng)光環(huán)境下顯示效果差的問題。
可以將這個系統(tǒng)想象成能夠選擇性調(diào)暗特定視野區(qū)域的自適應(yīng)變色鏡片。與傳統(tǒng)太陽鏡整體調(diào)暗不同,該系統(tǒng)只在需要顯示AR內(nèi)容的區(qū)域創(chuàng)建精確的暗區(qū)。這種選擇性調(diào)暗方法不僅節(jié)省電力,還能在其他區(qū)域保持自然視覺。
專利還顯示,AR眼鏡的大概外觀為一副普通眼鏡,重量大概和Meta Ray-Ban相當(dāng),鏡片為全透明,并支持雙目顯示,眼鏡左右上方各一顆攝像頭。
總的來說,數(shù)字全息和環(huán)境光干涉技術(shù)有望為AR眼鏡帶來多項實質(zhì)性改進(jìn):
顯著降低功耗:無需背光源,大幅減少能耗;
更輕薄的設(shè)計:簡化光學(xué)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)更符合日常佩戴的輕薄外形;
優(yōu)異的戶外表現(xiàn):在強(qiáng)光環(huán)境下依然保持清晰的AR顯示效果;
增強(qiáng)用戶體驗:非AR區(qū)域保持完全透明,提升佩戴舒適度。
這并非英偉達(dá)首次透露該技術(shù)。英偉達(dá)在2024年6月披露了與斯坦福大學(xué)合作的成果,利用AI驅(qū)動的全息算法來優(yōu)化全息AR眼鏡的顯示效果。新的顯示元件——空間光調(diào)制器(SLM)不是操縱光的強(qiáng)度,而是操縱光的相位,從而能夠在SLM的前面或后面重建3D全息圖像。利用這一原理,團(tuán)隊推出了厚度僅為2.5毫米的全息眼鏡,利用波導(dǎo)、全息近眼顯示器和幾何相位透鏡,制造出厚度極小的全息AR眼鏡。
AR眼鏡被視作消費電子圈的下一個重磅產(chǎn)品,但短期出貨量仍然較低,英偉達(dá)目前尚未推出具體的產(chǎn)品,主要還是處于技術(shù)研發(fā)和專利申請階段。
眼下,CES 2025將于1月7日至10日舉行,包括索尼、雷鳥創(chuàng)新、大朋VR等企業(yè)已開始預(yù)熱AI眼鏡相關(guān)新品。業(yè)內(nèi)猜測2025年或成AI眼鏡元年。中信證券研報指出,目前AI眼鏡板塊仍處于主題投資階段,若后續(xù)重要廠商的重點產(chǎn)品出現(xiàn)爆款,則有望驅(qū)動主題投資轉(zhuǎn)向基本面投資。