深度：2023年，光波导AR眼镜混战开启

落小森

iOS和iPhone未诞生前，先行者做出webOS和Palm ，历史也会牢牢铭记。
01 Nreal徐驰和雷鸟创新李宏伟

AR领域有个颇为有趣的现象，新锐创业公司比传统巨头，更加敢于尝试消费级的AR眼镜，创业公司充满乐观，巨头的基调依然悲观。


Nreal创始人徐驰在接受极客公园采访时，给出了他的理由。
“VR 就是用一个设备，把真实环境完全屏蔽掉，创建一个虚拟的环境。比如我戴上 VR 眼镜，就来到了 NBA 现场，看到詹姆斯在我面前扣篮。这个体验很沉浸，但我没办法拿到桌上的啤酒来喝，因为跟真实的世界隔离了，连身边女朋友也看不到。如果是 AR 或者 MR 的话，好处就是既能看到女朋友，也能喝啤酒吃爆米花。AR 和 MR 是在真实的世界加了些东西，有种让人更强大的感觉。”
“我们为什么要戴近视眼镜，主要是为了看清现实世界。未来，戴眼镜主要是为了看清数字世界。”
“现在 AR 设备不像功能单一的产品，买回家就能用，它是需要内容和生态来配合的。这就很像当年 iPhone 和 iPad 起来的时候。”
“同时硬件创业需要你时刻关注供应链的实际情况，评估还有多少年能达到理想情况，根据这个来布局。还不能等产业链完全成熟了，完全成熟就是巨头的游戏了，没你的份了。但要是判断错了，进入早了，就成「前浪」了。”
“没有想象不行，没有「真实」也不行，硬件创业确实是戴着镣铐跳舞。”
“我们现在看到的还是分体机，需要接手机使用。还有之前很多运算会放在终端，也就是眼镜上，但未来渲染、计算都会放在云端，给终端释放空间。技术是在不断发展的，大家不要用现在的技术的发展水平来看未来的设备。”
「我做一个大胆的预测，未来 5 年以内，50g 以内的一体机将会出现。」
2023年1月5日，雷鸟创新对外宣称做出了第一款「消费级真AR眼镜」雷鸟X2，按CEO李宏伟的讲述，
“真正的消费级AR眼镜，应该同时具备轻量体积、自然显示、全天候场景、虚实融合这四大特性”
“以往我们看到应用在工业级的Hololens和Magic Leap 非常强大，但是做不到轻量体积，这要求从光学元件到感知计算单元要做到极小型、高度精密、超低功耗。消费级AR基本就卡在这里。”
“随着SLAM算法一代代迭代，视觉SLAM和LiDAR SLAM往前推进，精度更高的基于dToF的（激光）3D结构光的模组小型化落地，虚实融合功能在理论上已经不是特别大的障碍。高通打造XR专属的算力芯片，摩尔定律依然在起作用，传感和计算模组正快速接近消费级的临界点。”
“AR眼镜的光学显示的小型化、低功耗，实现自然显示的效果，现在是最大的障碍。谁能有所突破，消费级AR眼镜的原型鼻祖，某种意义上第一代iPhone就真正诞生了。”

02 一众创业公司打头，Apple、Meta、字节的AR眼镜2023年也将面世

Nreal、雷鸟创新、Rokid、INMO 已经入局，吴德周的致敬未知、罗永浩的细红线刚刚加入，OPPO、小米迭代了几部轻量级的光波导眼镜。另据多方可靠信源，Meta 元宇宙部门裁员却加大了AR投入，字节的AR眼镜也在秘密打造中，但在Apple没有拿出打磨数年作品之前，谁也不知道消费级AR眼镜，「标准形态」将如何呈现。


更有传言，Apple今年停掉了AirPods、iPad、Apple Watch多条产品线的更新，AR眼镜的产品优先级将是「前所未有」，2023年的上半年还是下半年，我们可能迎来下一代消费电子的降临。
Apple进展到哪里，暂属未知，现有爆料它是一款可以在AR和VR中切换，外观类似滑雪镜形态的眼镜。另据来自供应链的消息也佐证了传言，Apple采购了一批索尼的硅基OLED微显屏，做出的是一款以VST来实现AR功能的VR眼镜。
Apple眼镜的差异点可能在多种传感器的整合，外观工业设计，从硬件综合体验到开发者生态，并非硬件上单点发力，而是惯用的垂直整合来开天辟地。如果是VST，不做高透光镜片上叠加虚拟影像而是依靠摄像头「透视」的伪AR，那真让所有人大失所望。

而现有的AR眼镜方案，无论是工业级AR眼镜还是消费级AR眼镜，硬件差异基本可以归结为：微显光引擎模组、光学显示模组、感知&计算模组三大部分，以及各方案组合的量产成本、量产可行性和良率。
微显光引擎，如果简单等同于采用哪种屏幕光源，主流方案有LBS（Laser Beam Scanning 激光束扫描）、LCoS（硅基液晶）、硅基Micro OLED、硅基Micro LED，每个方案落地有很多细节差异。
四种光引擎方案中，2019年发布的微软Hololens 2是LBS的典型代表，另一个是巨兽Magic Leap ，来自著名光学专家Karl Guttag的说法，

在探索LBS显示方案初期，Magic Leap曾尝试光纤扫描显示方案（FSD），即利用摆动的光纤来进行扫描。Magic Leap希望利用FSD来实现5-6个焦点平面，但在实际研究中发现，这项技术由于结构复杂、准确率低、成本高等问题，效果并不够理想。Magic Leap一代也尝试过Micro LED，但那时候的Micro LED就更早期了。

死磕了数年后，ML最终放弃了号称能吊打友商的光纤扫描显示（Fiber Scanning Display, FSD），在Magic Leap 1、2上都选择了LCoS。


徐驰曾描绘面试Magic Leap过程神秘又有冲击性，这家公司充满了科学家（Rocket Scientist） 、魔术师（Wizard）、艺术家（Artist），想象力主导氛围下，接触了很多前沿技术。资本当时闷不吭声给够钱的原因，就是Magic Leap在FSD上独步天下，在十分简陋的AR光学显示蛮荒时代，惊艳至极。
微软这边，Hololens 从一代的LCoS转到二代的LBS，另据来自供应链的可靠消息，三代的Hololens不仅没取消又转回了LCoS。Magic Leap和Hololens 互望了一眼，都曾在LBS倾注巨大心血，最后又殊途同归。这中间定是在LBS上经历了巨大的痛苦和折磨。
如果微软和ML给出了一致答案，那基本可以盖棺定论，LCoS是现阶段头盔形态的AR光引擎最佳选择。
那微软和ML写好的作业可以抄吗？工业级AR眼镜跟消费级AR眼镜有着本质的不同。工业级的AR头盔，为了实现高分辨率、优秀色彩显示、水平和垂直方向大FOV、更干净的画面、快速眼球追踪的画面渲染，在光引擎上牺牲了体积和功耗，头盔形态不可避免。而让普通消费者绑着个只能续航1-2个小时的头盔上街，天方夜谭。
那就剩硅基Micro OLED和硅基Micro LED。注意，这两种屏都是在「生长良好」的晶圆上切割出来的，强调硅基二字，是因为它们类似芯片有超小的面积和超高的集成度，而非手表、手机、平板、PC上用的TFT、IGZO或者LTPS玻璃基板，大尺寸、相对低密度的发光元件集成。
索尼、视涯是目前量产硅基Micro OLED屏幕的唯二选择。JBD是量产硅基Micro LED目前的唯一选择，但还有两个隐藏的大BOSS，三安光电和华星光电，这两家掌握着Micro LED最关键的技术和工艺，他们是否发力，是否投资建厂建专门的产线，看的是市场需求。同理还有三星和LG，它们在硅基Micro OLED和硅基Micro LED上基本不存在技术障碍，做不做看的是市场情况。


现在被资本热捧的JBD，传言估值100亿，风光无限。在如此重要的关键技术上，巨头一定会有所动作，暗暗蓄力下行业正在涌动。
微软和ML都选择了LCoS作为头盔形态的工业级AR的光引擎 ，硅基Micro OLED和硅基Micro LED是未来消费级AR眼镜的「标配」，同样可以盖棺定论。硅基Micro OLED在目前只有20%透光的墨镜方案BirdBath伪AR眼镜上大规模应用，而硅基Micro LED，才是消费级AR眼镜光引擎的皇冠。它最好的色彩饱和度、数量级的亮度优势、更低的功耗最高的发光效率、理论上更精简的产品层次，现阶段的障碍在于红光LED的亮度、发光能量方向集约、单面板RGB三色子像素集成和提升分辨率。
AR光学显示方面，自由曲面和BirdBath不提了，业界已经看到了它注定被淘汰的未来。阵列光波导的光效率目前是高于衍射光波导，但业界基本断定阵列的量产良率和成本难以下降，问题几乎无法解决。无论Apple、微软、Magic Leap或者谷歌，都不约而同选择了发展衍射光波导。
硅基Micro LED+衍射光波导，行业应该没有人反对它是消费级AR眼镜理论上最有希望最理想的方案。
另外插一句，在AR的光引擎微显屏上，中国厂商不必妄自菲薄，多年基础技术积累，手握硅基Micro LED利器，未来微软、Apple、Magic Leap 可能会反过来被中国厂商卡脖子。次一点的硅基OLED，视涯的显示效果现阶段比索尼更好，如果解决了半导体工艺和量产良率的问题，耗电更少、发热更小、OLED的寿命提升到跟索尼一个水平，Apple的订单会雪花般飞来，甚至大大高于索尼。

03 2023年，将是光波导AR眼镜的混战之年

2022年年底INMO发布了令人印象「有点深刻」的inmo air 2，硅基Micro OLED+阵列光波导的组合，真心「颇具创意」。在小米、OPPO、李未可都做的是单绿色Micro LED+衍射光波导的情况下，INMO这家公司选择了亮度稍低的硅基MOLED+光效更高的阵列光波导，实现了全彩显示、入眼亮度尚可、高透光、轻量SLAM的消费级AR眼镜。


INMO没有选择硅基Micro LED的原因，大概率是做不出全彩Micro LED光引擎，在JBD目前还无法量产高亮度的单面板全彩Micro  LED微显屏情况下，只能退而求其次，选择了成熟的全彩显示的硅基Micro OLED，而为了解决OLED亮度不够的问题，又选择了几乎没人用但光效更高的阵列光波导。
VR陀螺的专访说JBD2023年一季度就可以量产单面板全彩Micro LED微显屏，在咨询了行业资深人士后得到的回复是，「呵呵」，最少等两三年吧。
INMO拿不到葵花宝典的情况下，先练习七十二路辟邪剑法，也可以威震天下。
2023年1月，雷鸟创新在CES拿出了体积只有0.7cc的Micro LED全彩光引擎的雷鸟X2，两层衍射光波导入眼亮度1000nits，还用了高通XR2芯片。懂行的知道这意味着什么，我们可以拭目以待，2023年能否有第二家消费级AR厂商做出来。


千万别小瞧了这名气不大的雷鸟创新，这家公司本质上就是TCL的创新实验室。TCL在显示技术上的熟悉度、创新技术积累，特别是华星光电在Micro LED上的技术进展，全球没有人敢小视。
Nreal、Rokid、INMO、OPPO、小米，它们的AR光学研发团队想必有了危机感。2023年的雷鸟X2量产上市后，同为信息提示和轻量SLAM，单绿色的Micro LED光波导眼镜会很快落伍，OPPO树脂的衍射光波导镜片也并非真正的差异化，树脂材质折射率低注定了显示效果有本质差别。


2022年BirdBath的伪AR眼镜已经基本没有门槛，除了Nreal和雷鸟两家全自研光引擎、Nreal自建光引擎组件工厂，其他不是用惠牛就是视涯的现成光机模组。深度自研的好处就是能把MTF、FOV、Eyebox同时做好，公版的光机效果好不好，BirdBath方案的AR眼镜销量在京东和天猫是公开的，看看各榜单AR眼镜的前两名即有答案。
这戴在眼睛上的玩意，没有光学显示技术的积累，真的没法长期用。
2023年BirdBath的AR眼镜因为供应链彻底成熟，应该还会出来一批品牌，光波导AR眼镜，因为JBD和几家衍射波导厂商，整机难度也大幅度降低。如果做眼镜形态的消费级AR，而非头盔式的，全彩Micro LED显示、分辨率和FOV、衍射光波导亮度、SLAM和虚实融合功能，将是四个最大评判标准。
2023年，消费级AR眼镜硬件初步ready，真的要起风了！