轻量化,一直是AR眼镜追求的方向之一。目前,高分辨率、高亮度的MicroLED等微型显示模组(光源)的大小已经可以缩减到毫米级别,但缩小光学透镜的体积一直是一大难题,而这也是让AR眼镜向“普通眼镜形态”转变的关键因素。
近期,前哈佛博士后研究员RezaKhorasaninejad在Ted演讲中,分享了一种薄如发丝的微型透镜的相关研究,为未来的轻量化AR眼镜形态开启了更多可能。据悉,Reza所阐释的透镜工艺名为Metasurface,而用这种工艺生产的微型透镜被称为Metalens。
据了解,在进入BRELYON之前,Reza曾在MagicLeap担任两年多时间的高级光学工程师,于去年8月才离职。而他对于Metalens的研究从2014年左右就开始了,并且6年来不断积累相关论文和专利,技术开始越发成熟,在Ted演讲上他甚至还展示了Metalens的原型样板。
据悉,Metasurface由多个高透明度二氧化钛纳米柱(Metalens)排列组成,这些不同图案的纳米柱阵列可将不同颜色的光聚焦在同一点上。通常为了避免不同颜色光线的波长差异引起的色差,会叠加不同厚度的透镜,造成光学元件体积增大。
相比之下,Metalens的特点是可以实现超薄平面外观,集成在普通眼镜片上肉眼难以察觉,同时也可以像传统AR光学元件那样控制光线。此外,Metalens用现有的工艺技术就能制作,产能效率足够高。
总结来讲,优势如下:
- 1,折射率足够高(可达2.4),甚至可以控制光线的基本属性,比如限制光线、光线两极化和阶段、振幅;
- 2,支持多层叠加;
- 3,可以克服衍射光波导难以解决的畸变问题;
- 4,厚度仅600纳米(普通透镜厚度的1/5000),便可将光线波长降低一半(约0.5微米),可与普通眼镜片集成;
- 5,成本更低,聚焦效果更好,焦距更长。
目前,Metalens已经可以聚焦整个光谱,支持多色彩显示(包括白色),达到普通透镜的效果。未来,会与LCD光源集成,制成完整的光学模组。