光波導AR專用玻璃晶圓，讓FOV擴大兩倍

AR硬件的迭代更新，受限于產業鏈的各個環節，芯片、圖形處理、屏幕、材質……只有鏈條中的各個角色在各自的領域不斷升級，才能讓產品一代比一代強。在這其中，可能讓很多人覺得意外的是，通過原材料玻璃的革新竟能讓AR眼鏡突破技術瓶頸。

來自德國的肖特（SCHOTT）就是這樣一家公司，其在特種玻璃領域耕耘了130多年，產品覆蓋了從日常生活家電到通訊、交通、科研等各種精密儀器設備，年銷售額達到20.5億歐元（約155億元人民幣）。如今，在AR大潮下，其針對光波導AR眼鏡研發的玻璃晶圓，竟能讓原本局限在30多度的FOV擴大兩倍甚至更高。

光波導AR專用玻璃晶圓，讓FOV擴大兩倍

起初陀螺君覺得非常好奇，一家研發玻璃的公司和AR會有多大的關系？

AR眼鏡的光學方案主要分為自由曲面、棱鏡、離軸光學、光波導等，每一種光學都離不開反射、穿透（折射），所以需要用到晶體來進行作用，而這些晶體的材質又分為玻璃和樹脂。

經過了解，現今市場上的AR眼鏡的原材料多使用樹脂，原因是其可以一次性注塑成型、成本低、重量輕、可量產，而玻璃材質，由于不能注塑，只能切割，量產、重量、成本都成為廠商考慮的主要因素，所以玻璃材質基本主要使用在一些光波導方案的AR眼鏡中。

但是玻璃材質相比樹脂，一方面是抗老化，另一方面，其平整度、光學鍍膜的效果都會好很多。而衡量一款光波導晶圓的標準可以從幾個角度來看：

1、玻璃同質性/內層透光率，其直接決定圖像的明亮程度和光澤；

2、總厚度公差，其決定圖像呈現的形變；

3、彎折，也是決定圖像形變的主要因素；

4、表面平整度，這一要素決定了圖像的對比度和清晰度。

此外，還有一個非常重要的參數——折射率，這一參數決定了光波導AR眼鏡的FOV，所以折射率越高，其FOV就能做得越大。

光波導原理：

肖特此次發布的玻璃晶圓SCHOTT RealView就針對這些方面做了很大的改進。

而在折射率方面，市場上大多數的光波導折射率在1.5-1.7之間，據稱RealView的折射率最高可以做到2.0，也就是說，能夠將原來只有30多度的FOV擴大2倍。

不過，折射率越大會帶來另一個問題——色散。對于這個問題，肖特的處理方式是，使用3層玻璃構成的晶圓，將紅綠藍三種光譜分別處理，加兩個耦合器，這樣光線通過這兩個設備以理想化的形式導入到人眼。

此外，重量和成本也是玻璃材質最大的兩個問題。成本方面，據稱一款AR眼鏡中，成本從高到低分別是處理器＞玻璃＞屏幕，玻璃的成本僅次于處理器。據肖特公司副總裁&增強現實全球業務總監Dr. Ruediger Sprengard博士稱，成本與數量相關，量越大成本越低，目標是在2020年將AR整機的成本降至500美元，其認為，這樣的價格區間才是消費者真正能夠接受的范圍。

據稱，目前肖特的RealView晶圓已經在與國內的相關AR眼鏡廠商進行合作，年內將會有相關的AR產品推出。

130年多的技術沉淀，AR——下一個里程碑

光波導的FOV問題一直是困擾所有廠商的一大問題，所以直到現在，最大的光波導方案的FOV也不過40度左右，能達到60度以上將會讓AR眼鏡的體驗有非常大的提升。

據稱，肖特為了研發RealView晶圓花了整整3年時間。

提到肖特，可能很多人對這家公司并沒有太多的認識。這家成立于1884年的德國企業，在特種玻璃的研發與制造上深耕了130多年。2002年其正式進入中國市場，主要業務領域包括觸摸屏蓋板玻璃、電子、光學、醫藥/醫療、家用電器、能源、交通和建筑，現在已經有120多種玻璃實現了量產。其生產的用于玻璃灶具的賽蘭面板銷量超過1.3億片，每年生產的光纖長度超過70億千米。肖特在全球35個國家地區擁有據點，員工數量超過15100名。

這樣一家擁有130多年歷史，年收入150多億的公司，為什么要投入如此大的精力來專門針對AR開發玻璃？

在其發布會的主題上，我們可以找到這個問題的答案——

“發現全新現實，下一個里程碑是什么？”

原來這家玻璃公司，已經將AR作為其下一個里程碑。在其看來，AR未來一定會成為生活中不可或缺的技術。

“Glass made of ideas”，這是肖特的Slogan，AR為其帶來了更多的想象空間和可能性。在其展示的兩個工作和學習的場景中，我們看到了肖特眼中AR的未來形態。

此外，其還在會上用一組IDC的數據對AR市場的潛力進行了闡述。根據數據顯示，2017年AR眼鏡全球的銷量為30萬臺，預測2020年將達到220萬臺，2025年將超過5000萬臺?！半m然現在還是小眾市場，但在工業4.0概念后，德國、歐洲很多國家都已經開始采用AR設備，將其應用到工業生產中，我們相信到2025年，AR能普及到很多人的日常生活中，就像蘋果手表的普及一樣?！?/p>

“所以我們的目標和追求是要把設備變得輕量級，做到跟普通眼鏡一樣，而這需要在光學技術和玻璃本身上面突破才能達到這樣的效果?！边@是肖特研發RealView晶圓的初衷。

中國AR市場潛力巨大，中國公司低估了自己的實力

雖然肖特很早就已經進入中國，但AR相關產品還是第一次在國內展示，在會上，其多次提到希望能和國內的AR公司開放合作。在肖特CEO Dr. Frank Heinricht博士看來，在AR上中國的技術并不比以色列或者美國差，而且中國在接受程度和應用方面相比這些地方更高，而且供應鏈上也擁有非常強的優勢。

“我們認為中國公司低估了自己的實力，中國的AR市場有很大潛力?！?/p>

肖特CEO Dr. Frank Heinricht博士

而為了能夠提高量產能力，肖特與浙江水晶光電及其子公司浙江臺佳電子信息科技有限公司創辦了合資企業，其位于浙江臺州的工廠負責RealView?的晶圓制造和光學鍍膜，并提供一站式AR光學解決方案，從玻璃生產、晶片加工、鍍膜到測量/質檢的整體流程把控。

水晶光電是消費電子產品光學元件的制造商，在玻璃加工和光學涂料領域擁有豐富的專業知識以及大規模生產設施。據悉，肖特和水晶光電擁有長達15年的伙伴關系，雙方彼此充分信任并曾開展合作研發，為SCHOTT RealView?光學晶圓的產出打下了關鍵基礎。

說在最后……

XR專用處理器、VR/AR專用屏幕、AR專用玻璃……雖然VR/AR市場現在看起來比較冷靜，但是從技術底層到原材料，各個領域都在為了提升體驗而不斷投入研發，我們需要的只是時間而已，時間會證明一切。