FBEC2021 | JBD首席运营官 徐慧文:光机尺寸达到1CC,才能让眼镜变成接近正常眼镜的形态

arinchina 2021年12月13日12:10:16
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2021年12月10日,由广东省游戏产业协会、广东省虚拟现实产业技术创新联盟、深圳市科学技术协会、深圳市互联网文化市场协会指导,陀螺科技主办,深圳市科技开发交流中心、恒悦创客魔方协办,行业头部媒体游戏陀螺、VR陀螺、陀螺电竞、陀螺财经、陀螺传媒联合主办的2021未来商业生态链接大会暨第六届金陀螺奖颁奖典礼(简称“FBEC2021”)在深圳大中华喜来登酒店6楼宴会厅盛大开幕!

 

在中国力量·2021 5G XR产业峰会现场, JBD首席运营官 徐慧文:以“迈向消费级AR,1CC级MicroLED全彩微显示产品”为主题发表了演讲。

 

FBEC2021 | JBD首席运营官 徐慧文:光机尺寸达到1CC,才能让眼镜变成接近正常眼镜的形态

 

以下为演讲实录:

 

我是徐慧文,来自JBD,今天非常荣幸在这里能跟大家分享一下JBD的故事,今天的主题是“迈向消费级AR,1CC级MicroLED全彩微显示产品”。

 

这个标题里面有一个1CC,1CC就是一个立方厘米,是一个体积的概念.体积是我们今天特别强调的一个概念。为什么呢?因为我们认为体积是AR眼镜进入轻量化,进入消费级的一个关键因素

 

这一页展示了一些产品,这些产品是从2015年到2019年间,发布的两款AR产品,分别是微软HoloLens和Magicleap的Magicleap One,这两款产品给大家带来了非常大的关于AR的想象空间。而在今天,我们已经步入了元宇宙的元年,作为进入元宇宙的一个重要入口,大家一定希望AR眼镜可以支持日常使用,是轻便化的形态。在这样的要求下,显然头盔式的结构是不能满足的。那么我们期待的眼镜长什么样子呢?一定是要“瘦身”,变成普通眼镜的形态+智能显示的功能。在2021年,有很多企业发布了他们的概念产品,1月Vuzix发布的AR眼镜产品,9月小米发布的探索版眼镜,雷鸟发布的彩色显示眼镜,Facebook和Rayban发布的智能眼镜产品,以及OPPO将在一个星期之后发布轻量型的眼镜。整个行业非常关注AR眼镜的轻量化,且往这个方向聚焦努力。

 

要实现AR眼镜的轻量化,最关键的是什么?我们借助小米发布的探索版形态来说明。如图,可见小米眼镜的设计是非常轻便的,非常接近正常眼镜的形态。在这个眼镜当中核心要解决什么样的问题,才能让眼镜具备这样的形态呢?

 

我们认为,是要解决眼镜显示的关键部件——“光引擎”的尺寸。

 

在过去的各代量产产品中,包括Hololens和Magicleap One,并没有把尺寸压到最小,所以头显的尺寸还是偏大。到底光机的尺寸要多小才能让眼镜变成接近于正常眼镜的形态呢?

 

我们认为是1CC,即一个立方厘米。当光引擎在1CC以下时,它能相对轻易地被隐藏到眼镜的镜腿里。

 

我们还提出另外一个概念,LM/CC。光引擎除了要足够小,它还要足够亮。这样眼镜才能胜任在不同的场景下工作,实现出色的显示效果。因此我们提出了一个概念叫“流明/CC”,也就是在一个单位体积下能够产生多少亮度,我们认为它是光引擎的核心指标。

 

1CC是什么概念?我们以一支普通的铅笔来描述。如图中所示,铅笔橡皮头大约是0.3CC,加上橡皮金属壳的部分则大约是1CC,而这一整支铅笔的体积共计约2.5CC。大家可以非常形象地去设想,如果有一个2.5CC的光引擎,把它放在眼镜的光引擎上,它一定是很粗、很臃肿的,这不是大家想要的。

 

事实比这个更加残酷,历史上几个主要的光引擎技术,包括TI代表的DLP技术,硅基显示LCOS技术,以及激光扫描LBS技术,在过往的AR眼镜当中,他们的体积是5CC甚至6CC。也就是刚才这根铅笔两倍的尺寸要放在你的眼镜之上,可以设想它的体积是非常庞大。

 

近两年的时间,很多企业花了非常多的功夫试图在这些技术上去压缩光引擎的尺寸,虽然取得了很多进步,但是仍然不能突破2个CC的关口。JBD花了两年的时间着力开发,于本月隆重推出了1CC级的多个光引擎产品。

 

左边这张图是JBD首发的1CC光引擎产品,用了AM-MicroLED的技术,可以把光引擎的尺寸做到足够小。我们发布的产品是两种,1.3CC的全彩光引擎和0.3CC的单色光引擎。

 

这是0.3CC单色光引擎的形态,今天我把这个光引擎拿到现场做展示。我手指上的这个就是。这个引擎只有黄豆粒大小,大家可以看到,它可以轻松地放在镜腿里并被隐藏。这个光机虽然非常小,但是小身材有大能量,可以输出充足的亮度,让我们在户内、户外都可以使用。

 

除此之外,这款小体积的光引擎在工作时典型的功耗只有100mW,轻便型眼镜用上它也可以轻松连续使用6个小时。“轻小、高亮、低功耗”这些共同决定了这款引擎是信息提示应用的一个最佳选择。

 

这个引擎除了单色的应用之外,还可以通过组合引擎的方式实现彩色显示。大家可以看一段动画:将R、G、B三个光引擎分别对准光波导的三个耦入口,即可以利用光波导实现合色,产生彩色显示。0.3CC乘以3,仅仅用了0.9CC的光引擎体积即可以实现全彩的显示,这在当前所有引擎显示中是最小最亮的。

 

JBD还发布了另外一款彩色的光引擎,仅1.3CC。它直接可以投射出彩色的图象,这个引擎利用了R、G、B三个标准的0.13寸的面板结合光学合色棱镜实现。它在具有小体积的同时可以给我们提供5~6lm的亮度,搭配光学镜片所形成的轻量形眼镜可以支撑大多数场景的需求。

 

这里我们小结了目前主流的光引擎产品和JBD产品所处的位置:横坐标是体积,纵坐标是流明效率——单位体积可以产生多少流明。这有两条红线,1CC是AR进入消费级体积的门槛,5lm/cc则是流明效率的门槛。然而现在的各种技术目前皆不能满足需求。LCOS、DLP、LBS受限于体积,而microOLED和利用色转换的QDmicroLED则受限于亮度都不能进入该领域。当前仅有Micro-LED技术同时具备小尺寸和高亮度这两个特征,因此是轻量级AR的最佳选择。

 

虽然说JBD发布的这两款产品相对于竞品有非常出色的表现,但是这个技术仍然处于发展的初期,我们认为通过我们的努力和发展,JBD的这些关键指标每年可以实现翻倍。

 

那么大家可能会好奇,JBD用了一种什么特殊的技术来实现这些超小的光引擎呢?

 

我们把它命名叫做“混合集成电路技术”,说白了就是用集成电路的办法来做显示。我们的做法是将发光材料转到硅基之上形成混合集成晶圆,晶圆在加工的过程中通过标准的半导体的设备和半导体的工艺来进行加工,并且在每像素上实现晶圆级光学,来控制每个像素发光。 JBD多年的积累给了我们很多的关键能力,包括线宽,40-200nm的限宽让我们精细定义结构;我们掌握完整的硅基与三五族半导体集成的技术。我们多年的积累让我们具有突破LED的小尺寸效应,实现高光效的办法。因此JBD具备很多的世界纪录,包括我们有10000DPI的像素密度,在R、G、B不同的光色之上的发光效率,和亮度水平--400万尼特。

 

从2018年到2021年JBD陆陆续续推出了3款标准产品,分别是0.3寸和0.2寸和0.13寸。每款产品的推出都在颠覆行业,打破记录。2018年,0.31寸获得了SID的最佳原型奖,2020年推出的0.22寸是世界最小的1080P显示器,2021年大批量量产的0.13寸则是全球迄今最小的显示器,这一系列的产品应用会从眼镜不断拓展到3D打印、HUD、枪瞄等。JBD这些年除开标准品也会有大量定制化的开发,给全球关键客户做定制,满足客户个性化的需求。

 

迄今,JBD已经完成了这项技术的大规模量产,并且出货突破百万颗。迄今JBD申请了300多项专利。左边是YOLE对于我们专利的评价,评价为142分,超过苹果和Facebook,排名全球第四。

 

JBD是一家标准的IDM公司,拥有设计、开发、制造和封测的综合能力。 JBD发明了混合集成电路技术,并获得了在微显领域的革命性突破,取得了很多关键性能的世界记录,并且成功把这项技术带入了量产。目前我们已经有超过80%的全球关键近眼客户的覆盖率。JBD现在积极扩产,除了上海基地之外还在合肥建厂,计划将产能扩大10倍,以支撑客户急剧增加的产量需求。

 

非常感谢各位,借着元宇宙到来之际,希望我们进一步开展技术革新,在基础硬件端发力来助力元宇宙的发展。感谢!

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