2014年07月10日08:31
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用向視網膜直接照射激光描繪圖像的方式,為用戶提供影像——應用了這種原理的頭戴式顯示器(HMD)“Laser Eyewear”的基礎技術由日本QDLaser公司和東京大學納米量子信息電子研究機構聯合開發出來。計劃2015年底之前開始銷售將激光器部分置於HMD外部的BtoB用機型。主要用於建筑工地的作業輔助等用途。2017年底將推出把激光器部分內置於HMD的消費用機型。
Laser Eyewear的外觀(圖:QDLaser)
此次開發的Laser Eyewear採用了將半導體激光器發出的RGB三原色激光用MEMS反光鏡反射,再通過反射板將光聚在瞳孔附近,最后再照射到視網膜上的機構(圖1)。
利用激光直接在視網膜上描繪圖像的方式(激光視網膜掃描方式)早在1990年代初就已提出,日本兄弟工業等多家公司曾進行過開發,但“光學系統為能簡化,其尺寸方面等存在無法實用的問題”(QDLaser)。此次使用了MEMS反光鏡,並開發了新設計的非軸對稱光學系統,從而找到了小型化方面的突破口。試制品的分辨率“比720p稍低”(QDLaser)。
圖1 QDLaser公司開發的可使光線高效到達視網膜的“Laser Eyewear”,因為直接向視網膜照射激光,所以具有近視眼等也能高效而清晰地看到影像的優點。而且,光學系統非常簡單。如果是使用液晶面板的HMD,液晶面板等會導致入射的光線減弱,因此原理上效率低於Laser Eyewear。另外,光學系統也比較復雜。 |
目前,HMD使用的主流顯示技術為液晶。但此次的系統具有以下優點,(1)構造簡單、(2)省電、(3)色彩表現性高、(4)不用對焦。其中,(2)省電的原因是,光線在照射到視網膜之前不會在中途擴散,因此隻需使用μW級光源。(3)色彩表現性方面,因為RGB光可直接進入視網膜,所以可獲得鮮艷的色彩。(4)不用對焦是因為光學系統具有讓光線會聚在瞳孔附近的特點。由於不管眼球的透鏡處於什麼狀態,光線都能進入視網膜並描繪圖像,因此無論用戶的視力水平如何,不管是近視還是老花,均可獲得清晰的圖像。該系統可以作為“助視器”。
不過,此次的系統也存在缺點,那就是眼睛位置與HMD的調整要求比液晶方式來得嚴格。其原因是,如果瞳孔與激光的軌跡發生錯位,光線就無法進入視網膜,從而導致用戶無法看到影像。QDLaser表示,“今后將對光學系統加以改進,使在瞳孔附近會聚的光的直徑與瞳孔相比足夠小,這樣便可在一定程度上解決該問題”。(作者:中道 理,日經技術在線!供稿)