讓光波導AR的FOV擴大兩倍，這家130年歷史的德國公司研發了3年

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文/VR陀螺案山子

AR硬體的迭代更新，受限於產業鏈的各個環節，晶元、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，竟能讓原本侷限在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會有多大的關係？

AR眼鏡的光學方案主要分為自由曲面、稜鏡、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。

經過瞭解，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，由於不能注塑，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。對於這個問題，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，玻璃的成本僅次於處理器。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，這樣的價格區間纔是消費者真正能夠接受的範圍。

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年多的技術沉澱，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並沒有太多的認識。這家成立於1884年的德國企業，在特種玻璃的研發與製造上深耕了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、交通和建築，現在已經有120多種玻璃實現了量產。其生產的用於玻璃竈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，為什麼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，下一個里程碑是什麼？」

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像空間和可能性。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。

工作場景：https://v.qq.com/x/page/w1341fo0nho.html?start=3

學習場景：https://v.qq.com/x/page/e13417a2w6k.html

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。「雖然現在還是小眾市場，但在工業4.0概念後，德國、歐洲很多國家都已經開始採用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，就像蘋果手錶的普及一樣。」

「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。」這是肖特研發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上中國的技術並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。」