近日，影創(chuàng)科技集團(tuán)宣布研發(fā)出可量產(chǎn)二維衍射波導(dǎo)鏡片。這款衍射波導(dǎo)鏡片采用二維光柵擴(kuò)瞳方案，具有較大的可視范圍，單片厚度僅0.6mm，透過率85%以上，可制造性高且易于量產(chǎn)。該鏡片有望成為輕量級增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)近眼顯示器的關(guān)鍵元件，可為影創(chuàng)后續(xù)研發(fā)的AR眼鏡提供多種場景定制化方案并支持全彩增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。

AR眼鏡想要真正走向消費(fèi)市場，必須具備普通眼鏡的外觀、顯示效果出色并且價格親民等特點(diǎn)。而AR近眼顯示光學(xué)技術(shù)是決定眼鏡外觀、顯示效果及成本的最重要因素。AR近眼顯示光學(xué)系統(tǒng)主要包含微顯示器和光學(xué)系統(tǒng)兩部分，微顯示器負(fù)責(zé)產(chǎn)生圖像，光學(xué)系統(tǒng)則將圖像投射到視野中。光學(xué)系統(tǒng)主要分為棱鏡、離軸光學(xué)、自由曲面、光波導(dǎo)等幾種，其中光波導(dǎo)具備高透過率、大眼動范圍的優(yōu)勢。

光波導(dǎo)技術(shù)總體上可以分為幾何光波導(dǎo)和衍射光波導(dǎo)兩種。幾何光波導(dǎo)又名陣列光波導(dǎo)。陣列光波導(dǎo)鏡片采用光學(xué)冷加工工藝，玻璃材料經(jīng)過多道工序才可加工完成，工藝復(fù)雜，加工耗時，成本難以降低；且這種方案一般只實(shí)現(xiàn)了左右方向的出瞳擴(kuò)展，眼動范圍不佳。陣列光波導(dǎo)利用幾何光學(xué)的反射和折射原理，很難實(shí)現(xiàn)大FOV。從成本、出瞳、FOV方面來看，陣列光波導(dǎo)無法滿足未來AR眼鏡的需要。這一技術(shù)的代表公司是以色列的Lumus公司，目前國內(nèi)絕大多數(shù)光波導(dǎo)模組公司也均采用陣列光波導(dǎo)的技術(shù)，因?yàn)檫@種的技術(shù)門檻相對來說比較低。

陣列波導(dǎo)示意圖（源：XLOONG）

衍射光波導(dǎo)技術(shù)基于表面浮雕光柵，利用波導(dǎo)介質(zhì)的全內(nèi)反射特性和微納光柵的衍射特性，來實(shí)現(xiàn)虛擬圖像信息的傳輸和重定向，在人眼前方空間顯示虛擬圖像，并且仍然保證現(xiàn)實(shí)環(huán)境不被遮擋。

衍射波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖(源：XLOONG）

衍射光波導(dǎo)鏡片采用半導(dǎo)體加工工藝，通過傳統(tǒng)半導(dǎo)體的微納米加工工藝（Micro/Nano-fabrication）在硅基底上通過電子束曝光（Electron Beam Lithography）和離子刻蝕（Ion Beam Etching）制成光柵母版（Master Stamp）。這個母版可以通過納米壓印技術(shù)（Nanoimprint Lithography）在玻璃晶圓上壓印出成千上萬個光柵。半導(dǎo)體加工工藝相對簡單，批量生產(chǎn)成本低。

光柵母版

此外，這種方案可以實(shí)現(xiàn)上下左右方向的出瞳擴(kuò)展，且可以通過加大折射率實(shí)現(xiàn)大FOV。綜合來看，衍射波導(dǎo)在輕薄性、體積重量、加工成本、顯示性能等方面均有較大優(yōu)勢，是將AR推向大眾消費(fèi)領(lǐng)域的優(yōu)選光學(xué)方案。

具體來說，衍射光波導(dǎo)技術(shù)又分為一維擴(kuò)展和二維擴(kuò)展。目前諸如微軟HoloLens一代和二代、Magic Leap One等多款產(chǎn)品，均采用一維衍射光波導(dǎo)方案。通過合理的設(shè)計光柵結(jié)構(gòu)，衍射光波導(dǎo)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)出瞳的二維擴(kuò)展。

二維衍射光波導(dǎo)相關(guān)技術(shù)的開發(fā)需要在材料方面突破瓶頸，以提升光學(xué)參數(shù)，同時需要一系列高精度的可量產(chǎn)型微納加工設(shè)備。工藝和技術(shù)路線都需要不斷重復(fù)驗(yàn)證，并且全部生產(chǎn)流程需要在專業(yè)的超凈間內(nèi)進(jìn)行，因此目前世界上能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的廠商屈指可數(shù)。影創(chuàng)科技打通了從設(shè)計、工藝到生產(chǎn)制造的應(yīng)用流程，研發(fā)出可量產(chǎn)二維衍射波導(dǎo)鏡片，是除Wave Optics外，世界上第二家具備該技術(shù)的公司。

隨著可量產(chǎn)二維衍射波導(dǎo)鏡片研發(fā)成功，MR智能眼鏡在成為下一代通用計算平臺的道路上又再近一步。影創(chuàng)科技集團(tuán)將會繼續(xù)探索，在技術(shù)創(chuàng)新上保持引領(lǐng)，深入推進(jìn)底層技術(shù)、共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，為用戶帶來真正輕薄、便攜、體驗(yàn)優(yōu)秀的MR智能眼鏡。