益阳北京网站建设,wordpress源码整站,凡网站建设,wordpress 后台登录不上近期#xff0c;AR/VR光学专家Karl Guttag介绍了两家在CES 2023展出光学传感技术的公司#xff1a;poLight和CML#xff08;剑桥机电一体化#xff09;。同时介绍两家公司的原因#xff0c;是因为他们提供了实现AR/VR“光学微动”#xff08;Optics Micromovement…近期AR/VR光学专家Karl Guttag介绍了两家在CES 2023展出光学传感技术的公司poLight和CML剑桥机电一体化。同时介绍两家公司的原因是因为他们提供了实现AR/VR“光学微动”Optics Micromovement的两种不同方案。其中CML通过SMA来驱动光学元件和设备包括体感元件而poLight则是使用压电驱动器将薄玻璃弯曲并集成到柔性光学聚合物上。 据了解poLight的压电MEMS自动对焦模块TLens似乎已用于Magic Leap 2头显的1300万像素相机中。半导体、光电咨询公司Yole Group CEO指出poLight提供了AR/VR头显的关键技术它将为新一批AR/VR头显产品提供强大的附加值。接着我们就先分别来了解一下这两家公司的具体业务。
关于CML
Cambridge Mechatronics Limited缩写为CML中文名剑桥机电一体化成立于1995年该公司专注研发精密移动解决方案可应用于智能手机、AR/VR、穿戴设备、无人机等领域。值得注意的是该公司开发了一款基于形状记忆合金SMA马达的微型电机特点是高精度、高强度、紧凑且轻巧。可用来开发各种电子产品比如自动对焦相机、触觉反馈技术、面部识别、AR、3D传感。
其技术常见于一些手机的摄像头中比如华为、魅族特点是支持OIS光学防抖和自动对焦功能此外还可以开发成屏下摄像头。
关于poLight
该公司研发了基于压电MEMS的可调光学方案TLens该方案的特点是可模拟人眼成像原理可为摄像头带来即时自动对焦、全景对焦、恒定视场角选项等功能。据称Tlens可用在手机的前置摄像头中自拍效果比基于音圈电机VCM自动对焦技术更好速度更快、功耗更低、体积更小。此外Tlens也可以用作AR眼镜的传感器或是用于智能手机等穿戴设备中。
poLight面向的应用场景包括智能手机、可穿戴、工业、AR、医疗内窥镜、摄像头。
什么是“光学微动”
Guttag描述的“光学微动”Optics Micromovement主要是AR/VR光学元件的微型驱动装置这种装置有多种用途除了摄像头的自动对焦、光学防抖外还可实现以下几种功能
1通过移动显示模组或光学元件来提高有效分辨率超分辨率
2动态焦距调节包括缓解VAC问题
3对于VST相机调节摄像头焦点与人眼焦点匹配
4对于SLAM相机如果相机旋转可覆盖更大区域并提高精度
5MicroLED像素位移技术或用于平均像素亮度缓解坏点或弱点像素单色像素转移至全色像素类似Porotech以及像素切换时可能的更高分辨率优势。
值得注意的是Meta Reality Labs也在研发AR/VR动态调焦技术采用的是液晶透镜方案。市面上也有多家提供可调焦液晶透镜的公司比如FlexEnable、DeepOptics等等。
在AR/VR中的应用
此前poLight和CML技术的一大应用场景是手机主要用于手机摄像头的自动对焦和光学防抖功能。此外基于poLight和CML技术打造的摄像头也可以用于AR/VR头显。比如poLight的TLens方案就已应用于ML2头显和夏普VR头显原型曾在CES 2023上展示。 除了相机外这两家公司的技术还可以用于AR/VR的其他领域接下来我们从它们的原理来分别分析。
CML技术原理
CML的业务是为客户定制基于SMA材质的微型组件这些组件可用于驱动光学元件或物体。据称单根SMA金属丝的尺寸细如发丝可实现精细的控制光波长等级以及足够大的拉力可开发出微型尺寸的电子设备。
在通电后SMA细丝会受热收缩而它的收缩和松弛动作会触发旁边的弹簧结构而引起电子元件运动。若将多根SMA细丝组成各种不同的结构还能实现更复杂的运动。除此之外SMA线材的另一个特点是在受热收缩时线材也会变短变粗从而减少电阻力。因此CML将这种电阻变化特性作为闭环控制的反馈信息。
在一个案例中CML将4组SMA驱动固定在传感器的底座上这些细丝驱动可在水平、垂直方向上运动还可以旋转因此能够微调传感器的位置实现运动校正。这种方案的优势在于速度快、可细致调节、结构非常轻薄。
此外如果将8组SMA细丝放置在底座四边每条边有两个交叉的细丝那么便可以在X、Y、Z三个轴运动或做出俯仰角围绕X轴旋转、偏航角围绕Y轴旋转等动作。而结合不同的细线结构、弹簧、杠杆和棘轮机制还可以实现更多种不同的运动。 右图5轴方案支持翻滚角运动围绕Z轴旋转
值得注意的是CML为了节省SMA元件的功耗还研发了一种名为“零保持功率”的技术这项技术的特点是仅在需要移动光学元件时供电未来在AR头显中比较有用比如可根据光学元件的温度来实现动态变焦。 除此之外目前该SMA方案还需要解决有效载荷量和响应速度的问题。CML预计在连续的像素移动时其方案在接入大约20mA的电流时电压低于3.2V。 poLight原理
poLight的TLens方案采用玻璃和聚合物薄膜具体原理是使用压电致动器将玻璃膜弯曲并与高透光、折射率匹配的聚合物薄膜集成。这种弯曲过程改变了透镜的焦点尽可能模拟人眼对焦的方式。简单来讲该方案由一层可变形玻璃膜、一层透镜背板组成二者之间为光学级别的柔性聚合物在玻璃膜和背板两头各有一个驱动器用于调节玻璃膜的弯曲度改变焦点以及背板的倾斜角度用于移动OIS图像。这样一来便可模拟人眼动态聚焦的效果。 除了单独使用外TLens还可以和其他光学元件结合使用来实现OIS和自动对焦。poLight还指出通过倾斜平面背板透镜可从光学上移动像素从而为MicroLED带来超分辨率效果像素位移。 不过poLight的驱动器需要高达50V电压但高电压意味着高功耗需要的组件也更多。因此该公司推出了一个配套的ASIC驱动型号为PD50其内置降EMI功能可最大限度减少外部组件因为只需要外部电容负载并且将功率/电流消耗保持在非常低的水平。也就是说TLens方案的总功率小于6mW光学设备部分几乎不耗电主要耗电转移到了ASIC驱动上。 poLight表示TLens的透光度约94%其前部光圈的直径只有2毫米多虽然对小型传感器比如智能手机相机来讲足够大但应用在AR/VR时光圈大小和光学变化量依然受到限制。 总结
Guttag认为未来AR/VR头显需要动态移动的光学元件至少要实现摄像头自动对焦、显示模组动态变焦等等。总之可移动/可改变的光学元件将在AR/VR系统中有很多用途。对比poLight方案CML的方案适合的移动范围和类型更广泛甚至可支持VR动态变焦所用到的大透镜而poLight似乎在体积上更具优势适用于小型相机等元件。参考KarlGuttag
