Pourquoi deux paires de lunettes de la même entreprise diffèrent-elles : l'une affiche en couleur, tandis que l'autre ne retient que le vert ?

Placez le Thunderbird X3 Pro côte à côte avec le nouveau iO et un ensemble de personnages intrigants émerge.

Le X3 Pro dispose d'un écran binoculaire couleur ; il a été lancé au prix de départ de 8 999 yuans et pèse 76 grammes. L'iO utilise un écran vert monochromatique ; il a fait ses débuts à 2 349 yuans et pèse 34 grammes.

Un appareil se rapproche d’un système informatique spatial à part entière, tandis que l’autre ressemble à une paire de lunettes standard. Bien qu’ils soient issus de la même entreprise, ils n’ont pas suivi le même chemin de développement.

La conclusion la plus évidente pourrait être que la technologie couleur est tout simplement trop coûteuse et trop lourde, ce qui nécessite pour le moment une approche uniquement verte.

Cependant, ce n’est que la moitié de l’histoire. Le prix et le poids reflètent le coût total et la masse de l'appareil (facteurs qui englobent également le processeur, les caméras, les haut-parleurs, le stockage et les capacités de suivi spatial). Ces chiffres ne peuvent donc pas être attribués uniquement à la couleur de l'écran.

Pour bien comprendre la distinction entre ces deux paires de lunettes, il faut examiner une répartition plus détaillée de l’optique.

Tout d’abord, séparez le grand livre général des grands livres auxiliaires.

Examinons d'abord les spécifications globales de l'appareil.

Le X3 Pro comprend la puce Snapdragon AR1, 4 Go de RAM et 32 ​​Go de stockage, une caméra principale, une caméra spatiale et des haut-parleurs ; il prend également en charge la navigation cartographique et les interfaces d'application. La définition du produit pour le modèle iO est nettement plus ciblée : il manque de caméras et de haut-parleurs, privilégiant plutôt les sous-titres, les téléinvites, la traduction, les notifications et l'affichage d'informations.

Par conséquent, la différence de 42 grammes entre les appareils de 76 g et de 34 g ne peut pas être attribuée de manière simpliste à l’ajout de capacités couleur. De même, l’écart de prix – 8 999 yuans contre 2 349 yuans – représente bien plus qu’une simple amélioration des couleurs.

Lorsque nous examinons l’optique, le véritable coût de l’ajout de couleur devient évident.

RayNeo a annoncé que le volume du moteur optique couleur « Firefly » du X3 Pro est de 0,36 cc, tandis que le moteur optique vert monochrome « ​​Firefly Nano » de l'iO mesure 0,085 cc.

En divisant 0,36 par 0,085, on obtient un rapport d'environ 4,2.

Bien que cela ne constitue pas une comparaison stricte « pommes avec pommes » – étant donné que les deux moteurs optiques diffèrent en termes de calendrier de sortie, de contraintes d’emballage et d’objectifs de performances – les spécifications publiées publiquement par la même société illustrent l’ampleur de la différence : la principale « marge » gagnée en optant pour le vert monochrome réside dans le volume du moteur optique lui-même.

Pourquoi le vert, de toutes les couleurs ?

Si une seule couleur doit être retenue, pourquoi ne choisir ni le rouge ni le bleu ?

Deux facteurs distincts doivent être pris en compte ici : l'efficacité de l'appareil et la luminosité perçue ; il ne faut pas les confondre.

L’efficacité des MicroLED bleues n’est pas intrinsèquement inférieure à celle des MicroLED vertes. Woo et coll. fabriqué des structures mesa circulaires allant de 3 à 150 μm de diamètre en utilisant une plaquette bleue et deux plaquettes vertes de qualité différente. Pour les diamètres supérieurs à 5 µm, l’échantillon bleu présentait une efficacité de photoluminescence absolue (PL) supérieure à celle de l’échantillon vert 1. Ce n’est qu’à l’échelle de 3 µm que l’échantillon vert 1 dépassait l’échantillon bleu. L’échantillon vert 2, quant à lui, a montré une efficacité inférieure à celle de l’échantillon bleu dans toutes les tailles testées.

Même dans le spectre vert, les courbes d’efficacité peuvent varier considérablement. Le classement de l'efficacité après miniaturisation dépend de l'interaction entre l'efficacité intrinsèque de la tranche et la recombinaison de surface ; on ne peut pas tirer de conclusions basées uniquement sur la couleur d’émission.

Considérons également le facteur œil humain. La fonction d’efficacité lumineuse photopique CIE culmine à près de 555 nm. Cela signifie que, dans une comparaison théorique où les autres conditions restent constantes, la lumière proche de cette longueur d’onde est convertie plus efficacement en luminosité visuelle perçue.

La lumière verte se situe carrément dans la région de haute sensibilité pour la vision photopique humaine. Lors de l'affichage d'éléments tels que des sous-titres, des flèches ou de brèves notifications, une configuration verte monochromatique offre un équilibre plus efficace entre la lisibilité et l'utilisation de la puissance optique.

Le feu rouge se heurte à des contraintes pratiques supplémentaires. À mesure que les MicroLED rouges AlGaInP sont miniaturisées, l’impact de la recombinaison non radiative des parois latérales sur l’efficacité s’intensifie ; les articles de recherche citent fréquemment l’écart d’efficacité entre les LED rouges et bleues/vertes comme un défi crucial.

Cela ne signifie pas nécessairement que les MicroLED vertes possèdent l’efficacité la plus élevée au niveau de l’appareil. Les performances réelles du système dépendent d'une combinaison de facteurs : l'efficacité de la puce électroluminescente, la capture de la lumière du moteur optique, l'efficacité de la diffraction du guide d'onde et la réponse de l'œil humain. De plus, étant donné que la longueur d'onde d'émission spécifique du dispositif iO n'a pas été divulguée, on ne peut pas simplement remplacer la valeur maximale de 555 nm par les spécifications réelles du produit.

Par conséquent, une évaluation plus précise est la suivante : une approche monochromatique élimine le besoin de deux canaux de lumière supplémentaires, tandis que le choix du vert aligne la sortie avec la sensibilité maximale de l'œil humain. Il s’agit d’une équation au niveau du système impliquant la technologie des puces, l’optique et la physiologie humaine – et pas seulement une simple comparaison du type de puce possédant l’efficacité quantique externe (EQE) la plus élevée.

Disposition optique-mécanique : configuration couleur comprenant deux chemins optiques supplémentaires et un seul étage de combinaison de couleurs.

Le moteur optique couleur du X3 Pro utilise des canaux MicroLED rouge, vert et bleu, superposant les trois images sur un seul axe optique via un prisme de combinaison de couleurs.

En revanche, un système vert monochrome ne gère qu’un seul chemin lumineux.

Il ne s’agit pas simplement d’éliminer deux panneaux de micro-affichage ; les systèmes couleur doivent également faire face à des prismes de combinaison de couleurs, à l'alignement de trois axes optiques, à la balance des blancs entre les couleurs et à la cohérence des couleurs malgré les fluctuations de température. Lors de la mise à l'échelle d'un système binoculaire, ces exigences en matière de composants et d'étalonnage doivent être reproduites pour les yeux gauche et droit.

Par conséquent, la miniaturisation d’un moteur optique couleur nécessite de regarder au-delà de la taille de l’écran d’affichage lui-même ; la lentille de projection, le prisme, les composants structurels et les tolérances d'assemblage situés derrière l'écran consomment tous un espace précieux dans la branche.

Cela explique pourquoi, même si un moteur optique couleur de 0,36 cc est déjà remarquablement compact, iO développe toujours un moteur « Nano » vert monochrome de 0,085 cc.

Pour un produit visant à ressembler à des lunettes standard, chaque volume économisé dans la branche peut être réaffecté à la batterie, à l'intégrité structurelle, à l'équilibrage du poids et à l'esthétique.

Waveguide Ledger : manquer une couleur signifie manquer un ensemble complet de contraintes.

Une fois que le moteur optique a généré une image, le guide d'ondes doit transmettre cette image à l'œil de l'utilisateur.

Les guides d'ondes diffractifs s'appuient sur des micro-nano-réseaux pour modifier la direction de propagation de la lumière. Étant donné que la longueur d'onde est un facteur direct dans l'équation du réseau, les lumières rouge, verte et bleue ne s'alignent pas naturellement en termes d'angle de propagation ou d'efficacité de diffraction lorsqu'elles rencontrent le même réseau.

Il existe deux approches typiques pour obtenir un affichage couleur. La méthode traditionnelle attribue différentes couches de guide d’ondes à différentes couleurs, même si cela se fait au prix d’une épaisseur et d’une complexité d’assemblage accrues. L'alternative consiste à multiplexer plusieurs périodes de réseau en un seul guide d'ondes ; bien que cela permette d'obtenir un produit plus fin, cela déplace la charge de conception vers des facteurs tels que l'uniformité des couleurs, la diaphonie, les images fantômes, l'efficacité et les tolérances de fabrication.

Le X3 Pro a réussi à mettre en œuvre un affichage couleur dans un guide d'onde diffractif gravé à une seule couche, démontrant que la capacité couleur ne nécessite pas d'empiler trois lentilles distinctes.

La valeur d’une configuration à un seul vert ne se limite pas à l’élimination d’une couche de verre. Il supprime le défi de conception lié à l'adaptation des longueurs d'onde croisées, permettant à l'équipe d'ingénierie de concentrer les efforts d'optimisation sur la boîte à yeux, l'uniformité de la luminosité, la transmission de la lumière, les fuites de lumière et l'esthétique.

Cependant, une configuration à un seul vert n’implique certainement pas une conception de guide d’ondes plus simple. Les informations accessibles au public provenant d'iO décrivent trois composants optiques dans un seul diagramme en vue éclatée, tout en notant également un ajustement 1:1 fin et léger avec les verres correcteurs de l'utilisateur. Les instructions de montage officielles ultérieures précisent en outre que les éléments réfractifs d'iO sont directement intégrés à l'optique de l'écran.

Par conséquent, les « trois couches » mentionnées ici doivent être interprétées comme un ensemble de lentilles plutôt que comme trois guides d'ondes indépendants. Comme les documents publics n’indiquent pas le matériau et la fonction de chaque couche, il reste difficile de savoir laquelle sert de lentille de protection et laquelle sert de lentille de prescription.

Les guides d'ondes à un seul vert nécessitent encore de résoudre des problèmes tels que le regard, l'uniformité de la luminosité, la transmission de la lumière, les fuites de lumière et les artefacts arc-en-ciel ; cependant, ces défis sont inhérents au guide d’ondes lui-même et ne proviennent pas de la structure à trois couches.

Une configuration à un seul green n’élimine pas tous les défis ; il supprime plutôt la variable la plus coûteuse.

Les couleurs sur les étagères sont déterminées en premier lieu par la tâche à accomplir.

Une fois les compromis pour le moteur optique et le guide d’ondes entièrement calculés, la révision de la définition du produit révèle une progression claire et logique.

Le X3 Pro doit afficher des cartes de couleurs, des interfaces d'applications, des photos et du contenu spatial. La couleur elle-même transmet des informations ; le supprimer compromettrait considérablement les capacités du produit.

L'iO, quant à lui, affiche principalement les sous-titres, le texte du prompteur, les traductions, les horaires et de brèves notifications. Ceux-ci nécessitent un contenu instantanément lisible en un coup d’œil ; la valeur marginale ajoutée par la couleur est bien inférieure à celle de facteurs tels que le poids, la transmission de la lumière, la durée de vie de la batterie et le prix.

Par conséquent, les ingénieurs n’ont pas simplement opté pour le vert et se sont ensuite démenés pour trouver les caractéristiques qui lui conviennent.

Le processus a fonctionné dans l'autre sens : le produit a été défini pour traiter uniquement des informations à haute fréquence et à faible densité, faisant du « vert monochrome » le choix logique.

C’est précisément là que réside la valeur de ces deux paires de lunettes. Au lieu de forcer un seul appareil à couvrir tous les scénarios possibles, l’entreprise a divisé l’informatique spatiale et l’affichage des informations quotidiennes en deux produits distincts.

Quand reviendra-t-il aux alentours de 34 grammes ?

La technologie couleur n’est pas exclue d’un point de vue optique.

En 2025, une équipe dirigée par Chen (de l’Université de Westlake et d’autres institutions) a publié un article dans eLight détaillant un prototype de guide d’onde diffractif monocouche en carbure de silicium polychrome. Le rapport officiel citait un champ de vision de 30,82°, une épaisseur de 0,75 mm et un poids de 3,795 g pour l'unité monobloc, tout en démontrant une imagerie couleur sans artefacts arc-en-ciel.

Ces résultats prouvent qu'il est possible de fabriquer un guide d'onde très fin et coloré. Bien que l'article démontre le traitement au niveau des tranches de 4 pouces et l'intégration d'éléments correctifs de Fresnel, il ne divulgue pas de données concernant les rendements des lots, les coûts de bout en bout ou la fiabilité au niveau des appareils, des mesures essentielles à la production de masse d'électronique grand public. Même si l’approche est viable, cela ne signifie pas qu’un produit couleur de 34 grammes soit encore prêt à être commercialisé.

Une autre voie de développement réside dans le moteur optique. Si la technologie MicroLED couleur peut évoluer d'une configuration à trois panneaux plus prisme vers une conception RVB monolithique véritablement mature, la charge structurelle associée à la combinaison de trois canaux de couleur sera réduite.

Par conséquent, pour déterminer quand le vert cessera d’être le choix par défaut pour les lunettes intelligentes légères, il convient de surveiller trois facteurs :

1. Si le volume et la consommation électrique des moteurs optiques couleur peuvent approcher ceux des moteurs à un seul vert tout en conservant la même taille d'ouverture.

2. Si les guides d'ondes polychromes monocouches peuvent simultanément offrir une efficacité, une uniformité, une taille de boîte à yeux, des taux de rendement et une rentabilité satisfaisants.

3. Si les applications sur les lunettes nécessitent réellement de la couleur et si les utilisateurs sont prêts à accepter les compromis en termes de consommation d'énergie et de poids qu'implique la couleur.

Les trois conditions doivent être remplies.

Revenons au début : le X3 Pro vise à intégrer le plus complètement possible un système informatique spatial dans l'appareil, tandis que l'iO cherche à conserver une fonction d'affichage tout en ressemblant autant que possible à des lunettes ordinaires. Le premier a opté pour la couleur, tandis que le second a choisi le vert ; les deux décisions découlent de leurs définitions de produits respectives.

La vraie question n’a jamais été de savoir si la couleur est techniquement réalisable.

La question est plutôt de savoir si l’appareil peut encore ressembler à une paire de lunettes une fois la couleur incorporée.

Source : AR Insights