Miért különbözik az ugyanattól a cégtől származó két pár szemüveg – az egyik teljes színű, míg a másik csak zöld színű?

Helyezze a Thunderbird X3 Pro-t egymás mellé az újonnan kiadott iO-val, és érdekes figurák tárulnak fel.

Az X3 Pro színes távcsöves kijelzővel rendelkezik; 8999 jüan kikiáltási áron indult, és 76 grammot nyom. Az iO monokromatikus zöld kijelzőt használ; 2349 jüanon debütált és 34 grammot nyom.

Az egyik eszköz közelebb hajlik egy teljes értékű térbeli számítástechnikai rendszerhez, míg a másik egy szabványos szemüveghez hasonlít. Bár ugyanattól a cégtől származnak, nem ugyanazt a fejlődési utat követték.

A legnyilvánvalóbb következtetés az lehet, hogy a színes technológia egyszerűen túl drága és nehéz, ezért egyelőre csak zöld megközelítésre van szükség.

Ez azonban csak a történet fele. Az ár és a súly az eszköz összköltségét és tömegét tükrözi – ez a tényezők a processzort, a kamerákat, a hangszórókat, a tárhelyet és a térkövetési képességeket is magukban foglalják –, így ezek a számok nem tulajdoníthatók kizárólag a kijelző színének.

Ahhoz, hogy valóban megértsük e két szemüveg közötti különbséget, meg kell vizsgálnunk az optika részletesebb lebontását.

Először válassza el a főkönyvet a leánykönyvektől.

Először nézzük meg az eszköz általános műszaki jellemzőit.

Az X3 Pro a Snapdragon AR1 chipet, 4 GB RAM-ot és 32 GB tárhelyet, egy fő kamerát, egy térbeli kamerát és hangszórókat tartalmaz; a térképes navigációt és az alkalmazási felületeket is támogatja. Az iO-modell termékdefiníciója lényegesen fókuszáltabb: hiányoznak belőle a kamerák és a hangszórók, helyette a feliratok, a teleprompting, a fordítás, az értesítések és az információs megjelenítések kerülnek előtérbe.

Ezért a 76 grammos és a 34 grammos készülékek közötti 42 grammos különbséget nem lehet leegyszerűsítve a színes képességek hozzáadásának tulajdonítani. Hasonlóképpen, az árkülönbség – 8999 jüan a 2349 jüanhoz képest – sokkal többet jelent, mint egy színfrissítés.

Ha megvizsgáljuk az optikát, nyilvánvalóvá válik a szín hozzáadásának valódi költsége.

A RayNeo bejelentette, hogy az X3 Pro 'Firefly' színes optikai motorjának térfogata 0,36 cm3, míg az iO 'Firefly Nano' monokróm zöld optikai motorjának térfogata 0,085 cc.

Ha 0,36-ot elosztunk 0,085-tel, akkor az arány körülbelül 4,2.

Bár ez nem jelent szigorú 'almától almáig' összehasonlítást – tekintve, hogy a két optikai motor kiadási időzítésében, csomagolási korlátaiban és teljesítménycéljaiban különbözik – ugyanannak a cégnek a nyilvánosan közzétett specifikációi jól mutatják a különbség mértékét: a monokróm zöld választásával nyert elsődleges 'margin' magában az optikai motor térfogatában van.

Miért zöld, minden szín közül?

Ha csak egy színt kell megtartani, miért ne válasszunk sem pirosat, sem kéket?

Itt két különálló tényezőt kell figyelembe venni: az eszköz hatékonyságát és az észlelt fényerőt; ezeket nem szabad összekeverni.

A kék MicroLED-ek eszközhatékonysága eleve nem alacsonyabb, mint a zöldeké. Woo et al. 3-150 μm átmérőjű kör alakú mesa-struktúrákat gyártottak egy kék ostya és két különböző minőségű zöld ostya felhasználásával. Az 5 μm-t meghaladó átmérőknél a kék minta abszolút fotolumineszcencia (PL) hatékonysága magasabb volt, mint az 1. zöld minta. Csak a 3 μm-es skálán haladta meg az 1. zöld minta a kék mintát. Eközben a 2. zöld minta minden vizsgált méretben alacsonyabb hatékonyságot mutatott, mint a kék minta.

Még a zöld spektrumon belül is jelentősen eltérhetnek a hatékonysági görbék. A miniatürizálás utáni hatékonysági rangsor az ostya belső hatékonysága és a felületi rekombináció közötti kölcsönhatástól függ; pusztán a kibocsátási szín alapján nem lehet következtetéseket levonni.

Vegyük figyelembe az emberi szem tényezőt is. A CIE fotopikus fényhatékonysági függvény csúcsértéke 555 nm közelében van. Ez azt jelenti, hogy egy elméleti összehasonlításban, ahol más feltételek állandóak maradnak, az ehhez a hullámhosszhoz közel eső fényt hatékonyabban alakítják át észlelt vizuális fényerővé.

A zöld fény egyértelműen az emberi fotopikus látás nagy érzékenységű tartományába esik. Amikor olyan elemeket jelenít meg, mint a feliratok, nyilak vagy rövid értesítések, a monokromatikus zöld beállítás hatékonyabb egyensúlyt biztosít az olvashatóság és az optikai energiafelhasználás között.

A vörös fény további gyakorlati korlátokkal néz szembe. Mivel az AlGaInP red MicroLED-ek miniatürizáltak, az oldalfal nem sugárzó rekombinációjának hatása a hatékonyságra fokozódik; a kutatási cikkek gyakran kritikus kihívásként említik a piros és a kék/zöld LED-ek közötti hatékonysági különbséget.

Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy a zöld MicroLED-ek a legmagasabb eszközszintű hatékonysággal rendelkeznek. A rendszer tényleges teljesítménye több tényező kombinációjától függ: a fénykibocsátó chip hatékonysága, az optikai motor fénybefogása, a hullámvezető diffrakciós hatékonyság és az emberi szem reakciója. Továbbá, mivel az iO eszköz specifikus emissziós hullámhosszát nem hozták nyilvánosságra, nem lehet egyszerűen az 555 nm-es csúcsértéket helyettesíteni a tényleges termékspecifikációkkal.

Ezért a pontosabb értékelés a következő: a monokromatikus megközelítés szükségtelenné teszi két további fénycsatornát, míg a zöld választása a kimenetet az emberi szem csúcsérzékenységéhez igazítja. Ez egy rendszerszintű egyenlet, amely magában foglalja a chiptechnológiát, az optikát és az emberi fiziológiát – nem csupán annak egyszerű összehasonlítását, hogy melyik chiptípus rendelkezik a legmagasabb külső kvantumhatékonysággal (EQE).

Optikai-mechanikus elrendezés: Színes konfiguráció két további optikai útvonallal és egyetlen színkombinációs fokozattal.

Az X3 Pro színes optikai motorja piros, zöld és kék MicroLED csatornákat használ, és a három képet egyetlen optikai tengelyre helyezi egy színkombináló prizmán keresztül.

Ezzel szemben a monokróm zöld rendszer csak egyetlen fényutat kezel.

Nem pusztán két mikro-kijelző kiiktatásáról van szó; a színes rendszereknek meg kell küzdeniük a színkombináló prizmákkal, a három optikai tengely beállításával, a keresztszínek fehéregyensúlyával és a hőmérséklet-ingadozások közötti színkonzisztenciával. A binokuláris rendszerre való méretezéskor ezeket az alkatrészeket és a kalibrálási követelményeket meg kell ismételni a bal és a jobb szem esetében is.

Ezért egy színes optikai motor miniatürizálásához túl kell nézni magának a kijelzőnek a méretén; a vetítőlencse, a prizma, a szerkezeti elemek és az összeállítási tűréshatárok a képernyő mögött mind értékes helyet foglalnak el a halánték karján belül.

Ez megmagyarázza, hogy annak ellenére, hogy egy 0,36 köbcentiméteres színes optikai motor már rendkívül kompakt, az iO még mindig fejleszt egy 0,085 cm3-es monokróm zöld 'Nano' motort.

A szabványos szemüvegre emlékeztető termékeknél a halántékkaron belül megtakarított minden darabka átcsoportosítható az akkumulátorra, a szerkezeti integritásra, a súlykiegyenlítésre és az esztétikára.

Waveguide Ledger: Egy szín hiánya azt jelenti, hogy hiányzik a korlátozások teljes halmaza.

Miután az optikai motor létrehoz egy képet, a hullámvezetőnek a képet a felhasználó szemébe kell juttatnia.

A diffrakciós hullámvezetők mikro-nano rácsokra támaszkodnak a fény terjedésének irányának megváltoztatására. Mivel a hullámhossz közvetlen tényező a rácsegyenletben, a vörös, zöld és kék fény természetesen nem illeszkedik egymáshoz a terjedési szög vagy a diffrakciós hatékonyság szempontjából, ha ugyanazzal a ráccsal találkozik.

Két tipikus megközelítés létezik a színes megjelenítés elérésére. A hagyományos módszer különböző hullámvezető rétegeket rendel különböző színekhez, bár ennek az ára a megnövekedett vastagság és az összeszerelés bonyolultsága. Az alternatíva több rácsperiódus multiplexelése egyetlen hullámvezetővé; miközben ez vékonyabb terméket tesz lehetővé, a tervezési terhet olyan tényezőkre helyezi át, mint a színek egységessége, áthallás, szellemkép, hatékonyság és gyártási tűrés.

Az X3 Pro sikeresen megvalósította a színes kijelzőt egy egyrétegű, maratott diffrakciós hullámvezetőben, bizonyítva, hogy a teljes színű képesség nem teszi szükségessé három különálló lencse egymásra helyezését.

Az egyzöld konfiguráció értéke nem csupán az üvegréteg eltávolításában rejlik. Megszünteti a hullámhossz-egyeztetés tervezési kihívását, lehetővé téve a mérnöki csapat számára, hogy az optimalizálási erőfeszítéseket a szemdobozra, a fényerő egyenletességére, a fényáteresztésre, a fényszivárgásra és az esztétikára összpontosítsa.

Az egyzöld konfiguráció azonban természetesen nem jelent egyszerűbb hullámvezető-tervezést. Az iO nyilvánosan elérhető információi három optikai alkatrészt ábrázolnak egyetlen robbantott nézetű diagramban, miközben megjegyzik, hogy 1:1 vékony, könnyű illeszkedés van a felhasználó orvosi lencséihez. A későbbi hivatalos szerelési utasítások tovább világítják, hogy az iO fénytörő elemei közvetlenül integrálva vannak a kijelző optikájába.

Ezért az itt említett 'három réteget' inkább lencseszerelvényként kell értelmezni, nem pedig három független hullámvezetőként. Mivel a nyilvános anyagok nem jelölik meg az egyes rétegek anyagát és funkcióját, továbbra is homályos, hogy melyik szolgál védőlencseként, és melyik a vényköteles lencse.

Az egyzöld hullámvezetők esetében továbbra is olyan problémák megoldására van szükség, mint a szemdoboz, a fényerő egyenletessége, a fényáteresztés, a fényszivárgás és a szivárványműtermékek; ezek a kihívások azonban magában a hullámvezetőben rejlenek, és nem a háromrétegű szerkezetből erednek.

Az egyzöld konfiguráció nem küszöböl ki minden kihívást; inkább eltávolítja az egyetlen legköltségesebb változót.

A polcokon lévő színeket először a feladat határozza meg.

Miután az optikai motor és a hullámvezető kompromisszumait teljesen kiszámolták, a termékdefiníció újbóli áttekintése egyértelmű, logikus fejlődést mutat.

Az X3 Pro-nak színes térképeket, alkalmazásfelületeket, fényképeket és térbeli tartalmakat kell megjelenítenie. Maga a szín információt közvetít; eltávolítása jelentősen veszélyeztetné a termék képességeit.

Eközben az iO elsősorban a feliratokat, a távirati szöveget, a fordításokat, a menetrendeket és a rövid értesítéseket jeleníti meg. Ezekhez olyan tartalom szükséges, amely egy pillantással azonnal olvasható; a szín hozzáadott határértéke jóval alacsonyabb, mint a súly, a fényáteresztés, az akkumulátor élettartama és az ár.

Ezért a mérnökök nem egyszerűen a zöld mellett döntöttek, majd tülekedtek, hogy megtalálják a hozzá illő funkciókat.

A folyamat fordítva működött: a terméket úgy határozták meg, hogy csak a magas frekvenciájú, alacsony sűrűségű információkat kezelje, így a 'monokróm zöld' logikus választás.

Pontosan ebben rejlik ennek a két szemüvegnek az értéke. Ahelyett, hogy egyetlen eszközt kényszerítettek volna arra, hogy minden lehetséges forgatókönyvet lefedjen, a vállalat a térbeli számítástechnikát és a mindennapi információmegjelenítést két különálló termékre osztotta.

Mikor fog visszajönni 34 gramm körülire?

A színes technológiát optikai szempontból sem zárták ki.

2025-ben a Chen által vezetett csapat (a Westlake Egyetemről és más intézményekről) publikált egy tanulmányt az eLight- ban , amely egy egyrétegű, teljes színű szilícium-karbid diffraktív hullámvezető prototípusát részletezte. A hivatalos jelentés 30,82°-os látómezőt, 0,75 mm vastagságot és 3,795 g súlyt említett az egy darabból álló egység esetében, miközben teljes színű képalkotást mutat be szivárványműtárgyaktól mentesen.

Ezek az eredmények azt bizonyítják, hogy nagyon vékony, színes hullámvezetőt lehet gyártani. Bár a tanulmány bemutatta a 4 hüvelykes ostyaszintű feldolgozást és a korrekciós Fresnel-elemek integrálását, nem közölt adatokat a kötegek hozamáról, a végpontokig terjedő költségekről vagy az eszközszintű megbízhatóságról – a fogyasztói elektronikai tömeggyártáshoz elengedhetetlen mérőszámokról. Bár a megközelítés életképes, ez nem jelenti azt, hogy egy 34 grammos színes termék még piacra kész.

A fejlődés másik útja az optikai motorban rejlik. Ha a színes MicroLED technológia a három panel plusz prizmás elrendezésből valóban kiforrott monolitikus RGB dizájnná fejlődhet, csökkenni fog a három színcsatorna kombinálásával járó szerkezeti terhelés.

Ezért annak meghatározásához, hogy a zöld mikor szűnik meg az alapértelmezett választás a könnyű okosszemüvegeknél, három tényezőt kell figyelni:

1. Meg tudja-e közelíteni a színes optikai motorok hangerejét és energiafogyasztását az egyzöld motorokéhoz, miközben változatlan a rekesznyílás.

2. Az egyrétegű, színes hullámvezetők egyidejűleg biztosítják-e a kielégítő hatékonyságot, egyenletességet, a szemdoboz méretét, a hozam arányát és a költséghatékonyságot.

3. A szemüvegen lévő alkalmazásokhoz valóban szükség van-e színre, és hogy a felhasználók hajlandóak-e elfogadni a színekkel járó kompromisszumot az energiafogyasztásban és a súlyban.

Mindhárom feltételnek teljesülnie kell.

Visszatérve az elejére: az X3 Pro célja, hogy a térbeli számítástechnikai rendszert a lehető legteljesebb mértékben belepakolja a készülékbe, míg az iO a kijelző funkció megtartására törekszik, miközben a lehető legjobban hasonlít a közönséges szemüveghez. Előbbi a színes, utóbbi a zöldet választotta; mindkét döntés a megfelelő termékmeghatározásból ered.

Az igazi kérdés soha nem az volt, hogy a szín technikailag megvalósítható-e.

Inkább az a kérdés, hogy a szín beépítése után a készüléket továbbra is szemüvegnek érezheti-e.

Forrás: AR Insights