Perché due paia di occhiali della stessa azienda differiscono: uno mostra tutti i colori, mentre l'altro mantiene solo il verde?

Posiziona Thunderbird X3 Pro fianco a fianco con l'iO appena rilasciato e emerge una serie di figure intriganti.

L'X3 Pro è dotato di un display binoculare a colori; è stato lanciato al prezzo iniziale di 8.999 yuan e pesa 76 grammi. L'iO utilizza un display verde monocromatico; ha debuttato a 2.349 yuan e pesa 34 grammi.

Un dispositivo si avvicina a un vero e proprio sistema di calcolo spaziale, mentre l'altro ricorda un paio di occhiali standard. Pur provenendo dalla stessa azienda, non hanno seguito lo stesso percorso di sviluppo.

La conclusione più ovvia potrebbe essere che la tecnologia a colori è semplicemente troppo costosa e pesante, rendendo necessario per il momento un approccio esclusivamente ecologico.

Tuttavia, questa è solo metà della storia. Il prezzo e il peso riflettono il costo totale e la massa del dispositivo, fattori che comprendono anche il processore, le fotocamere, gli altoparlanti, la memoria e le capacità di tracciamento spaziale, quindi queste cifre non possono essere attribuite esclusivamente al colore del display.

Per comprendere veramente la distinzione tra queste due paia di occhiali, è necessario osservare una descrizione più dettagliata dell'ottica.

Innanzitutto, separare la contabilità generale dai registri sussidiari.

Diamo prima un'occhiata alle specifiche generali del dispositivo.

L'X3 Pro è dotato del chip Snapdragon AR1, 4 GB di RAM e 32 GB di spazio di archiviazione, una fotocamera principale, una fotocamera spaziale e altoparlanti; supporta anche la navigazione della mappa e le interfacce delle applicazioni. La definizione del prodotto per il modello iO è significativamente più mirata: mancano telecamere e altoparlanti, dando invece priorità ai sottotitoli, al teleprompting, alla traduzione, alle notifiche e alla visualizzazione delle informazioni.

Pertanto, la differenza di 42 grammi tra i dispositivi da 76g e 34g non può essere attribuita in modo semplicistico all'aggiunta della funzionalità a colori. Allo stesso modo, il divario di prezzo – 8.999 yuan contro 2.349 yuan – rappresenta molto più di un semplice aggiornamento del colore.

Quando esaminiamo l'ottica, il costo reale dell'aggiunta di colore diventa evidente.

RayNeo ha annunciato che il volume del motore ottico a colori 'Firefly' dell'X3 Pro è di 0,36 cc, mentre il motore ottico monocromatico verde 'Firefly Nano' dell'iO misura 0,085 cc.

Dividendo 0,36 per 0,085 si ottiene un rapporto di circa 4,2.

Anche se questo non costituisce un confronto rigoroso, dato che i due motori ottici differiscono nei tempi di rilascio, nei vincoli di packaging e negli obiettivi prestazionali, le specifiche rilasciate pubblicamente dalla stessa azienda illustrano l'entità della differenza: il principale 'margine' ottenuto optando per il verde monocromatico è nel volume del motore ottico stesso.

Perché il verde, tra tutti i colori?

Se si vuole mantenere un solo colore, perché non scegliere né il rosso né il blu?

Qui vanno considerati due fattori distinti: efficienza del dispositivo e luminosità percepita; questi non dovrebbero essere confusi.

L'efficienza del dispositivo dei MicroLED blu non è intrinsecamente inferiore a quella di quelli verdi. Woo et al. strutture mesa circolari fabbricate di diametro compreso tra 3 e 150 μm utilizzando un wafer blu e due wafer verdi di diversa qualità. Per diametri superiori a 5 μm, il campione blu ha mostrato un'efficienza assoluta di fotoluminescenza (PL) maggiore rispetto al campione verde 1. È stato solo alla scala di 3 μm che il campione verde 1 ha superato il campione blu. Il campione verde 2, nel frattempo, ha mostrato un’efficienza inferiore rispetto al campione blu in tutte le dimensioni testate.

Anche all’interno dello spettro verde, le curve di efficienza possono variare in modo significativo. La classifica dell'efficienza dopo la miniaturizzazione dipende dall'interazione tra l'efficienza intrinseca del wafer e la ricombinazione superficiale; non è possibile trarre conclusioni basandosi esclusivamente sul colore di emissione.

Consideriamo anche il fattore occhio umano. La funzione di efficienza luminosa fotopica CIE raggiunge il picco vicino a 555 nm. Ciò significa che, in un confronto teorico in cui le altre condizioni rimangono costanti, la luce vicino a questa lunghezza d'onda viene convertita più efficacemente in luminosità visiva percepita.

La luce verde rientra esattamente nella regione di alta sensibilità per la visione fotopica umana. Quando si visualizzano elementi come sottotitoli, frecce o brevi notifiche, una configurazione verde monocromatica offre un equilibrio più efficiente tra leggibilità e utilizzo della potenza ottica.

La luce rossa deve affrontare ulteriori vincoli pratici. Poiché i MicroLED rossi AlGaInP sono miniaturizzati, l'impatto della ricombinazione non radiativa delle pareti laterali sull'efficienza si intensifica; i documenti di ricerca citano spesso il divario di efficienza tra i LED rossi e quelli blu/verdi come una sfida critica.

Ciò non significa necessariamente che i MicroLED verdi possiedano la massima efficienza a livello di dispositivo. Le prestazioni effettive del sistema dipendono da una combinazione di fattori: efficienza del chip di emissione della luce, cattura della luce da parte del motore ottico, efficienza di diffrazione della guida d'onda e risposta dell'occhio umano. Inoltre, poiché la lunghezza d'onda di emissione specifica del dispositivo iO non è stata divulgata, non è possibile sostituire semplicemente il valore di picco di 555 nm con le effettive specifiche del prodotto.

Pertanto, una valutazione più accurata è questa: un approccio monocromatico elimina la necessità di due canali luminosi aggiuntivi, mentre la scelta del verde allinea l'uscita con la sensibilità di picco dell'occhio umano. Si tratta di un’equazione a livello di sistema che coinvolge la tecnologia dei chip, l’ottica e la fisiologia umana, non semplicemente un semplice confronto di quale tipo di chip vanta la più alta efficienza quantica esterna (EQE).

Layout ottico-meccanico: configurazione a colori con due percorsi ottici aggiuntivi e un unico stadio di combinazione dei colori.

Il motore ottico a colori dell'X3 Pro utilizza canali MicroLED rosso, verde e blu, sovrapponendo le tre immagini su un singolo asse ottico tramite un prisma che combina i colori.

Al contrario, un sistema verde monocromatico gestisce solo un singolo percorso luminoso.

Non si tratta semplicemente di eliminare due pannelli micro-display; I sistemi a colori devono anche fare i conti con i prismi che combinano i colori, l’allineamento di tre assi ottici, il bilanciamento del bianco a colori incrociati e la coerenza del colore nonostante le fluttuazioni di temperatura. Quando si passa a un sistema binoculare, questi requisiti di componenti e calibrazione devono essere replicati sia per l'occhio sinistro che per quello destro.

Pertanto, per miniaturizzare un motore ottico a colori è necessario guardare oltre le dimensioni dello schermo stesso; la lente di proiezione, il prisma, i componenti strutturali e le tolleranze di assemblaggio situati dietro lo schermo occupano tutti spazio prezioso all'interno del braccio della tempia.

Questo spiega perché, anche se un motore ottico a colori da 0,36 cc è già straordinariamente compatto, iO sta ancora sviluppando un motore 'Nano' monocromatico verde da 0,085 cc.

Per un prodotto che mira ad assomigliare agli occhiali standard, ogni piccola parte di volume risparmiata all'interno dell'asta delle aste può essere riallocata alla batteria, all'integrità strutturale, al bilanciamento del peso e all'estetica.

Waveguide Ledger: mancare un colore significa perdere un intero insieme di vincoli.

Dopo che il motore ottico ha generato un'immagine, la guida d'onda deve consegnare quell'immagine all'occhio dell'utente.

Le guide d'onda diffrattive si basano su reticoli micro-nano per alterare la direzione della propagazione della luce. Poiché la lunghezza d'onda è un fattore diretto nell'equazione del reticolo, la luce rossa, verde e blu non si allinea naturalmente in termini di angolo di propagazione o efficienza di diffrazione quando incontra lo stesso reticolo.

Esistono due approcci tipici per ottenere una visualizzazione a colori. Il metodo tradizionale assegna diversi strati della guida d'onda a colori diversi, anche se ciò comporta un aumento dello spessore e della complessità dell'assemblaggio. L'alternativa è multiplexare più periodi reticolari in un'unica guida d'onda; sebbene ciò consenta di ottenere un prodotto più sottile, sposta l'onere della progettazione su fattori quali uniformità del colore, diafonia, immagini fantasma, efficienza e tolleranze di produzione.

L'X3 Pro ha implementato con successo il display a colori all'interno di una guida d'onda diffrattiva incisa a strato singolo, dimostrando che la capacità a colori non richiede l'impilamento di tre lenti separate.

Il valore di una configurazione single-green non risiede solo nell'eliminazione di uno strato di vetro. Elimina la sfida progettuale della corrispondenza delle lunghezze d'onda incrociate, consentendo al team di ingegneri di concentrare gli sforzi di ottimizzazione sulla scatola degli occhi, sull'uniformità della luminosità, sulla trasmissione della luce, sulla dispersione della luce e sull'estetica.

Tuttavia, una configurazione single-green non implica certamente un design della guida d’onda più semplice. Le informazioni disponibili al pubblico di iO descrivono tre componenti ottici in un unico diagramma esploso, rilevando anche una vestibilità sottile e leggera 1:1 con le lenti graduate dell'utente. Le successive istruzioni di montaggio ufficiali chiariscono ulteriormente che gli elementi rifrangenti di iO sono direttamente integrati con l'ottica del display.

Pertanto, i 'tre strati' qui menzionati dovrebbero essere interpretati come un gruppo di lenti piuttosto che come tre guide d'onda indipendenti. Poiché i materiali pubblici non etichettano il materiale e la funzione di ogni strato, non è chiaro quale serva da lente protettiva e quale da lente correttiva.

Le guide d'onda a verde singolo richiedono ancora di affrontare problemi quali eyebox, uniformità della luminosità, trasmissione della luce, dispersione di luce e artefatti arcobaleno; tuttavia, queste sfide sono inerenti alla guida d’onda stessa e non derivano dalla struttura a tre strati.

Una configurazione single-green non elimina tutte le sfide; piuttosto, rimuove la singola variabile più costosa.

I colori sugli scaffali sono determinati innanzitutto dall'attività.

Una volta calcolati completamente i compromessi tra il motore ottico e la guida d'onda, la rivisitazione della definizione del prodotto rivela una progressione chiara e logica.

L'X3 Pro deve visualizzare mappe a colori, interfacce di app, foto e contenuti spaziali. Il colore stesso trasmette informazioni; rimuoverlo comprometterebbe in modo significativo le capacità del prodotto.

L'iO, nel frattempo, mostra principalmente sottotitoli, testo del teleprompter, traduzioni, orari e brevi notifiche. Questi richiedono contenuti che siano immediatamente leggibili a colpo d'occhio; il valore marginale aggiunto dal colore è di gran lunga inferiore a quello di fattori quali peso, trasmissione della luce, durata della batteria e prezzo.

Pertanto, gli ingegneri non hanno semplicemente deciso per il verde e poi si sono affrettati a trovare le caratteristiche che si adattassero ad esso.

Il processo ha funzionato al contrario: il prodotto è stato definito per gestire solo informazioni ad alta frequenza e bassa densità, rendendo il 'verde monocromatico' la scelta logica.

È proprio qui che sta il valore di questi due paia di occhiali. Invece di forzare un unico dispositivo a coprire ogni possibile scenario, l’azienda ha suddiviso l’elaborazione spaziale e la visualizzazione delle informazioni quotidiane in due prodotti distinti.

Quando torneremo a circa 34 grammi?

Dal punto di vista ottico non è esclusa la tecnologia full-color.

Nel 2025, un team guidato da Chen (della Westlake University e altre istituzioni) ha pubblicato un articolo su eLight che descrive in dettaglio un prototipo di una guida d'onda diffrattiva in carburo di silicio a colori e monostrato. Il rapporto ufficiale citava un campo visivo di 30,82°, uno spessore di 0,75 mm e un peso di 3,795 g per l'unità monopezzo, dimostrando al contempo immagini a colori prive di artefatti arcobaleno.

Questi risultati dimostrano che è possibile produrre una guida d'onda molto sottile e a colori. Sebbene il documento abbia dimostrato l’elaborazione a livello di wafer da 4 pollici e l’integrazione di elementi Fresnel correttivi, non ha rivelato dati relativi alla resa dei lotti, ai costi end-to-end o all’affidabilità a livello di dispositivo, parametri essenziali per la produzione di massa nell’elettronica di consumo. Anche se l’approccio è fattibile, ciò non significa che un prodotto a colori da 34 grammi sia già pronto per il mercato.

Un altro percorso di sviluppo risiede nel motore ottico. Se la tecnologia MicroLED a colori può evolversi da una configurazione a tre pannelli più prisma a un design RGB monolitico veramente maturo, il carico strutturale associato alla combinazione di tre canali di colore sarà ridotto.

Pertanto, per determinare quando il verde cesserà di essere la scelta predefinita per gli occhiali intelligenti leggeri, è necessario monitorare tre fattori:

1. Se il volume e il consumo energetico dei motori ottici a colori possono avvicinarsi a quelli dei motori single-green mantenendo la stessa dimensione di apertura.

2. Se le guide d'onda a colori a strato singolo possono fornire contemporaneamente efficienza, uniformità, dimensioni della scatola degli occhi, tassi di rendimento ed efficienza dei costi soddisfacenti.

3. Se le applicazioni sugli occhiali richiedono effettivamente il colore e se gli utenti sono disposti ad accettare i compromessi in termini di consumo energetico e peso che il colore comporta.

Tutte e tre le condizioni devono essere soddisfatte.

Tornando all'inizio: l'X3 Pro mira a integrare nel dispositivo un sistema di calcolo spaziale nel modo più completo possibile, mentre l'iO cerca di mantenere una funzione di display pur assomigliando il più possibile ai normali occhiali. Il primo ha optato per il colore pieno, mentre il secondo ha scelto il verde; entrambe le decisioni derivano dalle rispettive definizioni di prodotto.

La vera domanda non è mai stata se il colore sia tecnicamente fattibile.

Piuttosto, la domanda è se il dispositivo possa ancora sembrare un paio di occhiali una volta incorporato il colore.

Fonte: AR Insights