같은 회사의 안경 두 개가 다른 이유는 무엇입니까? 하나는 풀 컬러를 표시하고 다른 하나는 녹색만 표시합니까?

Thunderbird X3 Pro를 새로 출시된 iO와 나란히 놓으면 일련의 흥미로운 수치가 나타납니다.

X3 Pro는 풀컬러 쌍안경 디스플레이를 갖추고 있습니다. 가격은 8999위안, 무게는 76g이다. iO는 단색 녹색 디스플레이를 사용합니다. 가격은 2,349위안이고 무게는 34g이다.

한 장치는 본격적인 공간 컴퓨팅 시스템에 더 가깝고 다른 장치는 표준 안경과 유사합니다. 같은 회사에서 시작되었지만 동일한 개발 경로를 따르지는 않았습니다.

가장 분명한 결론은 풀 컬러 기술이 너무 비싸고 무거워서 당분간 친환경 전용 접근 방식이 필요하다는 것입니다.

그러나 그것은 이야기의 절반에 불과합니다. 가격과 무게는 장치의 총 비용과 질량(프로세서, 카메라, 스피커, 저장 장치 및 공간 추적 기능을 포함하는 요소)을 반영하므로 이러한 수치를 디스플레이 색상에만 국한시킬 수는 없습니다.

이 두 안경의 차이점을 진정으로 이해하려면 광학 장치에 대한 보다 자세한 분석을 살펴봐야 합니다.

먼저, 총계정원장과 보조원장을 분리합니다.

먼저 전반적인 기기 사양을 살펴보겠습니다.

X3 Pro는 Snapdragon AR1 칩, 4GB RAM 및 32GB 스토리지, 메인 카메라, 공간 카메라 및 스피커를 갖추고 있습니다. 또한 지도 탐색 및 애플리케이션 인터페이스도 지원합니다. iO 모델의 제품 정의는 훨씬 더 집중적입니다. 카메라와 스피커가 부족하고 대신 자막, 텔레프롬프트, 번역, 알림 및 정보 표시를 우선시합니다.

따라서 76g과 34g 장치의 42g 차이는 단순히 풀 컬러 기능 추가로 인한 것일 수 없습니다. 마찬가지로 가격 차이(8,999위안 대 2,349위안)는 단순한 색상 업그레이드 그 이상을 의미합니다.

광학 장치를 살펴보면 색상을 추가하는 데 드는 실제 비용이 분명해집니다.

RayNeo는 X3 Pro의 'Firefly' 풀컬러 광학 엔진의 용량이 0.36cc인 반면, iO의 'Firefly Nano' 단색 녹색 광학 엔진의 용량은 0.085cc라고 발표했습니다.

0.36을 0.085로 나누면 대략 4.2의 비율이 나옵니다.

두 개의 광학 엔진이 출시 시기, 패키징 제한 사항 및 성능 목표가 서로 다르다는 점을 고려하면 이것이 엄밀한 '사과' 비교를 구성하는 것은 아니지만, 같은 회사에서 공개적으로 발표한 사양은 차이의 규모를 보여줍니다. 단색 녹색을 선택하여 얻은 주요 '마진'은 광학 엔진 자체의 볼륨에 있습니다.

모든 색상 중 왜 녹색인가요?

한 가지 색상만 유지하려면 왜 빨간색도 파란색도 선택하지 않습니까?

여기서는 장치 효율성과 인지된 밝기라는 두 가지 요소를 고려해야 합니다. 이것들은 합쳐져서는 안 됩니다.

파란색 MicroLED의 장치 효율성은 본질적으로 녹색 MicroLED의 효율성보다 낮지 않습니다. 우 외. 서로 다른 품질의 파란색 웨이퍼 1개와 녹색 웨이퍼 2개를 사용하여 직경 3~150μm 범위의 원형 메사 구조를 제작했습니다. 5μm를 초과하는 직경의 경우 파란색 샘플은 녹색 샘플 1보다 더 높은 절대 광발광(PL) 효율을 나타냈습니다. 녹색 샘플 1이 파란색 샘플을 능가한 것은 3μm 규모였습니다. 한편, 녹색 샘플 2는 테스트된 모든 크기에서 파란색 샘플보다 낮은 효율성을 나타냈습니다.

녹색 스펙트럼 내에서도 효율성 곡선은 크게 다를 수 있습니다. 소형화 후 효율성 순위는 웨이퍼의 고유 효율성과 표면 재결합 간의 상호 작용에 따라 달라집니다. 방출 색상만으로는 결론을 내릴 수 없습니다.

인간의 눈 요소도 고려해 봅시다. CIE 포토픽 발광 효율 함수는 555nm 근처에서 최고조에 달합니다. 이는 다른 조건이 일정하게 유지되는 이론적 비교에서 이 파장 근처의 빛이 인지된 시각적 밝기로 더 효과적으로 변환된다는 것을 의미합니다.

녹색광은 인간의 광시 시력에 대한 고감도 영역에 속합니다. 자막, 화살표 또는 간략한 알림과 같은 요소를 표시할 때 단색 녹색 설정은 가독성과 광전력 활용 간의 보다 효율적인 균형을 제공합니다.

빨간불은 추가적인 실질적인 제약에 직면해 있습니다. AlGaInP 적색 MicroLED가 소형화됨에 따라 측벽 비방사성 재결합이 효율성에 미치는 영향이 더욱 커집니다. 연구 논문에서는 빨간색과 파란색/녹색 LED 사이의 효율성 격차를 중요한 과제로 자주 언급합니다.

이는 반드시 녹색 MicroLED가 가장 높은 장치 수준 효율을 갖는다는 것을 의미하지는 않습니다. 실제 시스템 성능은 발광 칩 효율성, 광학 엔진 광 캡처, 도파관 회절 효율성, 사람의 눈 반응 등 여러 요인의 조합에 따라 달라집니다. 또한, iO 소자의 구체적인 발광 파장이 공개되지 않았기 때문에 단순히 555nm 피크 값을 실제 제품 사양으로 대체할 수는 없습니다.

따라서 보다 정확한 평가는 다음과 같습니다. 단색 접근 방식을 사용하면 두 개의 추가 광 채널이 필요하지 않으며 녹색을 선택하면 출력이 인간 눈의 최대 감도에 맞춰집니다. 이는 단순히 어떤 칩 유형이 가장 높은 외부양자효율(EQE)을 자랑하는지를 단순히 비교하는 것이 아니라, 칩 기술, 광학, 인간 생리학을 포함하는 시스템 수준의 방정식입니다.

광학-기계 레이아웃: 두 개의 추가 광학 경로와 단일 색상 결합 스테이지를 갖춘 풀 컬러 구성입니다.

X3 Pro의 풀 컬러 광학 엔진은 빨간색, 녹색 및 파란색 MicroLED 채널을 활용하여 색상 결합 프리즘을 통해 세 개의 이미지를 단일 광축에 겹쳐 놓습니다.

이와 대조적으로 단색 녹색 시스템은 단일 광선 경로만 처리합니다.

단순히 두 개의 마이크로 디스플레이 패널을 없애는 문제가 아닙니다. 풀 컬러 시스템은 또한 색상 결합 프리즘, 세 개의 광축 정렬, 교차 색상 화이트 밸런스 및 온도 변동에 따른 색상 일관성과도 싸워야 합니다. 양안 시스템으로 확장할 때 이러한 구성 요소 및 보정 요구 사항은 왼쪽 눈과 오른쪽 눈 모두에 대해 복제되어야 합니다.

따라서 풀컬러 광학 엔진을 소형화하려면 디스플레이 화면 자체의 크기를 넘어서는 것이 필요합니다. 스크린 뒤에 위치한 투사 렌즈, 프리즘, 구조적 구성 요소 및 조립 공차는 모두 관자놀이 팔 내에서 귀중한 공간을 차지합니다.

이는 0.36cc 풀컬러 광학 엔진이 이미 매우 컴팩트함에도 불구하고 iO가 여전히 0.085cc 단색 녹색 '나노' 엔진을 개발하고 있는 이유를 설명합니다.

표준 안경과 유사한 제품을 목표로 하는 제품의 경우 관자놀이 팔에 저장된 모든 볼륨을 배터리, 구조적 무결성, 무게 균형 및 미적 측면에 재할당할 수 있습니다.

Waveguide Ledger: 하나의 색상이 누락되면 전체 제약 조건 세트가 누락되었음을 의미합니다.

광학 엔진이 이미지를 생성한 후 도파관은 해당 이미지를 사용자의 눈에 전달해야 합니다.

회절 도파관은 마이크로 나노 격자를 사용하여 빛 전파 방향을 변경합니다. 파장은 격자 방정식의 직접적인 요소이기 때문에 빨간색, 녹색 및 파란색 빛은 동일한 격자를 만날 때 전파 각도 또는 회절 효율 측면에서 자연스럽게 정렬되지 않습니다.

풀 컬러 디스플레이를 달성하는 데에는 두 가지 일반적인 접근 방식이 있습니다. 전통적인 방법은 다양한 도파관 레이어를 다양한 색상에 할당하지만 이로 인해 두께가 증가하고 조립이 복잡해집니다. 대안은 여러 격자 주기를 단일 도파관으로 다중화하는 것입니다. 이를 통해 제품이 더 얇아지지만 디자인 부담은 색상 균일성, 누화, 고스팅, 효율성, 제조 공차 등의 요소로 옮겨집니다.

X3 Pro는 단일 레이어 에칭 회절 도파관 내에서 풀 컬러 디스플레이를 성공적으로 구현하여 풀 컬러 기능이 세 개의 별도 렌즈를 쌓을 필요가 없음을 입증했습니다.

단일 그린 구성의 가치는 단순히 유리 층을 제거하는 것 이상입니다. 이는 교차 파장 매칭의 설계 과제를 제거하여 엔지니어링 팀이 아이박스, 밝기 균일성, 광 투과, 빛 누출 및 미학에 최적화 노력을 집중할 수 있도록 합니다.

그러나 단일 녹색 구성이 더 단순한 도파관 설계를 의미하는 것은 아닙니다. iO에서 공개적으로 사용 가능한 정보는 단일 분해도에 세 가지 광학 구성 요소를 묘사하는 동시에 사용자 처방 렌즈와 1:1로 얇고 가벼운 핏을 제공합니다. 후속 공식 피팅 지침에서는 iO의 굴절 요소가 디스플레이 광학 장치와 직접 통합되어 있음을 더욱 명확하게 설명합니다.

따라서 여기서 언급된 '세 개의 레이어'는 세 개의 독립적인 도파관이 아니라 렌즈 어셈블리로 해석되어야 합니다. 공개 자료에는 각 레이어의 재질과 기능이 표시되어 있지 않기 때문에 어느 것이 보호 렌즈 역할을 하고 어느 것이 처방 렌즈 역할을 하는지 불분명합니다.

단일 녹색 도파관은 여전히 ​​아이박스, 밝기 균일성, 광 투과, 빛 누출 및 무지개 아티팩트와 같은 문제를 해결해야 합니다. 그러나 이러한 문제는 도파관 자체에 내재된 것이며 3층 구조에서 비롯된 것이 아닙니다.

단일 그린 구성으로 모든 문제가 해결되는 것은 아닙니다. 오히려 가장 비용이 많이 드는 단일 변수를 제거합니다.

선반의 색상은 작업에 따라 먼저 결정됩니다.

광학 엔진과 도파관의 장단점을 완전히 계산한 후 제품 정의를 다시 살펴보면 명확하고 논리적인 진행 상황을 알 수 있습니다.

X3 Pro는 컬러 맵, 앱 인터페이스, 사진 및 공간 콘텐츠를 표시해야 합니다. 색상 자체는 정보를 전달합니다. 이를 제거하면 제품 성능이 크게 저하될 수 있습니다.

한편 iO는 주로 자막, 텔레프롬프터 텍스트, 번역, 일정 및 간단한 알림을 표시합니다. 이를 위해서는 한 눈에 즉시 읽을 수 있는 콘텐츠가 필요합니다. 색상이 부가하는 한계가치는 무게, 빛투과율, 배터리 수명, 가격 등 요소에 비해 훨씬 낮습니다.

따라서 엔지니어들은 단순히 친환경을 결정한 다음 그에 맞는 기능을 찾기 위해 애쓰지 않았습니다.

프로세스는 반대 방향으로 진행되었습니다. 제품은 고주파수, 저밀도 정보만 처리하도록 정의되어 '단색 녹색'을 논리적인 선택으로 만들었습니다.

이 두 안경의 가치는 바로 여기에 있습니다. 단일 장치로 가능한 모든 시나리오를 처리하도록 강요하는 대신 회사는 공간 컴퓨팅과 일상 정보 디스플레이를 두 개의 개별 제품으로 분할했습니다.

언제쯤 34g으로 돌아오나요?

풀컬러 기술은 광학적 관점에서 배제되지 않습니다.

2025년에 Chen(Westlake University 및 기타 기관 소속)이 이끄는 팀은 eLight 에 단일 레이어 풀 컬러 탄화 규소 회절 도파관의 프로토타입을 자세히 설명하는 논문을 발표했습니다. 공식 보고서에서는 일체형 유닛의 경우 시야각 30.82°, 두께 0.75mm, 무게 3.795g을 언급하면서 무지개 아티팩트가 없는 풀 컬러 이미징을 시연했습니다.

이러한 결과는 매우 얇은 풀컬러 도파관 제조가 가능함을 입증합니다. 이 논문에서는 4인치 웨이퍼 수준 처리와 교정 프레넬 요소의 통합을 시연했지만 배치 수율, 종단 간 비용 또는 장치 수준 신뢰성(소비자 전자 제품의 대량 생산에 필수적인 측정 기준)에 관한 데이터는 공개하지 않았습니다. 이러한 접근 방식은 실행 가능하지만 34그램 풀 컬러 제품이 아직 시장에 출시될 준비가 되어 있다는 의미는 아닙니다.

또 다른 개발 경로는 광학 엔진에 있습니다. 풀 컬러 MicroLED 기술이 3패널 + 프리즘 설정에서 완전히 성숙한 모놀리식 RGB 디자인으로 진화할 수 있다면 3가지 색상 채널 결합과 관련된 구조적 부담이 줄어들 것입니다.

따라서 녹색이 경량 스마트 안경의 기본 선택이 아닌 시기를 결정하려면 다음 세 가지 요소를 모니터링해야 합니다.

1. 동일한 구경 크기를 유지하면서 풀 컬러 광학 엔진의 용량 및 전력 소비가 단일 녹색 엔진에 근접할 수 있는지 여부.

2. 단일 레이어 풀 컬러 도파관이 만족스러운 효율성, 균일성, 아이박스 크기, 수율 및 비용 효율성을 동시에 제공할 수 있는지 여부.

3. 안경 응용 프로그램에 실제로 색상이 필요한지 여부와 사용자가 색상에 수반되는 전력 소비 및 무게의 균형을 기꺼이 수용하는지 여부입니다.

세 가지 조건을 모두 충족해야 합니다.

처음으로 돌아가서 X3 Pro는 공간 컴퓨팅 시스템을 장치에 최대한 담아내는 것을 목표로 하는 반면, iO는 가능한 한 일반 안경과 비슷하게 보이면서 디스플레이 기능을 유지하려고 합니다. 전자는 풀 컬러를 선택했고 후자는 녹색을 선택했습니다. 두 결정 모두 해당 제품 정의에서 비롯됩니다.

실제 질문은 색상이 기술적으로 실현 가능한지 여부가 아닙니다.

오히려 문제는 일단 색상이 통합되면 장치가 여전히 안경처럼 느껴질 수 있는지 여부입니다.

출처: AR 인사이트