Por que dois pares de óculos da mesma empresa são diferentes – um mostra todas as cores, enquanto o outro mantém apenas o verde?

Coloque o Thunderbird X3 Pro lado a lado com o recém-lançado iO e surgirá um conjunto de figuras intrigantes.

O X3 Pro possui uma tela binocular colorida; foi lançado com preço inicial de 8.999 yuans e pesa 76 gramas. O iO utiliza um display verde monocromático; estreou com 2.349 yuans e pesa 34 gramas.

Um dispositivo se aproxima mais de um sistema de computação espacial completo, enquanto o outro se assemelha a um par de óculos padrão. Embora sejam originários da mesma empresa, não seguiram o mesmo caminho de desenvolvimento.

A conclusão mais óbvia pode ser que a tecnologia colorida é simplesmente muito cara e pesada, necessitando, por enquanto, de uma abordagem exclusivamente ecológica.

No entanto, isso é apenas metade da história. O preço e o peso refletem o custo total e a massa do dispositivo – fatores que também abrangem o processador, as câmeras, os alto-falantes, o armazenamento e os recursos de rastreamento espacial – portanto, esses números não podem ser atribuídos apenas à cor da tela.

Para compreender verdadeiramente a distinção entre estes dois pares de óculos, é necessário observar uma análise mais detalhada da óptica.

Primeiro, separe o razão geral dos livros auxiliares.

Vejamos primeiro as especificações gerais do dispositivo.

O X3 Pro possui o chip Snapdragon AR1, 4 GB de RAM e 32 GB de armazenamento, câmera principal, câmera espacial e alto-falantes; ele também suporta navegação em mapas e interfaces de aplicativos. A definição do produto para o modelo iO é significativamente mais focada: faltam câmeras e alto-falantes, priorizando legendas, teleprompting, tradução, notificações e exibição de informações.

Portanto, a diferença de 42 gramas entre os dispositivos 76g e 34g não pode ser atribuída de forma simplista à adição de recursos coloridos. Da mesma forma, a diferença de preço – 8.999 yuans versus 2.349 yuans – representa muito mais do que apenas uma atualização de cores.

Quando examinamos a óptica, o verdadeiro custo de adicionar cor torna-se aparente.

RayNeo anunciou que o volume do motor óptico colorido 'Firefly' do X3 Pro é de 0,36 cc, enquanto o motor óptico monocromático verde 'Firefly Nano' do iO mede 0,085 cc.

Dividir 0,36 por 0,085 resulta em uma proporção de aproximadamente 4,2.

Embora isso não constitua uma comparação estrita de 'maçãs com maçãs' - dado que os dois mecanismos ópticos diferem no tempo de lançamento, nas restrições de embalagem e nas metas de desempenho - as especificações divulgadas publicamente pela mesma empresa ilustram a escala da diferença: a 'margem' primária obtida ao optar pelo verde monocromático está no volume do próprio mecanismo óptico.

Por que verde, de todas as cores?

Se apenas uma cor deve ser mantida, por que não escolher nem o vermelho nem o azul?

Dois fatores distintos devem ser considerados aqui: eficiência do dispositivo e brilho percebido; estes não devem ser confundidos.

A eficiência do dispositivo dos MicroLEDs azuis não é inerentemente inferior à dos verdes. Woo et al. fabricou estruturas de mesa circulares variando de 3 a 150 μm de diâmetro usando um wafer azul e dois wafers verdes de qualidade diferente. Para diâmetros superiores a 5 μm, a amostra azul exibiu maior eficiência de fotoluminescência absoluta (PL) do que a amostra verde 1. Foi apenas na escala de 3 μm que a amostra verde 1 ultrapassou a amostra azul. A amostra verde 2, por sua vez, mostrou menor eficiência do que a amostra azul em todos os tamanhos testados.

Mesmo dentro do espectro verde, as curvas de eficiência podem variar significativamente. A classificação da eficiência após a miniaturização depende da interação entre a eficiência intrínseca do wafer e a recombinação da superfície; não se pode tirar conclusões baseadas apenas na cor da emissão.

Consideremos também o fator olho humano. A função de eficiência luminosa fotópica CIE atinge o pico próximo a 555 nm. Isto significa que, numa comparação teórica onde outras condições permanecem constantes, a luz próxima deste comprimento de onda é mais eficazmente convertida em brilho visual percebido.

A luz verde cai diretamente na região de alta sensibilidade para a visão fotópica humana. Ao exibir elementos como legendas, setas ou notificações breves, uma configuração verde monocromática oferece um equilíbrio mais eficiente entre legibilidade e utilização de energia óptica.

A luz vermelha enfrenta restrições práticas adicionais. À medida que os MicroLEDs vermelhos AlGaInP são miniaturizados, o impacto da recombinação não radiativa da parede lateral na eficiência se intensifica; artigos de pesquisa frequentemente citam a lacuna de eficiência entre os LEDs vermelhos e azuis/verdes como um desafio crítico.

Isso não significa necessariamente que os MicroLEDs verdes possuam a mais alta eficiência em nível de dispositivo. O desempenho real do sistema depende de uma combinação de fatores: eficiência do chip emissor de luz, captura de luz do motor óptico, eficiência da difração do guia de ondas e resposta do olho humano. Além disso, uma vez que o comprimento de onda de emissão específico do dispositivo iO não foi divulgado, não se pode simplesmente substituir o valor de pico de 555 nm pelas especificações reais do produto.

Portanto, uma avaliação mais precisa é esta: uma abordagem monocromática elimina a necessidade de dois canais de luz adicionais, enquanto a escolha do verde alinha a saída com o pico de sensibilidade do olho humano. É uma equação de nível de sistema que envolve tecnologia de chip, óptica e fisiologia humana – não apenas uma simples comparação de qual tipo de chip possui a maior Eficiência Quântica Externa (EQE).

Layout Óptico-Mecânico: Configuração colorida com dois caminhos ópticos adicionais e um único estágio de combinação de cores.

O mecanismo óptico colorido do X3 Pro utiliza canais MicroLED vermelhos, verdes e azuis, sobrepondo as três imagens em um único eixo óptico por meio de um prisma de combinação de cores.

Em contraste, um sistema verde monocromático lida com apenas um único caminho de luz.

Não se trata apenas de eliminar dois painéis de microdisplay; os sistemas coloridos também devem lidar com prismas de combinação de cores, o alinhamento de três eixos ópticos, equilíbrio de branco entre cores e consistência de cores em meio a flutuações de temperatura. Ao ampliar para um sistema binocular, esses requisitos de componentes e calibração devem ser replicados para os olhos esquerdo e direito.

Portanto, miniaturizar um mecanismo óptico colorido requer olhar além do tamanho da própria tela; a lente de projeção, o prisma, os componentes estruturais e as tolerâncias de montagem localizadas atrás da tela consomem um espaço valioso dentro do braço da têmpora.

Isso explica por que, embora um motor óptico colorido de 0,36 cc já seja notavelmente compacto, a iO ainda está desenvolvendo um motor 'Nano' verde monocromático de 0,085 cc.

Para um produto que visa se assemelhar a óculos padrão, cada pedaço de volume economizado na haste da têmpora pode ser realocado para a bateria, integridade estrutural, equilíbrio de peso e estética.

Ledger de guia de ondas: faltar uma cor significa perder todo um conjunto de restrições.

Depois que o mecanismo óptico gera uma imagem, o guia de ondas deve entregar essa imagem ao olho do usuário.

Guias de onda difrativos contam com redes micro-nano para alterar a direção da propagação da luz. Como o comprimento de onda é um fator direto na equação da rede, as luzes vermelha, verde e azul não se alinham naturalmente em termos de ângulo de propagação ou eficiência de difração quando encontram a mesma rede.

Existem duas abordagens típicas para obter uma exibição colorida. O método tradicional atribui diferentes camadas de guias de onda a cores diferentes, embora isso tenha o custo de maior espessura e complexidade de montagem. A alternativa é multiplexar vários períodos de grade em um único guia de ondas; embora isso permita um produto mais fino, transfere a carga do design para fatores como uniformidade de cores, diafonia, fantasmas, eficiência e tolerâncias de fabricação.

O X3 Pro implementou com sucesso a exibição colorida em um guia de onda difrativo gravado de camada única, demonstrando que a capacidade colorida não requer o empilhamento de três lentes separadas.

O valor de uma configuração verde única reside em mais do que apenas a eliminação de uma camada de vidro. Ele elimina o desafio de design da correspondência de comprimentos de onda cruzados, permitindo que a equipe de engenharia concentre esforços de otimização na caixa ocular, uniformidade de brilho, transmissão de luz, vazamento de luz e estética.

No entanto, uma configuração verde única certamente não implica um design de guia de ondas mais simples. As informações publicamente disponíveis da iO retratam três componentes ópticos em um único diagrama de visão explodida, ao mesmo tempo em que observam um ajuste fino e leve de 1:1 com as lentes de prescrição do usuário. As instruções oficiais de montagem subsequentes esclarecem ainda mais que os elementos refrativos do iO estão diretamente integrados à óptica do display.

Portanto, as “três camadas” mencionadas aqui devem ser interpretadas como um conjunto de lentes em vez de três guias de ondas independentes. Como os materiais públicos não identificam o material e a função de cada camada, ainda não está claro qual serve como lente protetora e qual serve como lente de prescrição.

Guias de ondas verdes únicos ainda exigem a abordagem de questões como caixa ocular, uniformidade de brilho, transmissão de luz, vazamento de luz e artefatos de arco-íris; no entanto, estes desafios são inerentes ao próprio guia de ondas e não decorrem da estrutura de três camadas.

Uma configuração verde única não elimina todos os desafios; em vez disso, remove a variável mais dispendiosa.

As cores nas prateleiras são determinadas primeiro pela tarefa.

Depois que as compensações entre o motor óptico e o guia de ondas forem totalmente calculadas, a revisão da definição do produto revela uma progressão clara e lógica.

O X3 Pro precisa exibir mapas coloridos, interfaces de aplicativos, fotos e conteúdo espacial. A própria cor transmite informações; removê-lo comprometeria significativamente as capacidades do produto.

Enquanto isso, o iO exibe principalmente legendas, texto de teleprompter, traduções, programações e notificações breves. Eles exigem conteúdo que possa ser lido instantaneamente; o valor marginal agregado pela cor é muito inferior ao de fatores como peso, transmitância de luz, duração da bateria e preço.

Portanto, os engenheiros não decidiram simplesmente pelo verde e depois lutaram para encontrar recursos que se adequassem a ele.

O processo funcionou ao contrário: o produto foi definido para lidar apenas com informações de alta frequência e baixa densidade, tornando o “verde monocromático” a escolha lógica.

É precisamente aqui que reside o valor destes dois pares de óculos. Em vez de forçar um único dispositivo para cobrir todos os cenários possíveis, a empresa dividiu a computação espacial e a exibição de informações cotidianas em dois produtos distintos.

Quando voltará a cerca de 34 gramas?

A tecnologia colorida não foi descartada do ponto de vista óptico.

Em 2025, uma equipe liderada por Chen (da Westlake University e outras instituições) publicou um artigo na eLight detalhando um protótipo de um guia de ondas difrativo de carboneto de silício colorido de camada única. O relatório oficial citou um campo de visão de 30,82°, uma espessura de 0,75 mm e um peso de 3,795 g para a unidade de peça única, ao mesmo tempo que demonstra imagens coloridas livres de artefatos de arco-íris.

Estes resultados provam que é possível fabricar um guia de ondas muito fino e colorido. Embora o artigo demonstrasse o processamento em nível de wafer de 4 polegadas e a integração de elementos corretivos de Fresnel, ele não divulgou dados sobre rendimentos de lote, custos de ponta a ponta ou confiabilidade em nível de dispositivo – métricas essenciais para a produção em massa de produtos eletrônicos de consumo. Embora a abordagem seja viável, isso não significa que um produto colorido de 34 gramas ainda esteja pronto para o mercado.

Outro caminho de desenvolvimento está no mecanismo óptico. Se a tecnologia MicroLED colorida puder evoluir de uma configuração de três painéis mais prisma para um design RGB monolítico verdadeiramente maduro, a carga estrutural associada à combinação de três canais de cores será reduzida.

Portanto, para determinar quando o verde deixará de ser a escolha padrão para óculos inteligentes leves, deve-se monitorar três fatores:

1. Se o volume e o consumo de energia dos motores ópticos coloridos podem se aproximar dos motores verdes únicos, mantendo o mesmo tamanho de abertura.

2. Se os guias de ondas coloridos de camada única podem fornecer simultaneamente eficiência, uniformidade, tamanho da caixa ocular, taxas de rendimento e economia satisfatórios.

3. Se as aplicações nos óculos realmente exigem cor e se os usuários estão dispostos a aceitar as compensações no consumo de energia e no peso que a cor acarreta.

Todas as três condições devem ser atendidas.

Voltando ao início: o X3 Pro pretende incluir um sistema de computação espacial no dispositivo da forma mais completa possível, enquanto o iO procura manter uma função de exibição enquanto se parece tanto com óculos comuns quanto possível. O primeiro optou pelo colorido, enquanto o segundo optou pelo verde; ambas as decisões decorrem das respectivas definições de produto.

A verdadeira questão nunca foi se a cor é tecnicamente viável.

Em vez disso, a questão é se o dispositivo ainda pode parecer um par de óculos depois que a cor é incorporada.

Fonte: AR Insights