เหตุใดแว่นตาสองคู่จากบริษัทเดียวกันจึงแตกต่างกัน—อันหนึ่งแสดงสีทั้งหมด ในขณะที่อีกอันเหลือเพียงสีเขียวเท่านั้น

วาง Thunderbird X3 Pro ไว้เคียงข้างกันกับ iO ที่เพิ่งเปิดตัว และชุดตัวเลขที่น่าสนใจก็ปรากฏขึ้น

X3 Pro มีจอแสดงผลสองตาสีเต็มรูปแบบ เปิดตัวด้วยราคาเริ่มต้น 8,999 หยวน และหนัก 76 กรัม iO ใช้จอแสดงผลสีเขียวแบบโมโนโครม เปิดตัวที่ 2,349 หยวน และหนัก 34 กรัม

อุปกรณ์เครื่องหนึ่งโน้มตัวเข้าใกล้ระบบคอมพิวเตอร์เชิงพื้นที่เต็มรูปแบบมากขึ้น ในขณะที่อีกเครื่องหนึ่งมีลักษณะคล้ายกับแว่นตามาตรฐาน แม้ว่าพวกเขาจะมาจากบริษัทเดียวกัน แต่พวกเขาก็ไม่ได้เดินตามเส้นทางการพัฒนาเดียวกัน

ข้อสรุปที่ชัดเจนที่สุดอาจเป็นว่าเทคโนโลยีฟูลคัลเลอร์มีราคาแพงและหนักเกินไป ซึ่งจำเป็นต้องใช้แนวทางสีเขียวเท่านั้นในขณะนี้

อย่างไรก็ตามนั่นเป็นเพียงครึ่งเรื่องเท่านั้น ราคาและน้ำหนักสะท้อนถึงต้นทุนและมวลรวมของอุปกรณ์ ซึ่งเป็นปัจจัยที่รวมถึงโปรเซสเซอร์ กล้อง ลำโพง พื้นที่จัดเก็บข้อมูล และความสามารถในการติดตามเชิงพื้นที่ ดังนั้นตัวเลขเหล่านี้จึงไม่สามารถนำมาประกอบกับสีของจอแสดงผลเพียงอย่างเดียว

เพื่อให้เข้าใจความแตกต่างระหว่างแว่นตาทั้งสองคู่นี้อย่างแท้จริง เราต้องดูรายละเอียดเพิ่มเติมของเลนส์

ขั้นแรก แยกบัญชีแยกประเภททั่วไปออกจากบัญชีแยกประเภทย่อย

มาดูสเปกโดยรวมของอุปกรณ์กันก่อน

X3 Pro มีชิป Snapdragon AR1, RAM 4GB และพื้นที่เก็บข้อมูล 32GB, กล้องหลัก, กล้องอวกาศ และลำโพง นอกจากนี้ยังรองรับการนำทางด้วยแผนที่และอินเทอร์เฟซของแอปพลิเคชัน คำจำกัดความของผลิตภัณฑ์สำหรับรุ่น iO มีการเน้นมากขึ้นอย่างมาก เนื่องจากไม่มีกล้องและลำโพง โดยให้ความสำคัญกับคำบรรยายแทน การแจ้งทางไกล การแปล การแจ้งเตือน และการแสดงข้อมูล

ดังนั้นความแตกต่าง 42 กรัมระหว่างอุปกรณ์ 76g และ 34g จึงไม่สามารถนำมาประกอบกับการเพิ่มความสามารถแบบสีได้ง่ายๆ ในทำนองเดียวกัน ช่องว่างราคา 8,999 หยวน เทียบกับ 2,349 หยวน แสดงให้เห็นมากกว่าแค่การอัพเกรดสี

เมื่อเราตรวจสอบเลนส์ ต้นทุนที่แท้จริงของการเพิ่มสีก็จะปรากฏให้เห็นชัดเจน

RayNeo ได้ประกาศว่าปริมาตรของเครื่องยนต์ออพติคอลสีเต็มรูปแบบ 'Firefly' ของ X3 Pro คือ 0.36 ซีซี ในขณะที่เครื่องยนต์ออพติคอลสีเขียวขาวดำ 'Firefly Nano' ของ iO มีขนาด 0.085 ซีซี

การหาร 0.36 ด้วย 0.085 จะได้อัตราส่วนประมาณ 4.2

แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่ถือเป็นการเปรียบเทียบ 'apples-to-apples' ที่เข้มงวด เนื่องจากออปติคัลเอ็นจิ้นทั้งสองต่างกันในเรื่องระยะเวลาการเปิดตัว ข้อจำกัดของบรรจุภัณฑ์ และเป้าหมายด้านประสิทธิภาพ แต่ข้อกำหนดที่เผยแพร่ต่อสาธารณะจากบริษัทเดียวกันได้แสดงให้เห็นถึงขนาดของความแตกต่าง: 'ระยะขอบ' หลักที่ได้รับจากการเลือกสีเขียวขาวดำนั้นอยู่ในปริมาตรของออปติคัลเอ็นจิ้นนั้นเอง

ทำไมต้องเป็นสีเขียวทุกสี?

หากจะคงไว้เพียงสีเดียว ทำไมจึงเลือกทั้งสีแดงและสีน้ำเงิน?

ต้องพิจารณาปัจจัยสองประการที่แตกต่างกันที่นี่: ประสิทธิภาพของอุปกรณ์และความสว่างที่รับรู้; สิ่งเหล่านี้ไม่ควรนำมารวมกัน

ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ของ MicroLED สีน้ำเงินไม่ได้ต่ำกว่าประสิทธิภาพของสีเขียวโดยธรรมชาติ Woo และคณะ สร้างโครงสร้างเมซ่าทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 3 ถึง 150 ไมโครเมตร โดยใช้เวเฟอร์สีน้ำเงินหนึ่งอันและเวเฟอร์สีเขียวสองอันที่มีคุณภาพแตกต่างกัน สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางที่เกิน 5 μm ตัวอย่างสีน้ำเงินแสดงประสิทธิภาพโฟโตลูมิเนสเซนส์สัมบูรณ์ (PL) ที่สูงกว่าตัวอย่างสีเขียว 1 ที่ขนาด 3 μm เท่านั้นที่ตัวอย่างสีเขียว 1 เหนือกว่าตัวอย่างสีน้ำเงิน ในขณะเดียวกัน ตัวอย่างสีเขียว 2 มีประสิทธิภาพต่ำกว่าตัวอย่างสีน้ำเงินในทุกขนาดที่ทดสอบ

แม้จะอยู่ในสเปกตรัมสีเขียว เส้นโค้งประสิทธิภาพอาจแตกต่างกันอย่างมาก การจัดอันดับประสิทธิภาพหลังจากการย่อขนาดขึ้นอยู่กับการทำงานร่วมกันระหว่างประสิทธิภาพภายในของเวเฟอร์และการรวมตัวกันใหม่ของพื้นผิว ไม่มีใครสามารถสรุปผลจากสีที่ปล่อยออกมาเพียงอย่างเดียวได้

พิจารณาปัจจัยด้านสายตาของมนุษย์ด้วย ฟังก์ชั่นประสิทธิภาพการส่องสว่างด้วยแสงแบบ CIE มีค่าสูงสุดใกล้ 555 นาโนเมตร ซึ่งหมายความว่า ในการเปรียบเทียบทางทฤษฎีที่เงื่อนไขอื่นๆ ยังคงคงที่ แสงที่อยู่ใกล้ความยาวคลื่นนี้จะถูกแปลงเป็นความสว่างที่รับรู้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

แสงสีเขียวตกอยู่ในช่วงความไวแสงสูงสำหรับการมองเห็นด้วยแสงของมนุษย์ เมื่อแสดงองค์ประกอบต่างๆ เช่น คำบรรยาย ลูกศร หรือการแจ้งเตือนสั้นๆ การตั้งค่าสีเขียวแบบโมโนโครมจะให้ความสมดุลที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นระหว่างความสามารถในการอ่านและการใช้พลังงานแสง

แสงสีแดงเผชิญกับข้อจำกัดในทางปฏิบัติเพิ่มเติม เนื่องจาก MicroLED สีแดงของ AlGaInP ถูกย่อขนาดลง ผลกระทบของการรวมตัวกันอีกครั้งแบบไม่แผ่รังสีของแก้มยางต่อประสิทธิภาพจึงทวีความรุนแรงมากขึ้น บทความวิจัยมักอ้างถึงช่องว่างด้านประสิทธิภาพระหว่างไฟ LED สีแดงและสีน้ำเงิน/เขียวว่าเป็นความท้าทายที่สำคัญ

นี่ไม่ได้หมายความว่า MicroLED สีเขียวจะมีประสิทธิภาพระดับอุปกรณ์สูงสุดเสมอไป ประสิทธิภาพที่แท้จริงของระบบขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่างรวมกัน ได้แก่ ประสิทธิภาพของชิปเปล่งแสง การจับแสงของเครื่องยนต์แบบออปติคัล ประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนของท่อนำคลื่น และการตอบสนองของสายตามนุษย์ นอกจากนี้ เนื่องจากความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมาจำเพาะของอุปกรณ์ iO ไม่ได้รับการเปิดเผย เราจึงไม่สามารถทดแทนค่าสูงสุดที่ 555 นาโนเมตรสำหรับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์จริงได้

ดังนั้น การประเมินที่แม่นยำยิ่งขึ้นคือ: วิธีการแบบเอกรงค์เดียวไม่จำเป็นต้องใช้ช่องแสงเพิ่มเติมอีกสองช่อง ในขณะที่การเลือกสีเขียวจะปรับเอาต์พุตให้ตรงกับความไวสูงสุดของดวงตามนุษย์ เป็นสมการระดับระบบที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีชิป เลนส์ และสรีรวิทยาของมนุษย์ ไม่ใช่แค่การเปรียบเทียบง่ายๆ ว่าชิปประเภทใดมีประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก (EQE) สูงที่สุด

เค้าโครงเชิงกลด้วยแสง: การกำหนดค่าสีเต็มรูปแบบพร้อมเส้นทางแสงเพิ่มเติมสองเส้นทางและขั้นตอนการรวมสีเดียว

ระบบออพติคอลสีเต็มรูปแบบของ X3 Pro ใช้ช่อง MicroLED สีแดง เขียว และน้ำเงิน ซ้อนภาพสามภาพบนแกนแสงเดียวผ่านปริซึมที่รวมสี

ในทางตรงกันข้าม ระบบสีเขียวขาวดำจะจัดการเฉพาะเส้นทางแสงเดียวเท่านั้น

มันไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของการกำจัดแผงไมโครจอแสดงผลสองจอเท่านั้น ระบบสีสมบูรณ์ยังต้องแข่งขันกับปริซึมที่รวมสี การจัดแกนแสงสามแกน สมดุลสีขาวข้ามสี และความสม่ำเสมอของสีตลอดความผันผวนของอุณหภูมิ เมื่อขยายไปสู่ระบบสองตา ส่วนประกอบและข้อกำหนดในการสอบเทียบเหล่านี้จะต้องถูกจำลองสำหรับทั้งตาข้างซ้ายและขวา

ดังนั้น การย่อขนาดเอ็นจิ้นออพติคัลสีเต็มรูปแบบจึงต้องมองข้ามขนาดของหน้าจอแสดงผล เลนส์ฉายภาพ ปริซึม ส่วนประกอบโครงสร้าง และความคลาดเคลื่อนในการประกอบที่อยู่ด้านหลังหน้าจอ ล้วนใช้พื้นที่อันมีค่าภายในแขนขาแว่น

สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมถึงแม้เครื่องยนต์ออพติคัลสีสมบูรณ์ 0.36 ซีซีจะมีขนาดกะทัดรัดอย่างน่าทึ่ง แต่ iO ยังคงพัฒนาเครื่องยนต์ 'นาโน' สีเขียวขาวดำ 0.085 ซีซี

สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มุ่งหวังให้มีลักษณะคล้ายกับแว่นตามาตรฐาน ทุกปริมาตรที่บันทึกไว้ภายในแขนขาแว่นสามารถจัดสรรใหม่ให้กับแบตเตอรี่ ความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ความสมดุลของน้ำหนัก และความสวยงาม

Waveguide Ledger: การขาดสีเดียวหมายความว่าไม่มีข้อจำกัดทั้งชุด

หลังจากที่กลไกออปติคอลสร้างภาพ ท่อนำคลื่นจะต้องส่งภาพนั้นไปยังดวงตาของผู้ใช้

ท่อนำคลื่นแบบเลี้ยวเบนอาศัยตะแกรงไมโครนาโนเพื่อเปลี่ยนทิศทางของการแพร่กระจายของแสง เนื่องจากความยาวคลื่นเป็นปัจจัยโดยตรงในสมการเกรตติ้ง แสงสีแดง เขียว และสีน้ำเงินจึงไม่อยู่ในแนวเดียวกันตามธรรมชาติในแง่ของมุมการแพร่กระจายหรือประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนเมื่อพบกับตะแกรงเดียวกัน

มีสองวิธีทั่วไปเพื่อให้ได้จอแสดงผลสีเต็มรูปแบบ วิธีการแบบดั้งเดิมจะกำหนดชั้นท่อนำคลื่นที่แตกต่างกันให้กับสีที่ต่างกัน แม้ว่าจะต้องแลกกับความหนาที่เพิ่มขึ้นและความซับซ้อนในการประกอบก็ตาม อีกทางเลือกหนึ่งคือการมัลติเพล็กซ์หลายคาบเกรตติงเป็นท่อนำคลื่นเดียว แม้ว่าสิ่งนี้จะทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่บางลง แต่ก็เปลี่ยนภาระการออกแบบไปยังปัจจัยต่างๆ เช่น ความสม่ำเสมอของสี crosstalk การโกสต์ ประสิทธิภาพ และความทนทานต่อการผลิต

X3 Pro ประสบความสำเร็จในการติดตั้งจอแสดงผลสีเต็มรูปแบบภายในท่อนำคลื่นแบบเลี้ยวเบนแบบเลี้ยวเบนชั้นเดียว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความสามารถด้านสีเต็มรูปแบบไม่จำเป็นต้องวางเลนส์สามตัวแยกกัน

ค่าของการกำหนดค่าสีเขียวเดี่ยวนั้นไม่ใช่แค่การกำจัดชั้นกระจกเท่านั้น โดยขจัดความท้าทายด้านการออกแบบของการจับคู่ความยาวคลื่นข้าม ช่วยให้ทีมวิศวกรมุ่งความสนใจไปที่ความพยายามในการเพิ่มประสิทธิภาพไปที่กล่องตา ความสม่ำเสมอของความสว่าง การส่งผ่านแสง การรั่วไหลของแสง และความสวยงาม

อย่างไรก็ตาม การกำหนดค่าสีเขียวเดี่ยวไม่ได้หมายความถึงการออกแบบท่อนำคลื่นที่เรียบง่ายกว่าอย่างแน่นอน ข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะจาก iO แสดงให้เห็นส่วนประกอบทางแสงสามชิ้นในแผนภาพแบบขยายมุมมองเดียว ขณะเดียวกันก็สังเกตเห็นความบางและน้ำหนักเบาในอัตราส่วน 1:1 ที่พอดีกับเลนส์สั่งตัดของผู้ใช้ คำแนะนำในการติดตั้งอย่างเป็นทางการครั้งต่อไปจะชี้แจงเพิ่มเติมว่าองค์ประกอบการหักเหของแสงของ iO ได้รับการรวมเข้ากับเลนส์แสดงผลโดยตรง

ดังนั้น 'สามชั้น' ที่กล่าวถึงในที่นี้จึงควรตีความว่าเป็นชุดเลนส์แทนที่จะเป็นท่อนำคลื่นอิสระสามท่อ เนื่องจากวัสดุสาธารณะไม่ได้ติดป้ายวัสดุและการทำงานของแต่ละชั้น จึงยังไม่ชัดเจนว่าเลนส์ใดทำหน้าที่เป็นเลนส์ป้องกันและเลนส์ใดเป็นเลนส์สั่งจ่ายยา

ท่อนำคลื่นสีเขียวเดี่ยวยังคงต้องการการจัดการปัญหาต่างๆ เช่น กล่องตา ความสม่ำเสมอของความสว่าง การส่งผ่านแสง การรั่วไหลของแสง และความผิดปกติของสายรุ้ง อย่างไรก็ตาม ความท้าทายเหล่านี้มีอยู่ในท่อนำคลื่นและไม่ได้เกิดจากโครงสร้างสามชั้น

การกำหนดค่ากรีนเดี่ยวไม่ได้ขจัดทุกความท้าทาย แต่จะลบตัวแปรที่มีราคาแพงที่สุดตัวเดียวออก

สีบนชั้นวางจะถูกกำหนดตามงานก่อน

เมื่อคำนวณข้อที่ต้องเสียสำหรับกลไกออพติคอลและท่อนำคลื่นอย่างสมบูรณ์แล้ว การทบทวนคำจำกัดความของผลิตภัณฑ์อีกครั้งจะเผยให้เห็นความก้าวหน้าเชิงตรรกะที่ชัดเจน

X3 Pro จำเป็นต้องแสดงแผนที่สี อินเทอร์เฟซแอพ ภาพถ่าย และเนื้อหาเชิงพื้นที่ สีเองก็สื่อถึงข้อมูล การถอดออกจะส่งผลต่อความสามารถของผลิตภัณฑ์อย่างมาก

ในขณะเดียวกัน iO จะแสดงคำบรรยาย ข้อความ teleprompter การแปล กำหนดการ และการแจ้งเตือนสั้นๆ เป็นหลัก สิ่งเหล่านี้ต้องการเนื้อหาที่สามารถอ่านได้ทันที มูลค่าส่วนเพิ่มที่เพิ่มด้วยสีนั้นต่ำกว่าปัจจัยต่างๆ เช่น น้ำหนัก การส่งผ่านแสง อายุการใช้งานแบตเตอรี่ และราคาอย่างมาก

ดังนั้น วิศวกรจึงไม่เพียงแค่ตัดสินใจเลือกสีเขียวแล้วแย่งชิงคุณสมบัติที่เหมาะสม

กระบวนการทำงานในทางตรงกันข้าม: ผลิตภัณฑ์ถูกกำหนดให้จัดการเฉพาะข้อมูลความถี่สูงและมีความหนาแน่นต่ำ ทำให้ 'สีเขียวขาวดำ' เป็นตัวเลือกที่สมเหตุสมผล

นี่คือจุดที่มูลค่าของแว่นตาทั้งสองคู่นี้อยู่ตรงนี้แหละ แทนที่จะบังคับให้อุปกรณ์ตัวเดียวครอบคลุมทุกสถานการณ์ที่เป็นไปได้ บริษัทได้แยกการประมวลผลเชิงพื้นที่และการแสดงข้อมูลในชีวิตประจำวันออกเป็นสองผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน

เมื่อไหร่จะกลับมาเหลือประมาณ 34 กรัมคะ?

เทคโนโลยีฟูลคัลเลอร์ไม่ได้ถูกแยกออกจากจุดยืนด้านการมองเห็น

ในปี 2025 ทีมงานที่นำโดย Chen (จากมหาวิทยาลัย Westlake และสถาบันอื่นๆ) ได้ตีพิมพ์บทความใน eLight ซึ่งมีรายละเอียดเกี่ยวกับต้นแบบของท่อนำคลื่นแบบกระจายแสงซิลิกอนคาร์ไบด์สีชั้นเดียว รายงานอย่างเป็นทางการอ้างถึงขอบเขตการมองเห็น 30.82° ความหนา 0.75 มม. และน้ำหนัก 3.795 กรัมสำหรับหน่วยชิ้นเดียว ในขณะที่สาธิตการถ่ายภาพสีเต็มรูปแบบที่ปราศจากสิ่งแปลกปลอมสีรุ้ง

ผลลัพธ์เหล่านี้พิสูจน์ว่าสามารถผลิตท่อนำคลื่นที่มีสีบางมากได้ แม้ว่ารายงานจะสาธิตการประมวลผลระดับเวเฟอร์ขนาด 4 นิ้วและการบูรณาการองค์ประกอบ Fresnel ที่แก้ไขแล้ว แต่ไม่ได้เปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับผลผลิตเป็นชุด ต้นทุนแบบ end-to-end หรือความน่าเชื่อถือระดับอุปกรณ์ ซึ่งเป็นตัวชี้วัดที่จำเป็นสำหรับการผลิตจำนวนมากในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค แม้ว่าแนวทางนี้จะใช้ได้ แต่ไม่ได้หมายความว่าผลิตภัณฑ์สีเต็มรูปแบบขนาด 34 กรัมยังพร้อมทำตลาด

เส้นทางการพัฒนาอีกเส้นทางหนึ่งอยู่ในกลไกออปติคอล หากเทคโนโลยี MicroLED แบบเต็มสีสามารถพัฒนาจากการตั้งค่าแบบสามแผงบวกปริซึมไปเป็นการออกแบบ RGB แบบเสาหินที่สมบูรณ์อย่างแท้จริง ภาระทางโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับการรวมช่องสีสามช่องจะลดลง

ดังนั้น เพื่อพิจารณาว่าเมื่อใดที่สีเขียวจะหยุดเป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับแว่นตาอัจฉริยะน้ำหนักเบา เราควรตรวจสอบปัจจัยสามประการ:

1. ไม่ว่าปริมาณและการใช้พลังงานของเอ็นจิ้นออพติคัลสีเต็มรูปแบบจะเข้าใกล้ปริมาณและการใช้พลังงานของเอ็นจิ้นสีเขียวเดี่ยวได้หรือไม่ โดยยังคงขนาดรูรับแสงเท่าเดิม

2. ท่อนำคลื่นสีชั้นเดียวสามารถให้ประสิทธิภาพ ความสม่ำเสมอ ขนาด eye-box อัตราผลตอบแทน และความคุ้มค่าที่น่าพอใจไปพร้อมๆ กันได้หรือไม่

3. ไม่ว่าการใช้งานบนแว่นตาจะต้องใช้สีจริง ๆ หรือไม่ และผู้ใช้เต็มใจที่จะยอมรับข้อเสียด้านการใช้พลังงานและน้ำหนักที่เกี่ยวข้องกับสีหรือไม่

ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขทั้งสามข้อ

กลับมาสู่จุดเริ่มต้น: X3 Pro มุ่งหวังที่จะบรรจุระบบคอมพิวเตอร์เชิงพื้นที่ไว้ในอุปกรณ์ให้เต็มที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่ iO พยายามรักษาฟังก์ชันการแสดงผลไว้ในขณะที่ดูเหมือนแว่นตาธรรมดาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แบบแรกเลือกใช้สีเต็มรูปแบบ ในขณะที่แบบหลังเลือกสีเขียว การตัดสินใจทั้งสองเกิดขึ้นจากคำจำกัดความของผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง

คำถามที่แท้จริงไม่เคยอยู่ที่ว่าสีเป็นไปได้ในทางเทคนิคหรือไม่

แต่คำถามก็คือว่าเมื่อรวมสีแล้ว อุปกรณ์จะยังรู้สึกเหมือนแว่นตาหรือไม่

ที่มา: AR Insights