蘋果推出期盼已久的MR設(shè)備「Vision Pro」，讓大家對于AR設(shè)備的想象和應(yīng)用更清晰，從官方照看，Vision Pro外型雖不像VR設(shè)備笨重，但距離理想中的AR眼鏡仍有一段路。

蘋果 Vision Pro 采用 Micro OLED 技術(shù)，透過外側(cè)屏幕能顯示出表情狀況，業(yè)界也期待隨著 AR 技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，能從 Micro OLED 過渡到同樣身為次世代顯示技術(shù)的 Micro LED，使 AR 設(shè)備實(shí)現(xiàn)輕薄化、眼鏡化。

自2021年到現(xiàn)在，全世界已有超過10個(gè)品牌廠商推出Micro LED穿透式AR智能眼鏡概念機(jī)。 Trendforce 預(yù)估，至2026 年 Micro LED 穿透式 AR 智能眼鏡芯片產(chǎn)值約為3，830 萬美元，2023~2026 年 Micro LED 芯片的年復(fù)合成長率約 704%。

但 Micro LED 在 AR 技術(shù)的優(yōu)勢到底在哪？ 為何蘋果選擇先使用 Micro OLED？ 還有其他能應(yīng)用在 AR 領(lǐng)域的顯示技術(shù)嗎？ 就讓《科技新報(bào)》帶你一次了解。

AR 設(shè)備也分理想和現(xiàn)實(shí)

雖然許多 AR 設(shè)備都有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）功能，但如同蘋果 Vision Pro 一樣，最終外貌并非庫克理想中的樣子。 了解開發(fā)過程的知情人士透露，這款產(chǎn)品其實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離庫克最初設(shè)想，蘋果當(dāng)初想設(shè)計(jì)不顯眼且能每天配戴的設(shè)備，但現(xiàn)在變成類似滑雪鏡，且需要單獨(dú)的電池組。

事實(shí)上，從目前技術(shù)來看，要實(shí)現(xiàn)真正理想中的AR產(chǎn)品，可能時(shí)日過早。 目前AR功能產(chǎn)品嚴(yán)格來說大都采用影像透視（Video See-Through，VST）技術(shù)，即相機(jī)捕捉真實(shí)世界場景，再透過運(yùn)算、電腦圖像技術(shù)結(jié)合，呈現(xiàn)于不透明顯示器上。

理想上是光學(xué)透視（Optical See-Through，OST）技術(shù)，用戶透過眼前的半透明光學(xué)合成器看到真實(shí)世界，搭配投影投射到用戶眼睛，結(jié)合真實(shí)世界和虛擬世界。

研調(diào)機(jī)構(gòu)TrendForce透露，理想中的穿透式智能眼鏡必須符合三大條件：首先，為了盡可能減輕眼鏡的穿戴負(fù)擔(dān)，顯示光引擎（又稱「光機(jī)」，Light Engine）尺寸大小約在1吋以下; 其次是內(nèi)容辨識度要求方面，顯示器亮度規(guī)格至少要達(dá)到 4，000 nits 以上，確保不受天氣或場地等外在環(huán)境影響; 最后是分辨率至少須達(dá)3，000 PPI以上，讓投影放大畫面清晰。

業(yè)界人士表示，穿透式AR眼鏡主要場景可能是戶外與行進(jìn)中，必須考量一般戶外天氣甚至晴天的亮度，加上目前光波導(dǎo)（Waveguide）鏡片效率很低，約介于0.1-1%，光損失非常大，所以需要很強(qiáng)的光來通過光波導(dǎo)鏡片，才能顯示在顯示器上。 一般來說，AR顯示器亮度必須超過100萬、甚至1，000萬nits才行。

發(fā)展 AR 眼鏡，哪一個(gè)顯示技術(shù)較具優(yōu)勢？

AR 眼鏡的主流顯示技術(shù)可分為被動式微顯示技術(shù)、主動式微顯示技術(shù)及掃描顯示技術(shù)。

被動式微顯示技術(shù)包括 LCD、LCOS（Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶）和 DLP（Digital Light Processing）技術(shù)（表格左 3 項(xiàng)），須以 RGB LED 或 RGB激光作為光源，目前技術(shù)較成熟，缺點(diǎn)是光引擎尺寸（Light Engine Size）較其他技術(shù)大。

主動式微顯示技術(shù)包括 Micro OLED 和 Micro LED（表格右 2 項(xiàng)），Micro OLED 擁有自發(fā)光等特性，但易受限于亮度問題; Micro LED 在對比度、壽命、省電等規(guī)格表現(xiàn)上優(yōu)于 Micro OLED，但因?yàn)?RGB 整合難度大，應(yīng)用在 AR 眼鏡仍有許多挑戰(zhàn)。

掃描顯示技術(shù)（Laser Beam Scanning，LBS）使用 RGB 激光作為光源，搭配 MEMS 進(jìn)行掃描成像，但可能導(dǎo)致散斑現(xiàn)象。

介紹完所有主流顯示技術(shù)后，我們接著會以 Micro OLED、Micro LED、LCOS和 LBS 這四種技術(shù)進(jìn)行優(yōu)劣分析：

1.Micro OLED：適合發(fā)展 VR/MR 設(shè)備，亮度是硬傷

蘋果 Vision Pro 采用 Micro OLED 技術(shù)，但因有機(jī)材料發(fā)光特性，亮度表現(xiàn)上仍輸給 Micro LED、LBS、LCOS 和 DLP（Digital Light Processing）。

即使 Micro OLED 廠商持續(xù)提升亮度，如透過不同光層來發(fā)光、調(diào)整 Pattern、采用磷光材料等方式，但調(diào)高亮度的同時(shí)仍使有機(jī)材料壽命減少，可說是天生硬傷。 而在亮度表現(xiàn)上，則以 LBS、Micro LED 表現(xiàn)最好。

Micro OLED技術(shù)仍以索尼為主要供應(yīng)商，由于投入時(shí)間較長，更具技術(shù)優(yōu)勢，但據(jù)最新消息，韓廠LGD（LG Display）已加入蘋果Vision Pro Micro OLED供應(yīng)鏈，打破SONY獨(dú)供局面，這有助增加蘋果Vision Pro產(chǎn)量、使成本下滑。

2.Micro LED：AR 應(yīng)用最具競爭優(yōu)勢，但技術(shù)仍有一段路需克服

不管是PPI、亮度、對比度、光引擎尺寸，Micro LED皆拿下五顆星，但技術(shù)成熟度是一大問題。 Micro LED AR 眼鏡因全彩化技術(shù)瓶頸，目前仍以單色顯示為主，主要是信息提示、導(dǎo)航、翻譯以及提詞器等基本的顯示信息功能。

此外，高分辨率勢必需要進(jìn)行芯片微縮，Micro LED尺寸需要縮小至5um，這時(shí)磊晶制程會因波長均勻性問題而影響良率，同時(shí)也會出現(xiàn)紅光芯片的外部量子效率（EQE）問題。 但中長期來看，Micro LED仍是絕佳選擇。

3.LCOS：技術(shù)成熟但高功耗、低對比度限制發(fā)展

LCOS 是AR終端常用的顯示技術(shù)，成本低、色域廣，由于是反射式技術(shù)，光利用率可提高至40%，即產(chǎn)生較高的亮度，并隨著半導(dǎo)體制程的微細(xì)化，逐步提高分辨率; 缺點(diǎn)是對比度低，且通常必須搭配「偏振分光器」（Polarizing Beam Splitter，PBS），限制了整體光引擎的小型化過程。

4.LBS：光引擎尺寸微縮媲美 Micro LED，但技術(shù)一樣未成熟

LBS 技術(shù)原理是以RGB激光作為光源，經(jīng)由光學(xué)元件校準(zhǔn)以及合束后搭配搭配MEMS進(jìn)行掃描成像，耦合進(jìn)入光波導(dǎo)。 光波導(dǎo)如同一般眼鏡的鏡片，影像會在光波導(dǎo)里面?zhèn)鬟f，然后最終投射進(jìn)用戶的眼睛。

LBS 優(yōu)勢包括亮度高、低功耗、色純度高、高對比等，但激光可能導(dǎo)致光斑（Speckle）現(xiàn)象。 目前歐司朗（Ams OSRAM）開發(fā)一款適用于LBS技術(shù)的RGB集成式激光搭配MEMS方案，可將整個(gè)光引擎體積縮小到1cc以下，有助于消費(fèi)類AR眼鏡開發(fā)。

根據(jù)歐司朗系統(tǒng)方案工程經(jīng)理的說法，基于 ams OSRAM 的三合一 RGB 激光（VEGALAS RGB）設(shè)計(jì)的光引擎可將尺寸進(jìn)一步縮小至 0.7cc。 值得注意的是，由于這顆激光尚未整合光束整形光學(xué)，所以光束校準(zhǔn)和合束需要在封裝外實(shí)現(xiàn)。

AR 眼鏡技術(shù)關(guān)鍵瓶頸：光引擎尺寸

JBD 營運(yùn)長徐慧文曾說過，要實(shí)現(xiàn) AR 眼鏡輕量化，最關(guān)鍵的是光引擎尺寸，「光引擎尺寸達(dá) 1cc，才能使眼鏡變成接近正常眼鏡的型態(tài)」，而光引擎尺寸必須小于 1 cc，也成為業(yè)界共識。 全彩光引擎若能達(dá)到小于 1 cc 這個(gè)目標(biāo)，目前只有 LBS、Micro OLED 與 Micro LED 這三種技術(shù)有機(jī)會達(dá)成。

其中，Micro LED在像素尺寸、發(fā)光效率、亮度等特性，都比Micro OLED還好，規(guī)格看是最適合AR眼鏡的應(yīng)用，也是光引擎的首選; 但現(xiàn)狀只能是單一綠光顏色，Micro OLED 則可以到全彩，在 AR/VR 設(shè)備中較占優(yōu)勢。

TrendForce 表示，目前 Micro LED 光引擎技術(shù)尚未成熟，紅光的外部量子效率過低，全彩化微型顯示器的問題相繼產(chǎn)生，加上微型顯示器尺寸太小時(shí)，造成視場角（FOV）過小影響觀看視野，若以光波導(dǎo)的光學(xué)設(shè)計(jì)方式，入射光須提供更高亮度才能滿足戶外使用規(guī)格，而穿透式智能眼鏡需長時(shí)間的穿戴，因此電池的使用壽命及大小，直接影響產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)，另外如何結(jié)合傳感器將影像資料傳輸及處理也是一大問題。