據麥姆斯咨詢報道，業界追逐增強現實（AR）的夢想從未停止，盡管現在還沒有見到有人帶著AR眼鏡在城市里閑逛。這并不意味著該行業沒有朝著這個目標努力，其實我們看到了許多技術進步和構建供應鏈的新動態。最近的例子是Facebook與Plessey在2020年3月達成的獨家協議，前者將購買后者生產的全部AR屏幕。

然而，AR通往消費者的道路仍然漫長，充滿了荊棘。

“AR頭戴式設備將取代智能手機”已是老生常談，而且被稱為新一輪的消費電子革命。很多公司投入了大量的資金來開發支持內部構建模塊所需的技術。比如關于光引擎方面，我們聽到了很多MicroLED的消息。我們無法把這些光引擎與它們相關聯的光學器件分開而談，因為我們需要建立一個具有良好性能和成本競爭力的系統，以可接受的樣式和有吸引力的用例來打動消費者。這會發生嗎？

Yole顯示技術和市場分析師Zine Bouhamri博士，采訪了WaveOptics首席技術官（CTO）Phil Greenhalgh博士，雙方深入探討了這些問題。WaveOptics是全球領先的基于表面浮雕光柵（SRG）光波導的AR頭戴式設備供應商。以下為訪談內容，讓我們來看看這個行業正在發生哪些有意思的事情。

Yole Développement（以下簡稱YD）：請您先介紹一下WaveOptics以及公司的主要業務。

Phil Greenhalgh（以下簡稱PG）：WaveOptics公司總部設在英國，在中國大陸和臺灣、奧地利設有分公司。目前，我們約有105名員工，主要從事設計和制造用于AR眼鏡的光波導和光引擎解決方案。我們在設計波導時就綜合考慮了性能和成本。我們的觀點是，只有使用表面浮雕光柵（SRG）波導才能在消費級規模下實現要求非常高的性價比平衡。這一觀點顯然也得到了市面上兩家主流AR廠商的認同：微軟（Microsoft）和Magic Leap也同樣為他們的產品選擇了SRG波導。

總之，我們為AR眼鏡和其他類型的頭戴式設備顯示系統設計和制造最佳的光波導和光引擎。

YD：請您介紹一下貴司的典型產品和提供的服務。

PG：在過去的12個月里，很明顯，沒有客戶需要為他們的產品提供現成的標準波導。即使像基本的波導外形尺寸都限制了工業設計，這無法滿足產品的差異化。所以一種尺寸肯定不適合所有的產品。

光波導的規格要求范圍很大：視場（FOV）角度從15°到60°、單色、全彩色、單目和雙目的配置，這些都從2019年開始提出了要求。

因此，到了2020年，我們的技術平臺有了標準配置，覆蓋的FOV范圍可快速適應特定的設計。調整在幾個星期內就可能完成，因為現在我們有非常準確的專用仿真工具，僅一次設計迭代就可獲得接近設計所需的物理波導。

客戶對定制光引擎的需求很少，因為它們看不見且設備成本很高，我們的標準設計表現非常出色且和波導匹配完美。

YD：貴司采用的這項技術有什么特別之處？

PG：WaveOptics的波導技術可作為一種權衡各參數最佳的折衷方案。視場、視窗尺寸、效率、色彩均勻性通常改變都得以犧牲其它參數為代價。我們讓我們的客戶盡早參與到折衷方案中來，并向他們展示我們的SRG波導如何在所有的設計中擁有最大的設計空間，可以為他們提供最好的AR產品。在波導技術中，前面提到的權衡始終存在，但我們能夠和正在做的是，使權衡的極限盡可能大。我們通過不斷研究新材料、制造方法和光柵本身的新設計來實現這一點。

YD：與Microsoft、Magic Leap或者Dispelix相比，你們的SRG技術競爭優勢有哪些？

PG: 我想套用我們的客戶對我們的評價，我們做的非常好。

YD：與蘋果（Apple）的全息光學元件（HOE）波導相比，你們的競爭力如何？和Lumus、LetinAR和Optcreate的反光光學元件（ROE）波導相比，又如何？

PG：據公開信息，Apple收購了Akonia，多數業內人士猜測Apple是為了獲取用于AR波導的體積全息影像技術，或者是用于反射式近眼顯示組合器的薄膜材料。和其他人一樣，我不清楚他們目前的進展，但我們以前使用過體積光柵，它們獲得校正非常困難。如果它們無法表現出來，那么它們就很難診斷故障原因，因為沒有任何可以很容易發現或測量的東西來解釋原因。至少有了SRG光柵，它們可以成像和測量，并和設計意圖相比較。

反射式波導有其自身的局限性。與衍射波導相比，它們具有更好的效率和色彩均勻性，但其它一些關鍵參數并不理想。反射式波導有兩個顯著限制：一是可制造性，二是只能在一維空間內提供簡單有效的出瞳擴展。

與納米壓印的SRG波導不同，制作反射式波導的過程實際上是串行的，沒有明確的方法實現并行組裝。在制作了許多反射式波導之后，我可以說做壞很容易，但是制作一個好的波導卻非常非常困難。Lumus是世界領先的反射式波導廠商，他們的波導非常好。所以，我可以想象，建立一條生產線，哪怕只有10K/月的產量也是很困難的。但是，這對于納米壓印的SRG波導來說是很容易的。

二維出瞳擴展是同時實現大視窗和小光引擎的關鍵。出瞳擴展是指波導的輸出結構將光引擎光瞳復制到一個稱為視窗的矩形區域上。到目前為止，只有一維出瞳擴展在反射式波導中得到了商業應用。視窗在水平方向上無限制，因為它受益于出瞳擴展，但在垂直方向，它受限于光引擎透鏡的光學尺寸。要實現垂直向的視窗，比如12毫米，那么光學透鏡的直徑也得這么大，也就意味著需要大的光引擎，這就是為何很難集成到眼鏡里的原因。與之相對的是，來自SRG波導的光引擎同時具有水平和垂直的出瞳擴展，并且光引擎透鏡的直徑最小可為3-4毫米。輸出光柵將小光瞳復制到更大的區域，形成一個大的視窗。

WaveOptics的專有IP技術可在單個SRG中實現二維出瞳擴展。與其他類型的輸出光柵相比，比如使用兩個SRG的HoloLens和Magic Leap，這意味著更小的體積和更少的制造公差。

所以總的來說，我認為SRG波導提供的設計空間使它們成為大多數批量應用的更好選擇。毫無疑問，在某些情況下，反射式波導或反射自由空間型顯示組合器更適合。

YD：總而言之，市場通常由少數的專業用例所驅動。夢想著AR消費電子革命將取代智能手機，對于消費者而言，仍然需要一個足夠有吸引力的用例。我們認為，只有像Apple、三星（Samsung）和華為這樣的消費類巨頭才能做到這一點。您怎么看？

PG：完全同意。如果沒有一些對消費者有用/有趣的出色內容和應用，沒有具有明確的專業使用的商業案例，世界上最好的AR硬件都會失去吸引力。但是，可以肯定的是，現在參與其中的所有大公司都非常了解自己的市場，并對客戶有潛在的了解。直到現在，大公司對這項技術還不是很感興趣，因為它不支持任何像樣的面向消費者的工業設計。這種情況正在改變，光學方面的改進是實現這一目標的重要途徑。

YD：說起來，似乎大批量的AR頭戴式元件的供應鏈正在建立。例如，貴司發布了與Schott、EVG和Inkron合作的新聞。合作是如何建立的，這對你們未來的發展有何戰略意義？

PG：毫無疑問，構建AR光學系統是很困難的，而且無論我們的結構在理論上多么完美，不良的材料還是會使它們無法正常工作。因此，我們有意與全球最好的玻璃、納米壓印機械和折射率匹配的樹脂供應商合作。如果沒有這些公司，我們就無法制造波導，同樣，如果沒有我們波導開發廠商的反饋，他們也無法制造出合格的材料。

YD：就供應鏈而言，光學器件是其中的一部分，我們傾向于不能將光學器件和顯示引擎分開考慮。看起來每個人都在等待microLED機會的到來，但與此同時，現有技術也必須發揮作用。您對此有何看法？

PG：我對microLED的看法與大多數人一樣，它們具有巨大的潛力。如果光源和成像器能整合在同一器件中，這對制造小型的投影儀顯然是有益的。純綠色的1080p面板即將到來，但仍然沒有非常有效的方法將非常寬的角度發射特性耦合到波導中。全彩面板將是一個不錯的選擇。在等待這些技術成熟的過渡期，我們能做些什么呢？我所能說的是，我們正在研究新型的硅基液晶（LCoS）、配置數字微鏡器件（DMD）的激光掃描系統，和其他廠商一樣。

YD：貴司未來的目標是哪種商業模式？設計和IP授權？光學代工廠？

PG：現在，我們只提供全制造的波導。將來，我們很可能會為資源充足的客戶提供設計和許可業務模式。

YD：就光學性能和制造而言，貴司目前的市場地位如何？請介紹一下貴司當前的發展重點以及未來幾年的路線圖。

PG：我們認為，當前我們已成為AR波導和光引擎開放市場中領先的供應商。這是基于我們在解決方案上的合作伙伴，很抱歉我不能透露他們的信息。但是作為領先公司，我們并不感到自滿，我們看到幾家強大的競爭對手，其產品在某些方面的性能超過了我們。總的來說，我相信我們的參數平衡和快速投產的能力使我們成為當今的最佳選擇，但我們需要繼續前進以保持自己的領先地位。對于波導，這意味著更高的效率和更好的色彩均勻性。在光引擎領域，我們最大的努力方向將是：尋求獲得更小體積和更高效率的光引擎，這對于波導是非常重要補充。

YD：從設計到制造，獲得產品的周期通常要多久？主要的里程碑是什么？

PG：下圖展示了我們用于創建全新設計的基本流程，基于我們三大平臺中的一個。從設計研討會到物理波導原型大約需要16周的時間。設計研討會通常經過兩到三天非常激烈的討論活動，我們從客戶那里收集盡可能多的數據。通常，大多數工程學科和工業設計師都會參加。有時數據是抽象的，例如哪些參數最重要，哪些參數可以靈活一些以更好地調和性能。我們的仿真工具可以提供一些非常直觀的圖像質量圖以及硬數值性能數據，因此我們也可以提供良好的可視化效果。

我們在2019年創建的所有原型只需要一個循環，因此從設計和性能的角度來看，一次即可投入生產。客戶結構和機械外殼中的產品認證可能還需要6到9個月的時間。因此，總體而言，從設計研討會到批量生產僅需要12個月。

YD：貴司是否受到了COVID-19疫情的影響?

PG：是的，我們正在遭受COVID-19的影響。和許多地方一樣，我們基本上關閉了辦公室，只有必要的實驗室還在運行。在社交方面，雖然與同事分開有些奇怪，我們所有人都要熟悉五種以上的客戶視頻會議系統。

但幸運的是，疫情對技術和業務的影響遠沒有想象的那么大。巧合的是，隨著辦公室關閉，我們獲得了幾個大項目，所以在接下來的幾個月中，我們大部分的研發人員都在對客戶產品進行仿真，并可居家工作。

當然，我們都期待著早些恢復正常。