MOVERIO光学技术

MOVERIO光学技术

BT40

爱普生的Moverio系列智能眼镜采用爱普生设计的光学引擎,在双硅有机发光二极管(Si-OLED)微显示器上显示内容,在佩戴者眼前呈现出美丽的画面。这些双筒、透明的智能眼镜结构紧凑、重量轻,但提供清晰清晰的大屏幕图像。

通常情况下,为了设计紧凑、轻便和舒适,必须牺牲图像质量和图像大小,所以爱普生不得不开发大量技术,同时实现这两项目标。继续往下读,了解不断发展的Moverio光学技术,以及将令人惊叹的大屏幕图像带给轻便、舒适、视野广阔的眼镜的技术进步。

Moverio智能眼镜背后的光学引擎

Moverio光学引擎由三种组件组成:微显示器、投影透镜和导光板。投影透镜将来自微显示器的图像光浓缩,光引导它到观众眼睛前面的一个地方。光波导内部的半面镜子将外部光和图像光叠加在一起,以实现透明显示。爱普生以其独特的光学技术,优化每个元件的设计,实现高显示质量。

BT-100是MOVERIO系列中的第一代产品,使用直视光学系统。该系统与放大镜类似地运作,用相对简单的配置提供高质量的图像。另一方面,需要根据从眼睛的观察角度折射光的投影透镜,因为从眼睛的距离增加并且观察角度增加。这使得难以降低光学单元的尺寸和重量。

因此,为了使投影透镜在BT-200和随后的几代中更小,我们采用了一种继电器光学系统,首先将光与微放大镜(中间图像)结合在一起,然后将其散布在眼睛附近。这使得与直视光学系统相比,可以减小镜头的尺寸,但需要一种新的镜片功能来扩大中间图像。因此,Epson通过利用其光学仿真技术和沿着光导中的光路布置多个自由形光学表面来减少光学器件的重量,使得它们也用作透镜。

Moverio光学引擎

制造技术,实现高图像质量

继电器光学成为缩小MOVERIO智能眼镜的关键技术。爱普生不得不清除众多障碍来解决技术问题并建立全新的高精度光学发动机制造技术。MOVERIO产品所需的制造技术是通过绘制EPSON的光学设计和分析技术以及在比较多年的投影机开发中产生的制造专业知识。

第一个挑战涉及到光波导内部的自由曲面的超高精度加工。由于来自微显示器的像光在导光镜中被多次反射,所以像质量无法保持,没有极端的表面精度。为了实现基于光学模拟的必要设计配置,爱普生必须以前所未有的精度和准确性制造用于制造光波导的模具。爱普生能够在光导系统中加工自由形状的光学表面,方法是对原型光导系统进行精确的三维测量,检测形状上的微小误差,直到边缘,然后对模具进行修正。

第二个挑战是找到一种方法来精确地粘合半镜面。导光板的前表面可以吸收外部光线,通常情况下应该是平的。然而,为了提取像光,半反射镜必须是弯曲的。因此,为了实现无畸变的透明性能,将导光板的半镜面部分与另一部分粘接在一起,使外部光和像光重叠的导光板平面化。

继电器光学系统

胶粘剂用于粘接,但在爱普生能够建立无气泡工艺之前,它花了一段时间的试验和错误。如果它倾斜或粘接时不水平,光波导将产生外部世界的弯曲图像,就像带矫正镜片的眼镜可以做的那样。如果发生这种情况,透明图像将会模糊或扭曲。因此,我们建立了严格的倾斜和水平规格,并使用了一种工艺,以确保导光镜和半镜面精确地结合在一起,确保高质量抵御外部光线。

第三个挑战是校准(对准)左右光学器件,以实现具有透视镜片的自然双筒望远镜。如果在左眼和右眼看到的显示图像的位置,亮度和颜色存在差异,则用户可能会感到不舒服,可能在使用期间体验强烈的疲劳,或者可能无法将图像视为一个。在EPSON,我们通过调整焦点位置,收敛距离(到物体距离),显示亮度和颜色表,确保制造过程中的高图像质量。

达到小型化
通过协同设计Si-OLED微显示对准控制
和光学发动机

通常,从显示器发射的光在垂直于面板的方向上呈圆锥形地展开。要显示明亮的图像,我们必须在镜片中捕获更多的光,因此我们必须增加镜头直径等于显示光的扩展的量。

Si-OLED MicroDisplays为MOVERIO系列开发的SI-OLED MicroDisplay被定制,使得从像素发射的光的光轴朝向面板的中心倾斜,倾斜度逐渐向周边逐渐增加。

颜色过滤器,一个透明板,颜色的光线,通常是直接放置在像素,转移了微米外边缘的显示区域,使光学轴在显示区域的边缘向中心倾斜凝结更多显示透镜表面的光。此外,优化光学引擎的设计,使聚集光的性能最大化,使爱普生进一步缩小投影镜头的尺寸。

MOVERIO系列的明亮清晰的图像是通过共同设计SI-OLED MicroDisplay的光对准控制和光学发动机来实现的紧凑,轻质的光学发动机。

MOVERIO光学技术要求EPSON克服许多技术障碍,将继续发展,以便在业务和生活的各个方面提供鼓舞人心的视觉体验。

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