用向視網(wǎng)膜直接照射激光描繪圖像的方式，為用戶提供影像——應(yīng)用了這種原理的頭戴式顯示器（HMD）“Laser Eyewear”的基礎(chǔ)技術(shù)由日本QDLaser公司和東京大學(xué)納米量子信息電子研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)出來。計(jì)劃2015年底之前開始銷售將激光器部分置于HMD外部的BtoB用機(jī)型。主要用于建筑工地的作業(yè)輔助等用途。2017年底將推出把激光器部分內(nèi)置于HMD的消費(fèi)用機(jī)型。
Laser Eyewear的外觀（圖：QDLaser）
此次開發(fā)的Laser Eyewear采用了將半導(dǎo)體激光器發(fā)出的RGB三原色激光用MEMS反光鏡反射，再通過反射板將光聚在瞳孔附近，最后再照射到視網(wǎng)膜上的機(jī)構(gòu)（圖1）。
利用激光直接在視網(wǎng)膜上描繪圖像的方式（激光視網(wǎng)膜掃描方式）早在1990年代初就已提出，日本兄弟工業(yè)等多家公司曾進(jìn)行過開發(fā)，但“光學(xué)系統(tǒng)為能簡化，其尺寸方面等存在無法實(shí)用的問題”（QDLaser）。此次使用了MEMS反光鏡，并開發(fā)了新設(shè)計(jì)的非軸對(duì)稱光學(xué)系統(tǒng)，從而找到了小型化方面的突破口。試制品的分辨率“比720p稍低”（QDLaser）。
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| 圖1 QDLaser公司開發(fā)的可使光線高效到達(dá)視網(wǎng)膜的“Laser Eyewear”，因?yàn)橹苯酉蛞暰W(wǎng)膜照射激光，所以具有近視眼等也能高效而清晰地看到影像的優(yōu)點(diǎn)。而且，光學(xué)系統(tǒng)非常簡單。如果是使用液晶面板的HMD，液晶面板等會(huì)導(dǎo)致入射的光線減弱，因此原理上效率低于Laser Eyewear。另外，光學(xué)系統(tǒng)也比較復(fù)雜。 |
目前，HMD使用的主流顯示技術(shù)為液晶。但此次的系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)，（1）構(gòu)造簡單、（2）省電、（3）色彩表現(xiàn)性高、（4）不用對(duì)焦。其中，（2）省電的原因是，光線在照射到視網(wǎng)膜之前不會(huì)在中途擴(kuò)散，因此只需使用μW級(jí)光源。（3）色彩表現(xiàn)性方面，因?yàn)镽GB光可直接進(jìn)入視網(wǎng)膜，所以可獲得鮮艷的色彩。（4）不用對(duì)焦是因?yàn)楣鈱W(xué)系統(tǒng)具有讓光線會(huì)聚在瞳孔附近的特點(diǎn)。由于不管眼球的透鏡處于什么狀態(tài)，光線都能進(jìn)入視網(wǎng)膜并描繪圖像，因此無論用戶的視力水平如何，不管是近視還是老花，均可獲得清晰的圖像。該系統(tǒng)可以作為“助視器”。
不過，此次的系統(tǒng)也存在缺點(diǎn)，那就是眼睛位置與HMD的調(diào)整要求比液晶方式來得嚴(yán)格。其原因是，如果瞳孔與激光的軌跡發(fā)生錯(cuò)位，光線就無法進(jìn)入視網(wǎng)膜，從而導(dǎo)致用戶無法看到影像。QDLaser表示，“今后將對(duì)光學(xué)系統(tǒng)加以改進(jìn)，使在瞳孔附近會(huì)聚的光的直徑與瞳孔相比足夠小，這樣便可在一定程度上解決該問題”。
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