為AR眼鏡提供創(chuàng)新性透明顯示解決方案，
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2021-08-24 08:11:23 -
光子晶體科技
【為AR眼鏡提供創(chuàng)新性透明顯示解決方案，「光子晶體科技」完成多個(gè)商業(yè)場景驗(yàn)證并規(guī)?；瘧?yīng)用】原文轉(zhuǎn)自36氪
今年微軟Hololens 2獲得美國軍方超210億美金訂單，預(yù)示了AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）顯示在軍事和工業(yè)方面找到強(qiáng)有力應(yīng)用支撐，未來成為新一代移動計(jì)算平臺的潛力。隨著5G、AI、元宇宙云等基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善，渲染、內(nèi)容等中間產(chǎn)業(yè)的成熟，Google、微軟、Facebook、三星、華為等行業(yè)巨頭也躬身入局，AR產(chǎn)業(yè)正處于爆發(fā)前夜。
目前AR應(yīng)用主要分三種：第一，是基于軟件的應(yīng)用，如曾經(jīng)風(fēng)靡世界的Pokeman Go；第二，是透明顯示系統(tǒng), 如透明OLED顯示；第三，是基于AR眼鏡和頭盔的顯示系統(tǒng)，如微軟Hololens。市場上針對不同場景的AR顯示技術(shù)眾多，但難以兼顧高性能和低成本，也因而限制了其商業(yè)化效果和用戶體驗(yàn)。透明OLED顯示，成本昂貴、屏幕尺寸受限，即使SLAM技術(shù)也難于實(shí)現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實(shí)的融合；日本材料巨頭富士、旭硝子的全息投影技術(shù)又存在透明度低、亮度低、霧度高的問題；AR眼鏡的主流方案光波導(dǎo)技術(shù)，光效低、成本高、量產(chǎn)困難，目前還限于工業(yè)和軍事應(yīng)用，沒有進(jìn)入消費(fèi)領(lǐng)域。
AR技術(shù)黑馬 核心技術(shù)自主可控
36氪了解到的深圳光子晶體科技有限公司，簡稱「光子晶體科技（nonaAR）」成立于2017年，是應(yīng)用光學(xué)技術(shù)在AR顯示領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)底層技術(shù)突破的硬科技公司，提供透明高清顯示和AR顯示的核心器件及全套解決方案。
「光子晶體科技」的核心技術(shù)原理是利用二元光學(xué)的原理,設(shè)計(jì)三維微納全息結(jié)構(gòu),利用空間相干性的不同，區(qū)分來自投影機(jī)方向上的光和透過的環(huán)境光，從而實(shí)現(xiàn)對光線的選擇性調(diào)控、透明顯示、AR顯示。在生產(chǎn)端，「光子晶體科技」自主研發(fā)了相關(guān)的半導(dǎo)體工藝和設(shè)備，利用多層平面全息實(shí)現(xiàn)了三維立體全息的效果，并通過控制光子而實(shí)現(xiàn)顯示亮麗的實(shí)像或者虛像，而被稱做“光子透明芯片”技術(shù)（NanoAR）。
在呈現(xiàn)效果上，「光子晶體科技」技術(shù)可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)解決方案未突破的成相效果：全透明（90%+的透光率）、霧度極低（霧度小于2%）、超高清（支持2K/4K/8K）、大視場角（正負(fù)90度可調(diào)）、全色彩（成像效果亮麗）、低成本、柔性拼接無尺寸限制等。
在生產(chǎn)及工藝端，「光子晶體科技」通過計(jì)算機(jī)輔助的仿真軟件設(shè)計(jì)的納米級加工制程的壓印光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)超高分辨率的卷對卷生產(chǎn)?！腹庾泳w科技」在核心工藝環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自主可控，目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，規(guī)?；a(chǎn)能力在1萬平/月，具備低成本和高產(chǎn)量的生產(chǎn)優(yōu)勢。
“光子透明芯片”顯示技術(shù)具備全透明顯示的特性，可以在透明介質(zhì)上顯示高清、亮麗的實(shí)像或虛像，從而進(jìn)行廣泛商業(yè)化應(yīng)用。目前，「光子晶體科技」的相關(guān)產(chǎn)品在商業(yè)顯示、廣告?zhèn)髅健?D銀幕等很多場景已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地，下一步研發(fā)重點(diǎn)將集中在車載及AR眼鏡領(lǐng)域。
透明顯示技術(shù) 為AR眼鏡提供創(chuàng)新光學(xué)架構(gòu)
「光子晶體科技」的核心應(yīng)用方向之一AR眼鏡。目前，在AR眼鏡領(lǐng)域，光學(xué)的基本問題是解決受限于光學(xué)元器件口徑的EyeBox（眼域/出瞳）太小的問題（圖一）。
圖一：AR眼鏡光學(xué)的基本問題：受限于光學(xué)元器件口徑的眼域問題
由于缺少成虛像的透明顯示元件，主流的AR眼鏡采用的解決方案是安裝擴(kuò)瞳裝置：光波導(dǎo)擴(kuò)瞳技術(shù)（全息光波導(dǎo)、棱鏡光波導(dǎo)），其它光學(xué)架構(gòu)還有Birdbath（鳥?。┖颓骁R成像等（圖二），例如應(yīng)用了光波導(dǎo)技術(shù)的微軟Hololens、應(yīng)用了Birdbath技術(shù)的GoogleGlass等。在AR微顯示器方面，LCOS（硅基液晶），激光掃描 (LBS), OLED/MicroLED是目前主流競爭方向。
圖二：AR眼鏡光學(xué)架構(gòu)三大派系 光波導(dǎo)、Birdbath、 曲面鏡
「光子晶體科技」的虛像透明芯片技術(shù)（圖三），AR眼鏡提供了一種全新技術(shù)路線，目前已經(jīng)完成了原理驗(yàn)證，能夠解決了AR眼鏡眼域、光效，體積、成本的問題，目前正在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段。
圖三：光子科技AR眼鏡解決方案結(jié)構(gòu)示意圖
高性能產(chǎn)品 建立多場景競爭壁壘
智能汽車顯示：CarMax
據(jù)了解，傳統(tǒng)汽車HUD主要應(yīng)用是W-HUD技術(shù)（圖四），該技術(shù)的光學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，體積較大且視場較小?！腹庾泳w科技」的NanoAR-HUD解決方案在體積、視場、霧度等性能和成本方面具備相對優(yōu)勢，該產(chǎn)品已經(jīng)通過車規(guī)級認(rèn)證并與多個(gè)汽車廠商和一級供應(yīng)商合作。
此外，「光子晶體科技」的透明顯示技術(shù)還可以將汽車的前車窗，側(cè)窗、天窗轉(zhuǎn)化為大屏幕顯示器從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
圖四：光子科技車載透明顯示技術(shù)應(yīng)用
AR 廣告顯示：普通玻璃轉(zhuǎn)變?yōu)閺V告位
目前中國廣告市場規(guī)模超過 9000 億元，在流量較大的公共場所、 大型商業(yè)空間均存在大量的透明玻璃幕墻，傳統(tǒng)廣告方式因?yàn)檎趽醯仍蚴沟煤玫膹V告位置得不到充分利用。光子透明屏幕憑借“透明”特質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)與環(huán)境的融合，從而提升廣告價(jià)值。
例如：地鐵的屏蔽門作為優(yōu)質(zhì)廣告位，疊加「光子晶體科技」的“光子芯片透明屏”后依然保持透明，不形成任何的遮擋。目前城市軌道交通運(yùn)營城市已達(dá) 44 個(gè)、交通線路 233 條，車站 4660 座，潛在廣告展示位達(dá) 50 萬塊。以每塊屏幕年廣告收入30萬計(jì)算，地鐵、機(jī)場、高鐵站、大型商業(yè)空間等場景市場潛力巨大。目前，「光子晶體科技」已經(jīng)打造了中國中鐵、深圳地鐵、華僑城集團(tuán)等標(biāo)桿客戶。
圖五：光子科技地鐵屏蔽門透明廣告顯示應(yīng)用
此外，「光子晶體科技」的增強(qiáng)顯示技術(shù)還可以為場館、展廳和城市亮化等場景提供裸眼AR展示，實(shí)現(xiàn)虛擬內(nèi)容和環(huán)境融合。目前，「光子晶體科技」自主研發(fā)的3D電影屏幕，無眩暈，無重影，寬視角，打破了3D銀幕市場上國外品牌的壟斷，已獲得電影質(zhì)檢所認(rèn)證，今年已經(jīng)開始在中影、萬達(dá)、保利等國內(nèi)各大院線進(jìn)行批量安裝。
深耕研發(fā)投入 搭建信息交互生態(tài)
談及戰(zhàn)略規(guī)劃，「光子晶體科技」的創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家王勇競告訴36氪，“「光子晶體科技」的愿景是以AR底層核心顯示技術(shù)為基礎(chǔ)，搭建AR軟件操作系統(tǒng)，未來構(gòu)建下一代信息交互平臺。”「光子晶體科技」的AR技術(shù)在多個(gè)應(yīng)用場景都有對標(biāo)的市值千億的上市公司，致力于通過AR硬件產(chǎn)品和軟件系統(tǒng)技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)伙伴共建AR開發(fā)者生態(tài)，賦能AR世界的智慧應(yīng)用。
現(xiàn)階段，公司通過在ToB場景的商業(yè)化營收支撐研發(fā)及產(chǎn)品迭代的投入。目前，公司的盈利模式主要由硬件銷售、廣告收入構(gòu)成。2020年，量產(chǎn)半年「光子晶體科技」已實(shí)現(xiàn)超千萬訂單，公司預(yù)計(jì)2021年實(shí)現(xiàn)訂單數(shù)倍增長。
團(tuán)隊(duì)方面，「光子晶體科技」具備技術(shù)、應(yīng)用和渠道復(fù)合型創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)。值得一提的是，創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家王勇競是國家級特聘專家、全球光學(xué)前沿研究者、擁有近30年的光學(xué)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)。在其擔(dān)任Philips研發(fā)負(fù)責(zé)人期間開發(fā)了世界第一臺LCOS電視光機(jī)、并曾首次提出微型投影機(jī)概念成功完成產(chǎn)業(yè)化；另外，公司還有多名來自中國工程院的院士和曾就職于中興和華為的光學(xué)和通訊專家提供研發(fā)支持。
目前，「光子晶體科技」基于光子透明芯片（nanoAR）顯示技術(shù)已經(jīng)申請了超20項(xiàng)專利并陸續(xù)獲取授權(quán)。此外，「光子晶體科技」曾獲得多個(gè)國內(nèi)外獎項(xiàng)，在2019年世界顯示大會獲顯示技術(shù)創(chuàng)新銀獎，同年被美國《財(cái)富》評選為最具創(chuàng)新技術(shù)獎，2021作為中國唯一一家企業(yè)入選世界光場顯示全球五強(qiáng)。
未來，「光子晶體科技」將以核心產(chǎn)品研發(fā)+重點(diǎn)場景快速商業(yè)化為發(fā)展方向，加速AR眼鏡應(yīng)用場景的技術(shù)突破和落地，并在以內(nèi)容和流量為核心的廣告增值服務(wù)、商業(yè)顯示服務(wù)等商業(yè)化場景跑馬圈地，提升市場占有率，從而提升整體營收。，
「光子晶體科技」已經(jīng)開啟新一輪融資計(jì)劃。融資將主要用于進(jìn)一步的研發(fā)投入、產(chǎn)線建設(shè)及市場拓展?！杠S為資本」擔(dān)任本輪融資的獨(dú)家財(cái)務(wù)顧問。
