AR眼镜的主要模块包括显示、光学模组、传感器和摄像头、主板、音频和网络连接等。其中,光学显示、主板处理器是决定AR眼镜成本的关键,光机占整体AR眼镜成本43%、处理器占整体成本31%。
AR眼镜的主板设计难点在于尺寸要足够小且要处理好散热问题。主板上的芯片处理器是AR眼镜的计算核心。一种常用的处理器是联发科的MTK8788八核处理器,它采用4核A73+4核A53构架,主频为2.0GHz,制程工艺为12nm。该处理器搭配Android 11操作系统,整合了ARM MALI-T72 MP3图形处理器,运行频率为800MHz。此外,主板还内置了2.4G及5G双模WIFI模块、蓝牙通讯模块和多种传感器(如触控、光线、距离、陀螺仪等),以支持触摸、手势、头部运动和语音控制等多种交互方式。为了防止眩晕,AR眼镜要求图像刷新率达到90Hz,这对处理器的运算速度要求很高。
AR眼镜PCB设计
AR眼镜主板方案参数
CPU:MTK8788 12nm 八核 4x ARM Cortex-A73 2.0GHz + 4x ARM Cortex-A53 2.0GHz处理器
GPU:ARM Mali-G72 MP3 @ 800MHz
内存:4GB+64GB
操作系统:Android 11.0
网络连接:4G全网通
蓝牙:Bluetooth 4.2
WIFI:2.4GHz/5GHz双频段 支持802.11 a/b/g/n/ac, 支持AP热点
Canera:5MP IR + 13MP摄像头,支持1080P/30fps视频录像,动态对焦、人脸识别,0CR识别
GPS:支持GPS/北斗卫星定位
天线:MAIN天线、DRX天线、GNSS天线、WIFI/BT天线接口
外围接口
支持一路TypeC接口,接口不外露,可做为充电口和数据传输接口
AR光学方案
AR眼镜光学系统由光感元件组成,其中包括透镜和微型显示屏(光机),透镜目前以光波导为主流技术方案,光机方面 Micro LED 因为性能优异,未来有望成为主流。
光波导原理:将微显示器光束利用光栅耦入到波导片中,光束进行全反射传播后,再将光束经光栅耦出波导片传至人眼。
体积:小
镜片厚度<3mm
视场角FOV:25°-90°
透光度:80°-95°
光学效果:0.3%-15%
图像质量:图像呈现明暗条纹状
技术优势:
1.真正解决体积和视场角的矛盾,大大减薄厚度和重量,趋于日常眼镜;
2.视场角大;
3.分辨率高;
4.眼动范围广,能适配不同脸型用户;
5.透光度高
技术劣势:
光学效率低
在AR眼镜的光学方案中,光波导显示具有突出的性能,但由于制造方面的限制,其价格相对较高。因此,一种常见的显示方案是采用双目全彩索尼Micro OLED屏幕,其分辨率为1920*1200,非常适合目前主流的AR眼镜显示方案。离轴光学和棱镜作为早期方案,由于笨重和小视场角的限制,已经退出历史舞台。虽然离轴光学和棱镜的结构设计和成像原理相对简单,容易量产和制造,但离轴光学较厚重,而轻薄眼镜则会伴随着超小视场角和较差的成像效果,无法满足沉浸性和交互感的要求。
AR眼镜的主板处理器和光学显示模块是关键的组成部分。处理器的性能指标对于AR眼镜的运算速度至关重要,而Micro OLED屏幕是一种常见且适合现有技术的显示方案。随着技术的不断进步,未来还可能出现更先进的光学和处理器设计,为AR眼镜带来更好的性能和用户体验。