Ходят слухи, что Apple разрабатывает носимое устройство XR или оснащено OLED-дисплеем.

По сообщениям СМИ, ожидается, что Apple выпустит свое первое носимое устройство дополненной реальности (AR) или виртуальной реальности (VR) в 2022 или 2023 году. Большинство поставщиков могут находиться на Тайване, например, TSMC, Largan, Yecheng и Pegatron. Apple может использовать свой экспериментальный завод на Тайване для разработки этого микродисплея. Отрасль ожидает, что привлекательные варианты использования Apple приведут к взлету рынка расширенной реальности (XR). Объявление Apple об устройстве и отчеты, связанные с технологией XR устройства (AR, VR или MR), не были подтверждены. Но Apple добавила приложения AR на iPhone и iPad и запустила платформу ARKit для разработчиков, позволяющих создавать приложения AR. В будущем Apple может разработать носимое XR-устройство, добиться синергии с iPhone и iPad и постепенно расширить AR с коммерческих приложений на потребительские.

Согласно новостям корейских СМИ, 18 ноября Apple объявила о разработке устройства XR с «OLED-дисплеем». OLED (OLED на кремнии, OLED на кремнии) — это дисплей, реализующий OLED после создания пикселей и драйверов на подложке из кремниевой пластины. Благодаря полупроводниковой технологии можно выполнять сверхточное вождение, устанавливая больше пикселей. Типичное разрешение дисплея составляет сотни пикселей на дюйм (PPI). Напротив, OLEDoS может достигать тысяч пикселей на дюйм PPI. Поскольку устройства XR выглядят близко к глазу, они должны поддерживать высокое разрешение. Apple готовится установить OLED-дисплей высокого разрешения с высоким PPI.

Концептуальное изображение гарнитуры Apple (источник изображения: Интернет)

Apple также планирует использовать датчики TOF на своих устройствах XR. TOF — это датчик, который может измерять расстояние и форму измеряемого объекта. Важно реализовать виртуальную реальность (VR) и дополненную реальность (AR).

Понятно, что Apple работает с Sony, LG Display и LG Innotek для продвижения исследований и разработок основных компонентов. Понятно, что задача разработки находится в стадии выполнения; а не просто технологические исследования и разработки, возможность их коммерциализации очень высока. Согласно Bloomberg News, Apple планирует выпустить устройства XR во второй половине следующего года.

Samsung также фокусируется на устройствах XR следующего поколения. Samsung Electronics инвестировала в разработку линз DigiLens для смарт-очков. Хотя сумма инвестиций не раскрывается, ожидается, что это будет продукт типа очков с экраном с уникальной линзой. Samsung Electro-Mechanics также участвовала в инвестировании DigiLens.

Проблемы, с которыми сталкивается Apple при производстве носимых XR-устройств.

Носимые устройства AR или VR включают в себя три функциональных компонента: отображение и представление, сенсорный механизм и вычисление.

Дизайн внешнего вида носимых устройств должен учитывать связанные с этим вопросы, такие как удобство и приемлемость, такие как вес и размер устройства. Приложениям XR, расположенным ближе к виртуальному миру, обычно требуется больше вычислительной мощности для создания виртуальных объектов, поэтому производительность их основных вычислений должна быть выше, что приводит к большему энергопотреблению.

Кроме того, тепловыделение и внутренние батареи XR также ограничивают технические возможности. Эти ограничения также распространяются на устройства дополненной реальности, приближенные к реальному миру. Время автономной работы Microsoft HoloLens 2 (566 г) XR составляет всего 2-3 часа. В качестве решения можно использовать подключение носимых устройств (модем) к внешним вычислительным ресурсам (например, смартфонам или персональным компьютерам) или источникам питания, но это ограничит мобильность носимых устройств.

Что касается сенсорного механизма, то, когда большинство VR-устройств осуществляют взаимодействие человека с компьютером, их точность в основном зависит от контроллера в их руках, особенно в играх, где функция отслеживания движения зависит от инерциального измерительного устройства (IMU). Устройства AR используют пользовательские интерфейсы от руки, такие как естественное распознавание голоса и управление с помощью распознавания жестов. Устройства высокого класса, такие как Microsoft HoloLens, даже обеспечивают функции машинного зрения и трехмерного определения глубины, которые также являются областями, в которых Microsoft преуспела с тех пор, как Xbox запустила Kinect.

По сравнению с носимыми устройствами AR, на устройствах VR может быть проще создавать пользовательские интерфейсы и отображать презентации, поскольку меньше нужно учитывать внешний мир или влияние окружающего освещения. Ручной контроллер также может быть более доступным для разработки, чем человеко-машинный интерфейс, когда он не используется. Портативные контроллеры могут использовать IMU, но управление с помощью распознавания жестов и трехмерное определение глубины опираются на передовые оптические технологии и алгоритмы зрения, то есть на машинное зрение.

Устройство VR должно быть экранировано, чтобы реальная среда не влияла на дисплей. Дисплеи виртуальной реальности могут быть жидкокристаллическими дисплеями LTPS TFT, LTPS AMOLED-дисплеями с более низкой стоимостью и большим количеством поставщиков или новыми дисплеями OLED (микро-OLED) на основе кремния. Экономически выгодно использовать один дисплей (для левого и правого глаза) размером с экран мобильного телефона с диагональю от 5 до 6 дюймов. Однако конструкция с двумя мониторами (раздельные левый и правый глаза) обеспечивает лучшую регулировку межзрачкового расстояния (IPD) и угла обзора (FOV).

Кроме того, учитывая, что пользователи продолжают смотреть компьютерную анимацию, направлениями развития дисплеев являются низкая задержка (сглаживание изображений, предотвращение размытия) и высокое разрешение (устранение эффекта экранной двери). Дисплейная оптика VR-устройства является промежуточным объектом между шоу и глазами пользователя. Следовательно, толщина (коэффициент формы устройства) уменьшается и отлично подходит для оптических конструкций, таких как линза Френеля. Эффект отображения может быть сложным.

Что касается дисплеев дополненной реальности, то большинство из них представляют собой микродисплеи на основе кремния. Технологии отображения включают жидкий кристалл на кремнии (LCOS), цифровую обработку света (DLP) или цифровое зеркальное устройство (DMD), сканирование лазерного луча (LBS), микро-OLED на основе кремния и микро-LED на основе кремния (микро-LED на кремний). Чтобы противостоять помехам интенсивного окружающего света, дисплей AR должен иметь высокую яркость выше 10Knits (учитывая потери после волновода, 100Knits является более идеальным). Хотя это пассивное излучение света, LCOS, DLP и LBS могут увеличить яркость за счет усиления источника света (например, лазера).

Поэтому люди могут предпочесть использовать микро-светодиоды вместо микро-OLED. Но с точки зрения раскрашивания и производства технология micro-LED не так совершенна, как технология micro OLED. Он может использовать технологию WOLED (цветовой фильтр RGB для белого света) для создания светоизлучающих микро-OLED RGB. Однако простого способа производства микросветодиодов не существует. Потенциальные планы включают преобразование цвета Quantum Dot (QD) Plessey (в сотрудничестве с Nanoco), стек RGB, разработанный Ostendo Quantum Photon Imager (QPI), и X-cube JBD (комбинация трех чипов RGB).

Если устройства Apple основаны на методе сквозного видео (VST), Apple может использовать зрелую технологию micro OLED. Если устройство Apple основано на подходе прямого прозрачного изображения (оптическое прозрачное изображение, OST), оно не может избежать значительных помех от окружающего света, а яркость микро OLED может быть ограничена. Большинство устройств AR сталкиваются с одной и той же проблемой помех, поэтому Microsoft HoloLens 2 выбрала LBS вместо micro OLED.

Оптические компоненты (такие как волновод или линза Френеля), необходимые для разработки микродисплея, не обязательно более просты, чем создание микродисплея. Если он основан на методе VST, Apple может использовать оптическую схему (комбинацию) в стиле блинов для создания различных микродисплеев и оптических устройств. На основе метода ОСТ можно выбрать визуальное оформление волновода или купальни для птиц. Преимущество волноводной оптической схемы заключается в том, что ее форм-фактор тоньше и меньше. Однако волноводная оптика имеет слабые характеристики оптического вращения для микродисплеев и сопровождается другими проблемами, такими как искажение, однородность, качество цвета и контрастность. Дифракционный оптический элемент (ДОЭ), голографический оптический элемент (ГОЭ) и отражательный оптический элемент (РОЭ) являются основными методами визуального проектирования волновода. Apple приобрела Akonia Holographics в 2018 году, чтобы получить опыт в области оптики.