杰普特乘風(fēng)破浪，擁抱XR時代風(fēng)潮

6月6日凌晨，在2023蘋果全球開發(fā)者大會（WWDC）上，庫克面帶微笑，宣布了這次的One More Thing——全世界都在屏息等待的頭顯終于出場，或許這已在無聲的宣布：XR時代正式到來！擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）是虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和混合現(xiàn)實(shí)（MR）等各種新沉浸式技術(shù)的統(tǒng)稱，VR、AR和MR都屬XR技術(shù)。從游戲到虛擬生產(chǎn)再到產(chǎn)品設(shè)計(jì)， XR使人們能夠在計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境中進(jìn)行前所未有的創(chuàng)造、協(xié)作和探索。

01光學(xué)檢測在XR中的應(yīng)用

VR/MR顯示的本質(zhì)是通過光學(xué)系統(tǒng)將屏幕放大并投射到人眼中，人眼所看到的其實(shí)是屏幕的虛像，從而獲得一種虛擬的沉浸感，所以VR/MR產(chǎn)品的觀看舒適度與屏幕本身及光學(xué)系統(tǒng)兩者有直接關(guān)系。因此，VR/MR眼鏡產(chǎn)品成像質(zhì)量的自動化檢測非常重要，而顯示成像畸變會極大影響用戶的產(chǎn)品體驗(yàn)。當(dāng)前VR/MR眼鏡已經(jīng)在一些軍事訓(xùn)練中應(yīng)用，未來也將重新定義游戲、旅游與社交等應(yīng)用場景。

VR/MR眼鏡產(chǎn)品由一對分別針對左眼和右眼的成像模組組成，每個模組又是由一個高質(zhì)量透鏡及一塊顯示熒幕精密組裝而成。用戶在使用VR/MR眼鏡體驗(yàn)虛擬世界時，雙眼瞳孔會在較大的角度范圍內(nèi)自由活動。因此，當(dāng)用戶左右眼瞳孔偏離模組光軸中心時，所看到的顯示熒幕成像缺陷成為了檢測VR/MR眼鏡質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，這需要極其精密的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)及測量。雖然較大的光學(xué)畸變對使用者是否會導(dǎo)致眼睛視力損害，目前還沒有權(quán)威機(jī)構(gòu)能夠給出明確結(jié)論，但對于VR/MR眼鏡這種穿戴時離眼睛非常近的產(chǎn)品而言，由于畸變造成的不舒適觀看體驗(yàn)以及必然發(fā)生的視覺疲勞則是顯而易見的。

近年來，杰普特與產(chǎn)業(yè)伙伴聯(lián)合創(chuàng)新，積極投入VR/MR/AR光學(xué)檢測技術(shù)如用于自動化檢測VR/MR眼鏡產(chǎn)品相對人眼瞳孔成像缺陷的研發(fā)，內(nèi)容包括：成像畸變、成像清晰度、屏幕缺陷、屏幕亮度差異、對比度、瞳孔游移、鏡片焦距、鬼影等。得益于杰普特在光學(xué)設(shè)計(jì)、視覺算法及運(yùn)動控制等領(lǐng)域的多年技術(shù)積累，已經(jīng)可以滿足客戶對高準(zhǔn)確度和高重復(fù)性的測試的需求。同時，杰普特也在協(xié)助客戶開發(fā)下一代VR/MR，以及AR檢測設(shè)備，計(jì)劃加入更多的光學(xué)檢測項(xiàng)目，例如MTF、偏振、光譜、色彩均勻性等。

技術(shù)亮點(diǎn)

?可根據(jù)不同VR透鏡的光學(xué)設(shè)計(jì)定制算法

?高精度六足位移臺用于VR透鏡光軸校準(zhǔn)及測試，光軸?校準(zhǔn)精度可達(dá)0.0167°

?熒幕光學(xué)中心標(biāo)定可精確至亞熒幕像素的精度

?2D熱圖顯示畸變值分布 可提供錐光儀鏡頭畸變校準(zhǔn)服務(wù)

02光學(xué)檢測在XR攝像頭中的應(yīng)用

簡單來說，攝像頭在AR/MR設(shè)備中可以用于以下幾個方面：

1、環(huán)境感知和虛實(shí)融合：通過攝像頭獲取現(xiàn)實(shí)世界的場景和物體信息，將其與虛擬現(xiàn)實(shí)元素進(jìn)行融合，在用戶的視野中呈現(xiàn)出一種更加逼真的混合現(xiàn)實(shí)效果，即Video See Through的功能。

2、頭部和手部跟蹤：攝像頭可以用于跟蹤用戶的頭部和手部運(yùn)動，以便在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)更加自然的交互和控制。通過識別用戶的手勢和動作，可以實(shí)現(xiàn)手勢控制、觸摸交互等功能。

3、環(huán)境建模和定位：通過LiDAR激光雷達(dá)與攝像頭獲取現(xiàn)實(shí)世界的場景和物體信息，可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的建模和定位。這可以用于實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航、室內(nèi)定位、虛擬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的展示等功能。

在北美大客戶的消費(fèi)級產(chǎn)品中，旗艦手機(jī)的攝像頭一直是行業(yè)的標(biāo)桿，客戶一直致力于在手機(jī)攝像頭技術(shù)上的研發(fā)和創(chuàng)新，不斷推出領(lǐng)先行業(yè)的新功能和技術(shù)，迄今，杰普特已經(jīng)為大客戶開發(fā)了攝像頭模組中位移式光學(xué)防抖模塊（OIS）的校準(zhǔn)設(shè)備和微型電機(jī)模塊（VCM）的校準(zhǔn)設(shè)備，通過使用激光位移傳感器來標(biāo)定攝像頭模組中這兩個模塊的相對位移量，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)燒錄。

以下是關(guān)于這方面光學(xué)防抖技術(shù)的介紹：

攝像頭中的芯片位移式光學(xué)防抖模塊（OIS）可以通過檢測攝像頭的震動和移動來實(shí)時調(diào)整芯片位置，從而減少圖像模糊和抖動。該技術(shù)利用了攝像頭中的加速度計(jì)和陀螺儀等傳感器來檢測移動和震動，并通過霍爾效應(yīng)來驅(qū)動芯片模塊來調(diào)整芯片的位置，從而使圖像更加穩(wěn)定和清晰。

芯片模組在平面移動進(jìn)行光學(xué)防抖補(bǔ)償?shù)倪^程中，其相對的高度面會存在微米級別的波動，需要進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)，即為我們給客戶開發(fā)的位移式光學(xué)防抖模塊（OIS）的校準(zhǔn)設(shè)備。

同時攝像頭模組中還有一個微型電機(jī)（VCM）來實(shí)時調(diào)整鏡頭位置。當(dāng)攝像頭檢測到移動或者震動時，微型電機(jī)會自動調(diào)整鏡頭位置，以抵消這些運(yùn)動。OIS技術(shù)可以使拍攝的照片和視頻更加清晰、穩(wěn)定，尤其是在低光環(huán)境下或者在拍攝運(yùn)動場景時效果更加突出。

微型電機(jī)（VCM）實(shí)時調(diào)整的位置也需要微米級別的標(biāo)定和校準(zhǔn)，即為我們給客戶開發(fā)的微型電機(jī)模塊（VCM）的校準(zhǔn)設(shè)備。

2022-2023年，杰普特逐步向客戶交付攝像頭模組領(lǐng)域的光電校準(zhǔn)檢測自動化設(shè)備，陸續(xù)完成驗(yàn)收。

技術(shù)亮點(diǎn)

?可根據(jù)不同VR透鏡的光學(xué)設(shè)計(jì)定制算法

?高精度六足位移臺用于VR透鏡光軸校準(zhǔn)及測試，光軸?校準(zhǔn)精度可達(dá)0.0167°

?熒幕光學(xué)中心標(biāo)定可精確至亞熒幕像素的精度

?2D熱圖顯示畸變值分布 可提供錐光儀鏡頭畸變校準(zhǔn)服務(wù)

虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)實(shí)現(xiàn)從概念萌芽到產(chǎn)品出爐，再到商業(yè)變現(xiàn)，需要所有參與者“擰成一股繩”，發(fā)揮各自優(yōu)勢，共同參與生態(tài)建設(shè)、貢獻(xiàn)創(chuàng)新智慧。杰普特作為國家高新技術(shù)企業(yè)，是知識密集、技術(shù)密集的經(jīng)濟(jì)實(shí)體，是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高國家競爭力的主力軍！依托于先進(jìn)的研發(fā)、生產(chǎn)、測試設(shè)備，杰普特團(tuán)隊(duì)對激光技術(shù)、智能裝備與行業(yè)應(yīng)用不斷地鉆研與探索，堅(jiān)守初心、砥礪奮進(jìn)、刻苦鉆研、不斷創(chuàng)新！擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)（XR）的進(jìn)步將逐步成為我們的工作、生活和娛樂方式，杰普特更將乘風(fēng)破浪，積極擁抱XR時代風(fēng)潮，為助力XR產(chǎn)業(yè)砥礪前行。