微型瞳距推杆系统使AR与VR更具有“沉浸感”

5G商用一年也催生很多成熟的AR/ VR 应用场景,消费者对AR/VR的设备有了更高要求。AR 和VR的发展始于光学,对于开发人员来说,给用户带来逼真的视觉体验是他们的首要任务。在这个追求“小”和“薄”的电子产品时代,目前市面上笨重的AR和VR设备不是市场主流。

现有的VR眼镜多数采用以智能 手机 为代表的智能多 媒体 播放终端作为计算和显示的单元,安装在眼镜的前部。在VR眼镜中,具有两组分别与使用者的左眼和右眼相对应的透镜组件,由于不同使用者的双眼的瞳距各不相同,若透镜组件之间的距离恒定不变,必然会导致部分使用者在穿戴VR眼镜时难以获得较好的体验感受。

一款好的VR眼镜需具备体积更小、重量更轻、刷新率更高的特点,这样在 游戏 和使用中都能带来更加真实的体验。正常来说每个人的脸型和五官位置都会有所不同,因此一款好质量的VR眼镜,至少会拥有焦距调节功能。将瞳距与焦距均调节到合理位置,才能让图像准确落在视网膜上(尤其是焦距)获得清晰视图,拒绝重影。

针对这一消费需求,深圳市兆威机电股份有限公司(以下简称“兆威”)对VR眼镜(VR头显)电机齿轮箱也做了升级设计,通过微型对焦电机的往复直线运动进行动态变焦的行星齿轮箱来控制镜片到屏幕的距离。

值得关注的是,许多厂商都已经发布了AR和VR眼镜,包括Oculus Rift、HTC Vive、索尼PlayStation VR和三星Gear VR除了加紧研制AR和VR眼镜外,目前国内外多家厂商都开始进行光波导技术的研发,包括初创企业如灵犀微光、珑璟光电和DigiLens等,以及传统光学巨头如Sony、肖特等。随着这些企业的逐渐加入,光学模组研发、AR组件技术成熟度将不断提高,从而助力AR和VR行业发展。

VR眼镜瞳距智能调节齿轮箱结构

兆威VR眼镜瞳距传动解决方案在VR眼镜的瞳距调节机构上加入了采用微型对焦电机的往复直线运动进行动态变焦的伸缩齿轮箱结构带动偏心轮转动,偏心轮使眼镜架(头显框架)产生振动,电机通过VR眼镜的瞳距调节齿轮箱结构智能调节VR眼镜的两组透镜组件的间距,直至与使用者的瞳距相匹配,当用户再次戴上眼镜之后,VR眼镜内置传感器会将数据转换为电力驱动装置,将微型电机的旋转运动转变为推杆的直线运动,从而带动VR眼镜的前后两层镜片根据适合用户的聚焦度数来进行自动对焦,智能控制镜片到屏幕的距离,完成视觉清晰成像的目的。

兆威VR眼镜瞳距调节齿轮箱解决方案,在进行瞳距调节时结合传感器会获取移动轨迹长度和移动方向作为显示的双眼画面同步调节的参数,从而实现双眼画面的同步调节。

这款VR眼镜瞳距调节齿轮箱产品,拥有二级、三级、四级传动变化可根各性能的步进(电机)马达的传动需求更换减速比及调整齿轮箱的输入转速及力矩,从传动方式上解决VR眼镜调节的各级智能传动稳定性需求。此外,其行星齿轮的模数小。在不同湿度、温度环境下,转子部分以及转子里面的步进马达测试结果显示,使用寿命长。

CCS Insight可穿戴设备高级分析师George Jijiashvil说:“从过去几年的数据来看,目前销量增长的主要来源是VR头戴设备,并且我们预计这种趋势还将继续,尤其是用于智能手机的VR头戴设备。 我们预计像oculus Go和HTC Vive Focus这样的独立头戴设备还将引发新的增长浪潮,这有助于扩大虚拟现实的吸引力,特别是在企业和教育领域。”

参考韩国的经验,韩国运营商积极发展 5G 特色业务,重点放在能体现 5G 大带宽、低时延特点的 VR/AR 以及在线游戏等方向。通过与内容提供商合作,或直接 投资 制作内容等多种方式获取优质内容资源,以带动 4G 用户转网升级。

5G和VR就像一对孪生兄弟,相生相伴、融通互促;5G有着高速率、低时延、大连接等三大特点,网络速率达到10Gbps、为4G的100倍,端到端时延低至20ms以内,能够满足VR产业海量数据高速传输需求,VR又为5G发展提供了广阔的应用支持。展望未来,随着VR/AR眼镜设备变得更轻薄、更便携、协作功能得到改善,VR/AR眼镜设备很有可能成为智能手机的替代品。当前VR/AR整个产业链包括硬件、软件、应用和服务也在升级,谁解决了VR眼镜设备的痛点,谁将赢得市场。兆威在VR微型传动系统上帮助实现其智能升级,可以根据VR厂商的产品需求,定制各种类型的微型齿轮箱传动系统解决方案去设计、研发、生产对应的AR智能眼镜齿轮箱、VR眼镜齿轮箱,推动AR/VR市场的成熟和发展。

为了削弱佩戴过程中的眩晕感,VR屏幕刷新率已由60Hz演进到以90Hz、120Hz为主,屏幕材质也从液晶屏演进到OLED屏,未来更轻便、视觉效果更好的屏幕应用将使VR设备的渗透率提升。5G的大带宽和低时延特点,能够有效解决VR因带宽不够和时延长带来的图像渲染能力不足、终端移动性差和互动体验不强、画面自然度欠佳等痛点问题。超高清视频、云游戏、VR/AR等产业将成为最先爆发的应用;医疗健康、工业 互联网 、车联网等逐渐成为5G先锋应用领域。未来,谁先解决好AR与VR头显的舒服又健康的沉浸式体验感,谁将获得巨大的蛋糕。