北大研究生打造“AR眼镜CPU”全球首条光波导晶片生产线建成
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发布时间：2022-10-13 20:55
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时间：2023-11-12 22:51
其后，AR产业迅速迎来了一波发展*，却又很快“黯然失色”。生产工艺进展缓慢、终端成本居高不下等诸多难题的制约，使得AR产业很难真正走进大众生活中。
2014年，研究生毕业于北大的郑昱，一直坚信AR行业的光明前景，他将目光瞄准AR设备。“最受欢迎、最自然的交互方式一定是让设备适应人”，在这“灵光一闪”的想法驱使下，郑昱创立灵犀微光团队，致力于打造一款“如同普通眼镜一般方便易用”的AR眼镜。
研发方向上，灵犀微光团队决定聚焦AR设备瓶颈技术——光学显示，主攻核心器件光学引擎。通过打造小巧的光学引擎模组，使得“方便易用”的AR眼镜成为可能。
2014年底，郑昱成立北京灵犀微光 科技 有限公司，至今已累计获得多轮投资。最近的一次是2019年5月，舜宇V基金领投、中关村启航基金跟投的数千万元A+轮投资；此前，灵犀微光曾于2017年获得红杉中国领投的千万元级A轮投资；于2016年获得东方富海领投，和君资本VR产业基金、西部资本跟投的千万元级Pre-A轮投资；2015年8月获得和君资本300万元天使轮投资。
目前，灵犀微光已为多个知名品牌提供核心技术。公司旗下光波导方案AW60，采用LCOS 像源，可以做到36 视场角，1.7mm 镜片厚度。基于此，已有多个AR设备厂商开发出“如普通眼镜一般”的AR眼镜。而公司最近研制出的，世界上最小AR光学模组AW70S也已经进入量产阶段。
AR与虚拟现实(VR)的近眼显示系统都是将显示器上的像素，通过一系列光学成像元件形成远处的虚像并投射到人眼中。
不同之处在于，AR眼镜需要透视，既要看到真实的外部世界，也要看到虚拟信息，所以成像系统不能挡在视线前方。这就需要多加一个或一组光学组合器，通过“层叠”的形式，将虚拟信息和真实场景融为一体，互相补充，互相“增强”。
2014年，还在北大读研究生的郑昱，偶然看到2年前发布的谷歌眼镜。他敏锐察觉到虚拟、显示融合显示的巨大前景，但在查阅了谷歌眼镜的相关资料后，郑昱失望地发现，这与他想象中的AR眼镜相去甚远。
AR眼镜的基本要求是，既要看到真实的外部世界，也要看到虚拟信息。而彼时的谷歌眼镜只能通过镜框右上方的小格子（处理器装置），“眼睛要往右上角瞄”，视野较窄，且既不方便又笨重。
“一定程度上讲，Google Glass给了我启发。通过洞察其发展中存在的缺点与弊端，我认识到了更有价值的内容和AR眼镜最终所应有的形态。”郑昱认为，在AR产业链中，AR眼镜是呈现出的最终产品形态。
之所以，大部分消费者还不能完全接受AR眼镜，很重要的一个原因就是，光学显示系统还不能够满足大部分人所能接受的体积与形态，不能提供良好的显示效果，这为灵犀微光团队指明了方向。
从普通用户的视角来看，无限接近普通近视镜、墨镜形态和舒适度的设备，最可能成为消费级AR眼镜的爆发点。
郑昱带领灵犀微光开始研究业内出现的多种方案，他发现“无论是自由曲面、反射式离轴，还是棱镜方案，几乎都存在或体积较大、或视场角较小、或显示效果不尽人意等缺点”。相比之下，光波导技术由于轻薄与外界光线的高穿透特性特点，几乎是消费级AR眼镜的“绝佳”光学方案。
于是，灵犀微光将研发方向锁定在AR设备光学显示，主攻核心器件——光学引擎，亦即AR眼镜的“CPU”。
新技术的问世并非一蹴而就，需要经历漫长的孕育期。
在灵犀微光团队决心为AR眼镜研发光波导方案时，全球范围内仅有极少数公司在此方向有一定研究。因而，对于灵犀微光团队而言，所有的研发与生产几乎都是“从零开始”。
郑昱回忆，当年AR企业数量屈指可数，整个展厅就我们一家做AR而且做光波导。当时的产品能实现32 视场角，形态已经比较小巧，在那一个时间点已能*了不少人对AR技术固有的“悲观”认知。
不过，虽然彼时的灵犀微光在技术上已经具有一定优势，但依然在生产端面临着诸多难题。
“光波导技术之所以受到重视，主要是因为它具有高穿透、轻薄的特点。但是，光波导技术能做到这两点并不简单。光波导技术的流程是：在光机完成成像过程后，“波导”将光耦合进自己的玻璃基底中，通过“全反射”原理将光传输到眼睛前方再释放出来。
这带来了三大难点：耦入部分体积难以缩小、光波导固有明暗条纹的问题、光波导采用全新工艺量产难度大。
然而，灵犀微光团队坚持 探索 、不断打破常规思维模式，诸多创新型解决方案应运而生。团队于2017年研发出光波导方案AW60：采用LCOS 像源，做到36 视场角，1.7mm 镜片厚度。较大程度地缩小了耦入模块体积，比业界顶尖企业Lumus体积上缩小一半；2018年，灵犀微光又在AW60基础上进一步改良，推出的AW61解决了明暗条纹的问题，在对比度和光能利用率上也有明显的提升。
为了解决“三大难点”中仅剩的全新工艺量产问题。灵犀微光团队再次“别出心裁”：“光波导是一项新技术，寄希望于仍采用传统工艺的光学制造厂商显然不明智。所以，我们深度参与到工艺研发流程，在一些关键工艺点实现了突破，并在全球范围内率先实现低成本量产光波导镜片。”
2019年，灵犀微光开始谋划生产基地的选址，上下游产业链齐全的无锡很快进入了灵犀微光团队的视野，在调研过程中，无锡制造业精益、高效的理念深深吸引了郑昱，在无锡市*和高新区的大力支持下，灵犀微光的生产基地落户无锡留学人员创业园并于2019年底建成投产，成为全球首条规模量产AR光波导镜片中试线，标志着AR市场进入量产化竞争阶段：由单纯的市场AR显示技术“门派之争”，升级为产研一体化、综合量产实力的内核竞争。
而早在一年之前，不断改进生产工艺的灵犀微光已经率先实现了光波导显示模组更大规模的批量生产，进一步降低了成本。
近年来AR行业的发展，颇有些曲折。从快速兴起到黯然沉寂，而后又随着巨头的推动下宣传力度渐渐回升。
但灵犀微光却没有受到太多影响，既不浮躁、也不消极，而是一直保持着较好的节奏。郑昱表示，硬件尤其是光学器件方面，和互联网公司不一样，它的节奏是稳步推进并不是突然爆发。“我们从最初的光学设计，到打样、原型机评审、效果评测，以及后续的加工优化、小批量试产，每一个流程都必须完整、细致”，但这并不意味着闭门造车，“产品研发的同时，一定要及时跟进客户和市场的反馈，保证公司与市场需求的节奏也能一致。”
通过与客户在研发阶段即深度融合、及时联动，灵犀微光几乎能确保最终的量产产品“正是客户想要的样子，甚至超越预期”。
而灵犀微光保持良好节奏的背后动力，则来源于持续学习、拓展视野。“创业最常见的状态，便是迎来新的问题、接受新的知识，得出新的解决方案”，郑昱回忆起创业之路，“从刚开始原型机开发，到小批量量产、第一批投放市场，每一个阶段几乎都是全新的阶段。为了少犯错误、跑的更快，团队需要保持开放的心态，不断与团队、客户交流，向最懂行的人学习，问题最终会迎刃而解。”
此外，“拓展全局视野，也十分重要。”郑昱表示，“AR作为新兴产业，尤为需要全产业链的协作配合，方能加速迎来产业爆发”。作为AR产业上游供应商之一，灵犀微光自创立之日起，始终贴近终端市场消费者的需求进行光学核心显示器件研发，从而帮助中下游AR设备设计、集成、制造商开发出真正有市场的产品。
目前，搭载灵犀微光相关技术解决方案的AR产品，已在诸如 游戏 、视频、翻译与信息提示、高铁维修、残障辅助、人脸识别与拍摄、军工等诸多场景中实现了落地应用。
尤其是面对突发的疫情，灵犀微光携手合作伙伴，研发出红外智能测温眼镜，既能实现传统红外测温摄像头的自动测温功能，还可预设体温阈值，当检测到体温异常时，眼镜将发出警报，启动人脸识别功能，记录人员身份信息，方便追踪发热人员的运动轨迹。同时结合 AR远程通讯与协作系统，形成多终端联动，打造防疫排查的坚实防线。2020第一季度该产品已经签订数千套订单。
此外，率先落地于某地*的智能安防AR眼镜，与国内某聋哑人设备企业合作发布的世界第一款听障AR眼镜，可为高铁维修实现远程指导、辅助检修的设备均在2020年实现数千套出货量；灵犀为外卖小哥定制的AR头盔也即将推向市场......
创业以来，郑昱已经习惯了资本市场、*环境对于AR行业“忽冷忽热”的常态。在他看来，无论外界看法如何改变，对创业者而言最重要的一件事便是保持初心、稳步前进，“唯有踏踏实实地行动，才能真正为这个世界创造价值”。
而在未来，灵犀微光也将持续“作为一家 科技 创新公司，做更多的技术创新工作并把它普及开来，贡献出改变世界的力量。”
作者：创客公社 施润
