英偉達(dá)發(fā)布AR眼鏡新專利 提升顯示效果還能降低設(shè)備重量

  日前，英偉達(dá)在美國(guó)專利及商標(biāo)局官網(wǎng)公開了一項(xiàng)名為“無背光增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)數(shù)字全息技術(shù)”的AR眼鏡專利（專利號(hào)US20250004275A1）。

  這項(xiàng)專利于2024年6月14日提交，并在2025年1月2日正式公開。專利發(fā)明人包括Jonghyun Kim、Ward Lopes和David Luebke等業(yè)界專家。

  如何讓AR設(shè)備更輕便、顯示效果更好，一直是AR眼鏡研發(fā)商的研究重點(diǎn)。英偉達(dá)的新專利正是為了解決這一痛點(diǎn)。

  英偉達(dá)相關(guān)論文表示，傳統(tǒng)的AR顯示方案通常使用沉重的折疊光學(xué)器件，讓AR眼鏡為代表的AR設(shè)備更加厚重，存在用戶體驗(yàn)不佳（如面部光線阻擋和低對(duì)比度）等問題。

  而英偉達(dá)研究人員摒棄了傳統(tǒng)的背光系統(tǒng)，采用數(shù)字全息和環(huán)境光干涉技術(shù)（自干涉全息技術(shù)），通過特定的光學(xué)設(shè)計(jì)（阻擋入射光而不是從額外光源添加光）和基于深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，顯著提升了戶外顯示效果，實(shí)現(xiàn)了更為自然和清晰的虛擬圖像呈現(xiàn)，有助于提升沉浸式體驗(yàn)，同時(shí)降低AR設(shè)備的功耗和重量。

  其中，自干涉全息技術(shù)是該專利的技術(shù)核心。該技術(shù)使用相位調(diào)節(jié)空間光調(diào)制器(SLM)與環(huán)境光產(chǎn)生破壞性干涉，無需額外光源即可實(shí)現(xiàn)選擇性遮蔽，AR設(shè)備降低功耗、重量的原理便在于此。即AR設(shè)備可以利用數(shù)字全息技術(shù)在不需要額外光源的情況下實(shí)現(xiàn)選擇性遮蔽，這種精確的選擇性可以顯著降低增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的功耗，從根本上解決了AR眼鏡在強(qiáng)光環(huán)境下顯示效果差的問題。

  可以將這個(gè)系統(tǒng)想象成能夠選擇性調(diào)暗特定視野區(qū)域的自適應(yīng)變色鏡片。與傳統(tǒng)太陽鏡整體調(diào)暗不同，該系統(tǒng)只在需要顯示AR內(nèi)容的區(qū)域創(chuàng)建精確的暗區(qū)。這種選擇性調(diào)暗方法不僅節(jié)省電力，還能在其他區(qū)域保持自然視覺。

  專利還顯示，AR眼鏡的大概外觀為一副普通眼鏡，重量大概和Meta Ray-Ban相當(dāng)，鏡片為全透明，并支持雙目顯示，眼鏡左右上方各一顆攝像頭。

  總的來說，數(shù)字全息和環(huán)境光干涉技術(shù)有望為AR眼鏡帶來多項(xiàng)實(shí)質(zhì)性改進(jìn)：

  · 顯著降低功耗：無需背光源，大幅減少能耗；

  · 更輕薄的設(shè)計(jì)：簡(jiǎn)化光學(xué)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更符合日常佩戴的輕薄外形；

  · 優(yōu)異的戶外表現(xiàn)：在強(qiáng)光環(huán)境下依然保持清晰的AR顯示效果；

  · 增強(qiáng)用戶體驗(yàn)：非AR區(qū)域保持完全透明，提升佩戴舒適度。

  這并非英偉達(dá)首次透露該技術(shù)。英偉達(dá)在2024年6月披露了與斯坦福大學(xué)合作的成果，利用AI驅(qū)動(dòng)的全息算法來優(yōu)化全息AR眼鏡的顯示效果。新的顯示元件——空間光調(diào)制器(SLM)不是操縱光的強(qiáng)度，而是操縱光的相位，從而能夠在SLM的前面或后面重建3D全息圖像。利用這一原理，團(tuán)隊(duì)推出了厚度僅為2.5毫米的全息眼鏡，利用波導(dǎo)、全息近眼顯示器和幾何相位透鏡，制造出厚度極小的全息AR眼鏡。

  AR眼鏡被視作消費(fèi)電子圈的下一個(gè)重磅產(chǎn)品，但短期出貨量仍然較低，英偉達(dá)目前尚未推出具體的產(chǎn)品，主要還是處于技術(shù)研發(fā)和專利申請(qǐng)階段。

  CES 2025將于1月7日至10日舉行，包括索尼、雷鳥創(chuàng)新、大朋VR等企業(yè)已開始預(yù)熱AI眼鏡相關(guān)新品。業(yè)內(nèi)猜測(cè)2025年或成AI眼鏡元年。中信證券研報(bào)指出，目前AI眼鏡板塊仍處于主題投資階段，若后續(xù)重要廠商的重點(diǎn)產(chǎn)品出現(xiàn)爆款，則有望驅(qū)動(dòng)主題投資轉(zhuǎn)向基本面投資。