西部光电展在旧金山大放异彩：光学技术竞相展出

2020年 2月 1日

话题:

作者:

Anne Corning

今年2月1—6日，数千名光学、光电学、照明、照相机、镜头、显示器、增强现实/虚拟现实及相关行业的专业人士齐聚旧金山，参加了由国际光学与光电学学会SPIE举办的一系列活动。第一项活动是2月2—4日在Moscone Center West举行的第三届年度增强现实、虚拟现实与混合现实会议，其内容包括技术演示、行业报告、小组讨论会、学生光学设计挑战赛、讲座、头戴式设备展览会和可供与会者试用的AR增强现实/VR虚拟现实/MR混合现实演示设备。

在去年的增强现实（AR）、虚拟现实（VR）和混合现实（MR）会议上，那些走在前沿的头戴式设备厂商的小组讨论尤为引人注目：由Bernard Kress（微软HoloLens）主持，参与人员包括虚拟现实的先驱Jason Lanier和Mark Bolas（现均任职微软）、增强现实创新者Ronald Azuma（英特尔）、Mary Lou Jepsen（目前任职Openwater，曾任职谷歌和Facebook/Oculus），以及早期的智能眼镜先驱Thad Starner（目前任职谷歌和Georgia Tech）。

今年同样吸引人，Kress、Bolas、Jepsen和Azuma，以及Facebook的Edgar Auslander、Vuzix的Robert Shultz、加州理工学院的Harry Atwater、HTC Vive的Amy Peck、North的Stefan Alexander、Magic Leap的Michael Klug、8th Wall的Tom Emrich、索尼的Hiroshi Mukawa等均作了精彩演讲。AR/VR头戴设备的设计、光学、波导、投影技术、人机工程、制造和材料等主题均有涉及，还讨论了microLEDs和其他新显示技术的使用。

瑞淀展示增强现实AR/虚拟现实VR/混合现实MR显示屏的测试技术

昨天，瑞淀的光学开发经理Eric Eisenberg在AR,VR与MR会议活动中做了相关技术演讲。他2月2日（星期日）第2C期技术讲座的演讲主题是“AR/VR显示屏的光学测量和分析”。听众不仅有时间听到他的演讲，并且仍可赶上太平洋时间下午3:30的超级碗LIV开球！

2月2日（星期天）有两件事值得一看：瑞淀光学开发经理Eric Eisenberg（左）出席了SPIE的增强现实，虚拟现实与混合现实大会；第五十四届超级碗在迈阿密（右）拉开帷幕，旧金山49人队对堪萨斯城酋长队。附—恭喜酋长队！

由于头戴式设备如增强现实/ 虚拟现实和智能眼镜等具有近眼显示功能，因此即使是细微的缺陷和异常也会被佩戴者发现，会干扰功能的呈现和用户体验。增强现实显示的质量尤其重要，因为虚拟图像会和真实场景的环境光、颜色和其他要素不断竞争。在演讲中，Eric探讨了透明增强现实显示屏独特视觉要求的解决方法，以及使用光度测量技术精确鉴定各种增强现实/虚拟现实/混合现实系统的视觉性能。

Eric的演讲主要集中在测试增强现实和混合现实显示屏的独特要求上，因为它们的视场和透明显示基板都比较窄。演讲涉及的主题包括光学配置、性能参数，以及测试新型增强现实光学结构以匹配人类视觉体验的最新研究。

使用ProMetric® Y29成像光度计和瑞淀的TT-ARVR™软件对增强现实设备进行ANSI亮度测试的示例。TT-ARVR中的关注点（POI）工具测量ANSI 9点位置，得到亮度值。真彩色显示测量图像（左）和假彩色显示的同一图像（右）所获得的测量数据见底部表格。

美国西部光电展相关讯息，现在继续

SPIE举办的第二项重要活动是美国西部光电展 --- “全球最大的光电、光学、成像和工业激光展”，该活动于2月4—6日在Moscone Center举行。超过1300家公司参展，主要围绕以下技术：
•   激光和其他光源
•   摄像机和传感器元件
•   光学元件和光学探测器
•   光纤元件、设备和系统
•   电子成像元件
•   红外光源和探测器
•   高速成像和传感
•   镜头和滤光片
•   光学薄膜
•   最后不得不提的是，显示测量解决方案，如来自瑞淀光学系统的解决方案

瑞淀在美国西部光电展的展位号为4282号，我们在现场展示了公司的光度测量系统，该系统采用新颖的光学和光感设计，有效测量显示器、照明和表面的发光技术。

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AR增强现实/VR虚拟现实测量解决方案演示

近年来，近眼（NED）和头戴式显示（HMD）设备在提供新功能、增强可视化和改善功能性观看体验方面日新月异。增强和虚拟现实设备包括工业增强现实护目镜、轻巧且低调的消费智能眼镜和沉浸式虚拟现实头显。这些设备使用的显示技术从OLED和microLED到LCoS和DLP，视场从（某些增强现实/混合现实设备）不足30°到（沉浸式虚拟现实设备）超过100°。NED系统的功能现在包括焦点渲染、眼动跟踪等。

所有的设备设计都迎合人眼的视觉感受，其光学规格考虑了瞳孔的大小、形状、位置和视场。因此，测试头戴设备内显示屏视觉体验的方法应考虑到这些因素，从而复制人眼如何通过增强现实/ 虚拟现实设备和集成的光学设计来感知数字投影。

作为瑞淀展位的焦点，我们的测试专家和应用工程师展示了一体式摄像机/镜头解决方案，用于测试增强和虚拟现实头戴显示的独特质量，尤其着重于通过头显设备测量显示屏。如用户所见，瑞淀的成像光度计和色度计完全可以根据用户体验来对显示屏进行鉴定、测量。

与传统测量系统不同的是，瑞淀的增强现实/虚拟现实镜头系统可适配各种增强现实/ 虚拟现实设备的显示图形，并配有前置镜头光圈，可将成像系统的入射瞳孔放置在头戴式设备和眼镜内部，与人眼位于同一位置，并采用宽视场（FOV）光学元件，在单次测量中，该系统可在高达120°的水平方向获取整个显示屏图像，从而评估投影图像的亮度、颜色、对比度、均匀性和清晰度等关键性能的质量。

瑞淀的增强现实/虚拟现实镜头与ProMetric®成像光度计（左）配合使用，凭借其独特的镜头设计，前部有一个入射瞳孔，可模拟人眼的大小和位置，因此从设备内即可精确测量用户体验和视场。利用TT-ARVR软件中的调制传递函数（MTF）测试图像，计算整体图像清晰度和对比度（右）。

该系统可与增强现实/虚拟现实设备控制器连接，将测试图像推送到设备显示屏上，由成像光度计和镜头捕捉图像，并按照图像顺序通过软件测试进行分析，实现全自动显示评估。瑞淀增强现实/虚拟现实镜头在西部光电展展位上进行了两次现场演示：一个系统在封闭的虚拟现实环境中测量高分辨率沉浸式显示屏，另一个系统评估智能眼镜内的透视式增强现实投影。

在西部光电展的4282号展位上，瑞淀AR/VR镜头测量了Vuzix Blade®智能眼镜中增强现实显示屏的亮度和均匀性。

近红外光源强度测量解决方案演示

随着近红外（NIR）光在各种3D 传感系统（从汽车激光雷达到人脸识别和眼动跟踪）的应用激增，需要对接近或瞄准人类的近红外光源进行准确鉴定。除了AR/VR测试解决方案外，瑞淀还在西部光电展上展示了其用于测量近红外LED和激光器的近红外光源强度测量镜头解决方案。

利用傅立叶光学，近红外光源强度测量镜头系统捕捉近红外光源的完整光分布，确保用于人脸识别或眼动跟踪应用的结构光模式（点阵列）的精确强度、范围和格式。近红外光源强度测量镜头系统可在不旋转系统或光源的情况下，单次拍照即可精确测量±70°范围内近红外光的辐射值分布。

位于NIR光源上方的瑞淀近红外光源强度测量镜头（带集成ProMetric® Y16 成像辐射计) 示例，该镜头从单个位置分析光源的完整角度分布。

The 近红外光源强度测量镜头解决方案全面评估裸露的LED、漫射“泛光”源和衍射光学元件（DOE）产生的用于3D传感模式的辐射强度、均匀性和范围，这些元件可能包含数万个发射点。该系统适用于精确测量850或940纳米波长的光源，许多用于人脸识别、手势跟踪和激光雷达的三维传感设备都使用的是这种波长的光学器件。

近红外光源强度测量镜头最近获得了“视觉系统设计创新者奖”银奖、“激光聚焦世界创新者奖”金奖以及“GLOBAL SMT & Packaging”颁发的全球技术奖（“测量”类）。