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！擴展現(xiàn)實（XR）是虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）和混合現(xiàn)實（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， XR使人們能夠在計算機生成的環(huán)境中進行前所未有的創(chuàng)造、協(xié)作和探索。

01光學檢測在XR中的應(yīng)用

VR/MR顯示的本質(zhì)是通過光學系統(tǒng)將屏幕放大并投射到人眼中，人眼所看到的其實是屏幕的虛像，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。當前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，這需要極其精密的光學系統(tǒng)進行校準及測量。雖然較大的光學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設(shè)計、視覺算法及運動控制等領(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，計劃加入更多的光學檢測項目，例如MTF、偏振、光譜、色彩均勻性等。

技術(shù)亮點

?可根據(jù)不同VR透鏡的光學設(shè)計定制算法

?高精度六足位移臺用于VR透鏡光軸校準及測試，光軸?校準精度可達0.0167°

?熒幕光學中心標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服務(wù)

02光學檢測在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)境感知和虛實融合：通過攝像頭獲取現(xiàn)實世界的場景和物體信息，將其與虛擬現(xiàn)實元素進行融合，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動，以便在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中實現(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激光雷達與攝像頭獲取現(xiàn)實世界的場景和物體信息，可以實現(xiàn)對環(huán)境的建模和定位。這可以用于實現(xiàn)增強現(xiàn)實導(dǎo)航、室內(nèi)定位、虛擬結(jié)構(gòu)設(shè)計的展示等功能。

在北美大客戶的消費級產(chǎn)品中，旗艦手機的攝像頭一直是行業(yè)的標桿，客戶一直致力于在手機攝像頭技術(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防抖模塊（OIS）的校準設(shè)備和微型電機模塊（VCM）的校準設(shè)備，通過使用激光位移傳感器來標定攝像頭模組中這兩個模塊的相對位移量，同時進行數(shù)據(jù)燒錄。

以下是關(guān)于這方面光學防抖技術(shù)的介紹：

攝像頭中的芯片位移式光學防抖模塊（OIS）可以通過檢測攝像頭的震動和移動來實時調(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行光學防抖補償?shù)倪^程中，其相對的高度面會存在微米級別的波動，需要進行標定和校準，即為我們給客戶開發(fā)的位移式光學防抖模塊（OIS）的校準設(shè)備。

同時攝像頭模組中還有一個微型電機（VCM）來實時調(diào)整鏡頭位置。當攝像頭檢測到移動或者震動時，微型電機會自動調(diào)整鏡頭位置，以抵消這些運動。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)境下或者在拍攝運動場景時效果更加突出。

微型電機（VCM）實時調(diào)整的位置也需要微米級別的標定和校準，即為我們給客戶開發(fā)的微型電機模塊（VCM）的校準設(shè)備。

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

技術(shù)亮點

?可根據(jù)不同VR透鏡的光學設(shè)計定制算法

?高精度六足位移臺用于VR透鏡光軸校準及測試，光軸?校準精度可達0.0167°

?熒幕光學中心標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服務(wù)

虛擬現(xiàn)實行業(yè)實現(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)濟實體，是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高國家競爭力的主力軍！依托于先進的研發(fā)、生產(chǎn)、測試設(shè)備，杰普特團隊對激光技術(shù)、智能裝備與行業(yè)應(yīng)用不斷地鉆研與探索，堅守初心、砥礪奮進、刻苦鉆研、不斷創(chuàng)新！擴展現(xiàn)實技術(shù)（XR）的進步將逐步成為我們的工作、生活和娛樂方式，杰普特更將乘風破浪，積極擁抱XR時代風潮，為助力XR產(chǎn)業(yè)砥礪前行。