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ST：激光束扫描是AR眼镜的最佳技术 过去各种VR、 AR、MR的技术蓬勃发展。VR即为虚拟现实，讲求外部视觉屏蔽和身临其境的体验。AR是增强现实，它能将数字内容覆盖显示于现实世界场景中，其最重要的用例就是 智能眼镜。MR称为混合显示，它是现实和虚拟世界完全融合，具有视觉上准确的深度、视角、纹理、阴影等。今天我们来探讨下AR，特别是智能眼镜的发展，究竟有没有一项技术能够让智能眼镜快速的普及？ 想象下，如果要打造一款适合全天候佩戴的AR眼镜，它应该重量很轻，小于60克；还要美观时尚；而且功耗要低，需要小于1W，更甚之要小于0.5W；如果户外佩戴，显示亮度要达到1000尼特，才能在镜片上获得清晰的图像；还要考虑显示性能参数，比如视场角和分辨率。 现在 意法半导体（ST）提出了一个可实现可全天候佩戴 AR眼镜的最佳解决方案，它就是激光束扫描 （LBS） 技术。 LBS：一项成熟的技术 在了解LBS技术之前，先来看下ST在MEMS方面的实力。ST已经在MEMS市场深耕了20 多年。目前ST的运动MEMS在个人电子和汽车远程信息处理市场上的份额高达50%，是消费类MEMS应用市场的第一大厂商，目前出货量已超过 200 亿片；还是第一大微机械致动器厂商，最著名的应用是喷墨打印机。不止于这些，ST还是第一大MEMS微镜厂商，其是全球排名第一的 MEMS LBS 解决方案制造商。 微镜是智能眼镜的增强现实的核心，微镜振动、运动，在镜片上生成图像。据意法半导体亚太区模拟器件、MEMS和传感器事业部 （AMS） MEMS产品及应用副总裁、智能手机创新中心负责人Davide BRUNO的介绍，现在，ST有三种不同的MEMS微镜技术： 静电微镜、电磁微镜、压电微镜 ，其中压电微镜是最重要的，因为它可以优化光机功耗和外形尺寸。压电微镜是必威体育精装版的MEMS微镜技术。在晶圆制造方面，这些MEMS是在ST位于意大利米兰和新加坡的8英寸晶圆厂生产。在光机系统中有许多激光管驱动器和微镜驱动器。这些产品都是使用ST的专有技术BCD生产的。可以毫不夸张的说，要想实现小尺寸和低功耗，肯定离不开压电MEMS微镜技术。 很多人可能不太了解MEMS技术，但它绝不是一项新技术，国际大厂如微软、North和英特尔都在使用LBS技术。LBS还用于汽车激光雷达。在终端用户设备方面，比较新的应用是患者手臂静脉的医疗设备。所以 LBS并不是什么新东西，而是一种成熟的、已经过市场全面检验技术。 说到LBS这项技术，ST早在10年前就开始布局。大约2012年，ST收购了首家微型投影仪公司bTemdo，并推出了市场上第一个微型投影仪，然后ST便转向了其他应用领域，例如，英特尔笔记本电脑Realsense视觉技术。ST还与Microvision进行了非常广泛的长期合作，并在市场上推出了多款产品。两年前，ST与North合作推出了第一款智能眼镜。然后，他们又与英特尔合作开发Realsense机器视觉产品。现在，ST又带来了首个完整的AR眼镜光学引擎方案。 为何LBS是最理想的？ 让我们从LBS的工作原理看起，据意法半导体亚太区模拟器件、MEMS和传感器事业部 （AMS） MEMS光电技术研究员杨家逢的介绍，LBS系统主要是由激光和光学元件，以及MEMS mirror组成。RGB三色的激光管从激光模组发出后，经由光学元件做准直以及合光以后，抵达MEMS mirror，经由MEMS mirror（ST称这套系统为“光机”）反射出来以后，会耦合到波导里面。波导就像一般眼镜的镜片一样，影像会在波导里面传递，然后最终投影到使用者的眼睛里面。在这个激光以及相关元件的驱动上，ST也有设计的参考的电路板。借由这样的设计，就可以实现高亮度、低功耗、以及轻薄的AR眼镜方案。 既然说LBS是最理想的，自然要与业界其他竞争技术来比一比。相较于？LED、LCoS和DLP等技术，LBS技术在显示方面具有较少的 画面滞留 ，因为激光扫描技术的反应时间大约是10纳秒，而其他光源是毫秒等级。再者，其具有 低延迟 的优势，因为MEMS mirror是进行逐像素的渲染更新，而其他技术是每一帧每一帧的帧缓冲。另外，LBS采用的是激光光源， 亮度也较高 ，在10 6 尼特。再来就是 功耗方面 ，LBS采用的是行缓冲，其他技术是帧缓冲，再加上ST在压电微镜驱动器中采用了能量挥手技术，而且ST激光驱动器具有预判逻辑的功能，在少数连续像素关闭时，可实现快速的开/关转换，因此功耗会更小。 此外，LBS在 体积和重量 上也有优势。由于ST采用的是单一像素扫描更新，当客户需要扩大视场角和解析度的时候，ST可以调整MEMS mirror的振动频率和反转角度，以达成不同的视场角和解析度。相较于其他竞争者，他们必须在尺寸上做放大，来达到更高的解析