AR 屏幕方案简单科普

现如今，AR 的屏幕方案大概可以分为：LCD、LCOS、DLP、LBS、Micro OLED、Micro LED。

在具体介绍每种方案前，稍微解释下人眼看到颜色的机制，人眼的视锥细胞有三种接收器，分别接收 RGB（红、绿、蓝）三种波长，其余的所有颜色都是这三种颜色混合而成。颜色混合的办法有两种：一种是在空间上把三种颜色无限靠近，比如直接混在一起；一种是在时间上把三种颜色无限靠近；

• LCD ：图 1，通过光源照射，分光镜分色，最后通过 LCD 面板合成一束；LCD 的问题有很多，对于 AR 来说最大的问题在于光的利用效率，由于光本身是穿透 LCD 面板，势必有很多能量的损失，所以就需要 LCOS 的方案；
  

• LCOS：图 2，LCOS 的方案，最简单的理解，就是把原先穿透的方案改为反射，这样光的利用率就提高了。根据资料，LCD 的光利用率只有 3%，LCOS 可以达到 40%。光利用率提高了，功耗自然就少，再加上技术开源，成本低，所以早期很多 AR 厂商采用 LCOS 的方案，比如 HoloLens 1 代和 MagicLeap；

• DLP：图 3，Ti 的方案，和 LCD、LCOS 一样，都是被动式发光（需要光源），不过方法不一样，利用的是在时间上把三种颜色无限靠近的原理，通过色轮的旋转更换颜色；DLP 的核心在于芯片，芯片本质上是 130 多万块微镜拼起来的反射层，通过倾斜角度实现单个像素的开关；

• LBS：图 4、5、6，Microvision 的方案（ST 代工），射出 RGB 三束激光，通过棱镜合并成一束，投射 MEMS 电机，微电机不断调整角度，将激光束反射到对应的像素位置上，周而复始。LBS 和 DLP 听起来很像，差别在于，DLP 本质上是 130 万块微镜反射，LBS 只需要 1-2 个微镜；

上述四种方案，都属于被动式，目前最常用的是 LCOS，因为 DLP 和 LBS 都有专利的问题，本身费用比较贵。接下来就聊下主动式的两位。

• Micro OLED：图 7，使用 CMOS 驱动电路，将驱动电路可以直接集成在单晶硅基板上，采用有机发光二极管材料，每个 OLED 像素都能够自发光，不需额外光源。简单理解，Micro OLED 是直接控制每个 OLED 像素，利用像素的排列来显示画面；苹果的 Apple pro vision 采用的此方案，但 Micro OLED 有几个问题，一个是寿命短（采用有机材料），另外就是亮度不足，无法适应室外强光的场景。

• Micro LED：图 8，被公认为最佳的方案，原理非常简单，就是在面板上集成肉眼难以分辨的 LED 灯珠，直接将R、G、B三原色的芯片拼成一个像素点，变成“一个像素”的概念。Micro LED 本身可以自发光，并且因为采用无机材料，寿命非常久。但 Micro LED 有两个问题，一个是巨量转移，由于工艺的问题，最开始 Micro LED 是在硅片上造的，几百万片，要一次性转移到基板上，难度很大；另一个则是当前很少有全彩的 Micro LED，都是绿色；虽然 Micro LED 和 Micro OLED 都可以理解成大规模集成像素点的实现原理，但 Micro OLED 是直接把有机染料蒸镀到发光体上，发光体本身就在基板上，不需要转移。既然费了半天劲儿，Micro LED 肯定是有巨大的呈现优势，才会被看重。

可以看到 Trend Force 的报告（图 9），比较了上述提到的 6 种方案的参数对比，可以说，Micro LED 在各项参数上，要么第一，要么第二，几乎可以说是最佳方案。这样，也不难理解，当雷鸟公布 X2 的屏幕是全彩 Micro LED 时，业内的反应了。这预示着该方案量产的可行性。

参考：
Laser、LED、Lamp三种光源，哪一种才是成像系统的最优解-腾讯云开发者社区-腾讯云](cloud.tencent.com)
从LCOS到MicroLED，一篇读懂全球AR微显示技术
投影技術DLP與LCD的比較 - 晟弘科技
什麼是像素、解析度、DPI、PPI，看這篇文章就夠了
什么是CMOS与CCD?——节选自《高兴说显示进阶篇之三》 - 知乎
DLP vs LCD vs LCoS三种投影芯片应用方案对比（1）----方案概述 - 知乎
【一文看懂微显示技术MicroLED、硅基OLED、LCOS、LCD、DLP】PjTime.COM 技术介绍
【OLED屏幕和LCD屏幕的区别与优劣】 - 知乎
Micro OLED「先天硬傷」難贏 Micro LED？AR 顯示技術優劣一次看 | TechNews 科技新報
一副眼镜塞下两台激光投影仪 | 微软HoloLens 2是怎么做到的 HoloLens 2 是 微软 于2019年发布的第二代AR眼镜，价格3500美金。HoloLens 2 上市后用户发现... - 雪球
OLED行业漫谈之二 OLED在自发光家族排老几？ 首先解释几个概念。 上篇文章以量产（小批量）为基准排了下了OLED产线，不少新闻习惯报导生产线点亮，这两点是不同的，稍加... - 雪球为什么会先量产OLED，而不是看似更好的microLED？巨量转移等技术难点，莫非OLED遇不到吗？ - 知乎
[TV]次世代顯示技術 (Micro LED & Micro OLED) - 大大通(繁體站)