XR ryktas att Apple utvecklar en bärbar XR-enhet eller utrustad med en OLED-skärm.

Enligt medierapporter förväntas Apple släppa sin första bärbara förstärkta verklighet (AR) eller virtuell verklighet (VR)-enhet 2022 eller 2023. De flesta leverantörer kan finnas i Taiwan, som TSMC, Largan, Yecheng och Pegatron. Apple kan komma att använda sin experimentanläggning i Taiwan för att designa denna mikroskärm. Branschen förväntar sig att Apples attraktiva användningsfall kommer att leda till att marknaden för utökad verklighet (XR) tar fart. Apples enhetsmeddelande och rapporter relaterade till enhetens XR-teknik (AR, VR eller MR) har inte bekräftats. Men Apple har lagt till AR-applikationer på iPhone och iPad och lanserat ARKit-plattformen för utvecklare att skapa AR-applikationer. I framtiden kan Apple utveckla en bärbar XR-enhet, generera synergi med iPhone och iPad och gradvis utöka AR från kommersiella applikationer till konsumentapplikationer.

Enligt koreanska medianyheter meddelade Apple den 18 november att de utvecklar en XR-enhet som inkluderar en "OLED-skärm". OLED (OLED on Silicon, OLED on Silicon) är en skärm som implementerar OLED efter att ha skapat pixlar och drivrutiner på ett silikonwafersubstrat. På grund av halvledarteknik kan ultraprecisionsdrivning utföras genom att installera fler pixlar. Den typiska skärmupplösningen är hundratals pixlar per tum (PPI). Däremot kan OLEDoS uppnå upp till tusentals pixlar per tum PPI. Eftersom XR-enheter ser nära ögat måste de stödja hög upplösning. Apple förbereder sig för att installera en högupplöst OLED-skärm med hög PPI.

Konceptuell bild av Apple-headset (bildkälla: Internet)

Apple planerar också att använda TOF-sensorer på sina XR-enheter. TOF är en sensor som kan mäta avståndet och formen på det uppmätta objektet. Det är viktigt att realisera virtuell verklighet (VR) och förstärkt verklighet (AR).

Det är underförstått att Apple samarbetar med Sony, LG Display och LG Innotek för att främja forskning och utveckling av kärnkomponenter. Det är underförstått att utvecklingsuppgiften pågår; snarare än bara teknologisk forskning och utveckling, är möjligheten för kommersialisering mycket stor. Enligt Bloomberg News planerar Apple att lansera XR-enheter under andra halvan av nästa år.

Samsung fokuserar också på nästa generations XR-enheter. Samsung Electronics satsade på att utveckla "DigiLens"-linser för smarta glasögon. Även om det inte avslöjade investeringsbeloppet, förväntas det vara en produkt av glasögontyp med en skärm infunderad med en unik lins. Samsung Electro-Mechanics deltog också i investeringen av DigiLens.

Utmaningar Apple står inför när det gäller att tillverka bärbara XR-enheter.

Bärbara AR- eller VR-enheter inkluderar tre funktionella komponenter: display och presentation, avkänningsmekanism och beräkning.

Utseendedesignen för bärbara enheter bör ta hänsyn till relaterade frågor som komfort och acceptans, såsom vikt och storlek på enheten. XR-applikationer närmare den virtuella världen kräver vanligtvis mer datorkraft för att generera virtuella objekt, så deras kärnprestanda måste vara högre, vilket leder till större energiförbrukning.

Dessutom begränsar värmeavledning och interna XR-batterier också den tekniska designen. Dessa begränsningar gäller även AR-enheter nära den verkliga världen. XR-batteritiden för Microsoft HoloLens 2 (566g) är bara 2-3 timmar. Att ansluta bärbara enheter (tethering) till externa datorresurser (som smartphones eller persondatorer) eller strömkällor kan användas som en lösning, men detta kommer att begränsa mobiliteten för bärbara enheter.

När det gäller avkänningsmekanismen, när de flesta VR-enheter utför interaktion mellan människa och dator, beror deras precision huvudsakligen på kontrollern i deras händer, särskilt i spel, där rörelsespårningsfunktionen beror på tröghetsmätningsenheten (IMU). AR-enheter använder frihandsgränssnitt, som naturlig röstigenkänning och gestavkänningskontroll. Avancerade enheter som Microsoft HoloLens ger till och med maskinseende och 3D-djupavkänningsfunktioner, vilket också är områden som Microsoft har varit bra på sedan Xbox lanserade Kinect.

Jämfört med bärbara AR-enheter kan det vara lättare att skapa användargränssnitt och visa presentationer på VR-enheter eftersom det finns mindre behov av att ta hänsyn till den yttre världen eller påverkan av omgivande ljus. Den handhållna styrenheten kan också vara mer tillgänglig att utveckla än människa-maskin-gränssnittet när den är barhänt. Handhållna kontroller kan använda IMU, men gestavkänningskontroll och 3D-djupavkänning förlitar sig på avancerad optisk teknik och visionalgoritmer, det vill säga maskinseende.

VR-enheten måste vara avskärmad för att förhindra att den verkliga miljön påverkar skärmen. VR-skärmar kan vara LTPS TFT flytande kristallskärmar, LTPS AMOLED-skärmar med lägre kostnad och fler leverantörer, eller nya kiselbaserade OLED (micro OLED)-skärmar. Det är kostnadseffektivt att använda en enda skärm (för vänster och höger ögon), lika stor som en mobiltelefonskärm från 5 tum till 6 tum. Men designen med dubbla bildskärmar (separerade vänster och höger ögon) ger bättre justering av pupillavstånd (IPD) och betraktningsvinkel (FOV).

Dessutom, med tanke på att användare fortsätter att titta på datorgenererade animationer, är låg latens (jämna bilder, förhindrar oskärpa) och hög upplösning (eliminerar skärmdörrseffekten) utvecklingsanvisningarna för skärmar. Displayoptiken hos VR-enheten är ett mellanobjekt mellan showen och användarens ögon. Därför är tjockleken (enhetsformfaktor) reducerad och utmärkt för optiska konstruktioner som Fresnel-linsen. Visningseffekten kan vara utmanande.

När det gäller AR-skärmar är de flesta av dem silikonbaserade mikroskärmar. Displayteknologier inkluderar flytande kristaller på kisel (LCOS), digital ljusbehandling (DLP) eller digital spegelenhet (DMD), laserstråleskanning (LBS), kiselbaserad mikro-OLED och kiselbaserad mikro-LED (mikro-LED på) kisel). För att motstå störningar av intensivt omgivande ljus måste AR-skärmen ha en hög ljusstyrka högre än 10Knits (med tanke på förlusten efter vågledaren är 100Knits mer idealiskt). Även om det är passiv ljusemission kan LCOS, DLP och LBS öka ljusstyrkan genom att förbättra ljuskällan (som en laser).

Därför kanske människor föredrar att använda mikro-LED jämfört med mikro-OLED. Men när det gäller färgsättning och tillverkning är mikro-LED-tekniken inte lika mogen som mikro-OLED-tekniken. Den kan använda WOLED-teknik (RGB-färgfilter för vitt ljus) för att göra RGB-ljusavgivande mikro-OLED. Det finns dock ingen enkel metod för produktion av mikrolysdioder. Potentiella planer inkluderar Plesseys Quantum Dot (QD) färgkonvertering (i samarbete med Nanoco), Ostendos Quantum Photon Imager (QPI) designad RGB-stack och JBD:s X-cube (en kombination av tre RGB-chips).

Om Apple-enheter är baserade på video-se-through-metoden (VST) kan Apple använda mogen mikro-OLED-teknik. Om Apple-enheten är baserad på direkt genomskinlighet (optisk genomskinlighet, OST), kan den inte undvika betydande störningar från omgivande ljus, och ljusstyrkan hos mikro-OLED kan vara begränsad. De flesta AR-enheter möter samma störningsproblem, vilket kan vara anledningen till att Microsoft HoloLens 2 valde LBS istället för micro OLED.

De optiska komponenterna (som vågledare eller Fresnel-lins) som krävs för att designa en mikrodisplay är inte nödvändigtvis enklare än att skapa en mikrodisplay. Om den är baserad på VST-metoden kan Apple använda den optiska designen (kombination) i pannkaksstil för att uppnå en mängd olika mikroskärmar och optiska enheter. Baserat på OST-metoden kan du välja vågledaren eller fågelbadets visuella design. Fördelen med vågledarens optiska design är att dess formfaktor är tunnare och mindre. Vågledaroptik har dock svag optisk rotationsprestanda för mikroskärmar och åtföljs av andra problem som distorsion, enhetlighet, färgkvalitet och kontrast. Det diffraktiva optiska elementet (DOE), det holografiska optiska elementet (HOE) och det reflekterande optiska elementet (ROE) är de huvudsakliga metoderna för vågledares visuella design. Apple förvärvade Akonia Holographics 2018 för att få sin optiska expertis.