探索雷射掃描成像技術(LBS)如何在擴增實境中應用

雷射掃描成像(LBS)介紹

概述

雷射掃描成像(LBS)透過引導雷射光束在表面移動呈現影像。在不增加設備體積的情況下，提供廣大的動態範圍、廣泛的色域和高分辨率，使得LBS優於多數的光學投影技術。其中，LBS在色域空間上比RGB有顯著的優勢，達到了214%。

擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)和混合實境(MR)設備使用雷射掃描成像來提高分辨率與視野(FOV)，同時保有最小體積。研究顯示，雷射掃描成像能提供超小型、低功耗、高性能的擴增實境眼鏡。預計在2026年，智慧眼鏡銷售將以66%的複合增長率成長。

關鍵組件

雷射掃描成像系統使用MEMS(微機電系統)反射鏡和雷射二極管。尺寸為1-3mm的MEMS鏡片引導雷射光束至所有的顯示視野，實現逐個像素(pixel-by-pixel)的圖像渲染。雷射光的相干性和窄頻寬使其比固定像素系統具有更好的亮度、對比度和色彩準確度。

小型化的RGB雷射光二極管模組和MEMS鏡片使得雷射光束掃描顯示可以根據圖像內容調整功耗。使用校準模組等軟件進行光束組合和圖像失真校正顯示了雷射掃描成像的技術成熟度，為未來可穿戴式顯示技術奠定了基礎。

雷射光二極管的壽命可達10萬小時，而MEMS鏡片的壽命超過6萬小時。因此，這顯示了雷射掃描成像系統的使用壽命。

 

LBS技術運用在AR上的優勢

精準度與速度

雷射掃描成像能夠加入與現實融合的數位訊息。如前所述，LBS使用MEMS鏡片將雷射光束引導到顯示區域，以進行逐個像素調制，與固定像素顯示解決方案不同。它呈現具有清晰邊緣和豐富細節的數位物體，為逼真的擴增實境體驗打下基礎。

由於LBS可以即時快速地調節每個像素的雷射光強度，因此其刷新率非常快，以避免運動模糊和延遲。此外，LBS可以達到視覺運動平滑的刷新率，它使得擴增實境在使用者穿梭於環境時保持穩定且無抖動。此外，LBS的飛點掃描特性允許快速適應顯示設置，包括亮度和解析度，以滿足內容需求。這樣可以優化圖像質量和響應性，提升擴增實境使用者參與度。

視野角度(FOV)

擴增實境體驗需要寬廣的視野，以避免出現隧道視覺。LBS技術具有寬廣的視野，因為它不受顯示面板大小的限制，而是由MEMS鏡片的移動範圍控制視野。這種靈活性使得設計師可以在不增加設備尺寸及體積或複雜度的情況下改善視野。同時，LBS可以實現與其他顯示技術競爭或優於其他技術的視野，從而實現更加逼真的擴增實境應用。

LBS技術的可擴展性允許根據個別應用進行視野修改，而不會影響圖像質量。例如，LBS顯示可以增加使用者在廣闊周邊視野下的虛擬環境中的存在感，從而達到更加逼真的應用體驗。因此，LBS的可配置視覺體驗滿足了擴增實境應用如導航輔助道互動遊戲等的不同需求。

節能和戶外可用性

LBS具有低功耗的特點，因為它僅在訊息呈現的地方產生和消耗光。這種選擇性照明最大程度地減少了能量使用，從而延長了擴增實境設備的電池壽命。LBS比其他需要全屏照明的顯示技術消耗更少的能量，這意味著單次充電的使用時間更長，有利於擴增實境應用的長時間使用，可應用在現場服務或教學使用。

由於其亮度和對比度，LBS在室外也可見。雷射發射出明亮的光，即使在陽光下也能看到，LBS可以適應不同的光線情況並保持可見性。戶外可用性保證了無論照明如何，擴增實境應用都能正常工作，從而擴大了擴增實境的應用場景。

 

LBS在汽車產業中的應用

應用於各種擴增實境設備

LBS適用於擴增實境頭戴式顯示器、智慧眼鏡和手持設備。LBS的微小物理尺寸和高分辨率輸出使其非常適合於空間有限且對高質量要求高的設備。LBS使得擴增實境眼鏡能夠在不同的光線環境中以高亮度和對比度顯示視覺效果。根據最近的研究，這項技術提供的解析度可達1080p。這使得即使是最細微的細節也能夠清晰可見，適用於精確度和清晰度應用。

應用於汽車擴增實境抬頭顯示器(AR HUD)

以LBS研發的擴增實境抬頭顯示器(HUD)改變了駕駛體驗。雷射掃描成像讓AR-HUD能夠在前擋風玻璃上清晰顯示實時導航、車速和安全警告，而不會分散駕駛員的注意力，且透過過高動態範圍和廣色域促進了用戶體驗。

這些優點使得圖形更加鮮明和引人注目。它可以在能見度低的情況下工作，從而降低了關鍵反應時間。LBS的可擴展性使汽車製造商能夠根據不同的車輛設計和駕駛需求進行顯示因素的調整，包括尺寸和解析度。了解更多關於大眾電腦FIC LBS AR HUD擴增實境抬頭顯示器請至大眾電腦全球資訊網。