长期以来，AR眼镜常被吐槽要么太大太重导致佩戴舒适性差，要么显示效果不尽如人意，要么价格太贵令人望而生却。作为一种可穿戴的智能硬件产品，佩戴的舒适性将会极大影响用户的使用观感，如果解决不好上述“槽点”，很难指望终端用户买单。正如智能手机越做越轻薄，AR/VR产业及消费端也亟需一款佩戴舒适、显示清晰、性价比高的轻薄化AR眼镜引爆消费级市场。
近日，耐德佳正式发布面向消费级场景的轻薄化AR光学模组——自由曲面钻石，该产品是自由曲面棱镜的升级版，成功将镜片厚度降至10mm以下，搭载光机的模组产品厚度降至14mm以下。
从AR眼镜整机设计及人体工程学来看，影响AR眼镜佩戴舒适度的，不是光学镜片本身厚度，而是整机厚度。采用自由曲面钻石AR光学模组，可使得AR/MR整机的厚度从现有约25mm大幅下降32%至17mm以内，更加接近普通眼镜的造型，可极大提升用户佩戴的舒适度。
此外，自由曲面钻石AR光学解决方案拥有43%的高光能利用率和41%的透过率，综合光效达84%，在光学层面能够较大地降低AR眼镜的整机功耗，有效提升AR眼镜的续航能力，在使用4000毫安时电池下，支持点亮时长可达7小时，比BB或波导方案续航能力提升一倍以上。
在自由曲面钻石的高光效加持下，在保证高入眼亮度的情况下，光机系统对图像源的亮度需求大大降低，从而降低了电路设计方案上电压和电流的输入需求，有利于AR眼镜整机散热设计，更好的提升穿戴体验，通过有效保护图像源的半衰，可以获得更好的使用寿命，在同等入眼亮度下，可将图像源使用寿命提升至BB方案的5倍。
据耐德佳光学实验室的数据显示，自由曲面钻石的中心视场MTF ≥0.4@30lp/mm。
自由曲面钻石方案（左）与某BB方案（右）在清晰度上的对比效果（图源：耐德佳）
自由曲面钻石方案（左）与某BB方案（右）在透过率上的对比效果（图源：耐德佳）
在可靠性测试方面，耐德佳对自由曲面钻石模组进行了高低温运行、高低温存储、冷热冲击、包装跌落、震动试验等10项测试项目，实验结果显示产品外观无明显异常，均符合规格书指标，光学参数变化均在正常范围内。
低温运行试验中，耐德佳光学实验室将点亮的模组在 -20℃±3℃ 的高低温箱内放置24小时。低温试验结束后，耐德佳光学实验室对试验前后产品外观、光学参数数据变化进行了对比测试，均在正常范围内。
高温运行实验中，耐德佳光学实验室将点亮的模组在60℃±3℃的恒温干燥箱中放置24小时。高温试验结束后，耐德佳光学实验室对试验前后产品外观、光学参数数据变化进行了对比测试，均在正常范围内。
综上，在保证高光效、低功耗、性价比高、显示清晰且私密性高、量产一致、可靠性高等自由曲面固有优势的前提下，自由曲面钻石AR光学进一步做到了“更轻更薄”的综合优势。
凭借“钻石”般的高品质特性，耐德佳自由曲面钻石产品在市场层面也取得重大突破，先后获得了多家世界五百强消费电子品牌厂商及互联网大厂的大额量产订单，相关量产产品也会很快上市发售。不断获得巨头认可的自由曲面钻石产品，将引爆消费级AR眼镜市场。
取名“钻石”有何深意？一是自由曲面钻石的光路形态与钻石形似，以纪念行业具有突破性的轻薄自由曲面产品；二是自由曲面钻石的品质表现优异，镜片晶莹剔透，防摔耐磨如钻石一般坚硬可靠，正如工匠师对钻石的精雕细琢，这款产品也是耐德佳工程师智慧与汗水的结晶；三是钻石象征着人们对美好的追求，耐德佳也希望自自由曲面钻石产品能助力消费级AR美好未来的实现。
相信在耐德佳研发团队孜孜不倦地打磨下，自由曲面钻石系列产品必将成为AR产业中无比闪耀的那颗星。
自由曲面技术是如今AR眼镜中比较主流和代表性的技术方案，在高光效、显示效果、量产一致性等评价维度上均已实现相对最优，相关研发技术难点已经被攻克，在3-5年内将得到广泛的应用。
“和其他方案相比，自由曲面棱镜除了镜片有点厚外，其他全是优点。”这是耐德佳研发团队经过严格观察、测试、对比和分析得出的观点。
对于耐德佳而言，不断尝试新技术、优化设计方案，逐步降低镜片厚度，是自由曲面产品演进的优选路径。
那么，大家不禁要问：自由曲面到底能做到多薄？让我们拭目以待。
自由曲面钻石是耐德佳攻坚“轻薄化”的产品，成功将自由曲面产品厚度从14mm降低至9.5mm，而且内部正在研发7mm以内的产品，并向超薄自由曲面方向发起进攻，并正在将AR显示与视度匹配相结合，而自由曲面技术是目前行业内唯一可能将AR显示与视度匹配结合，让终端用户只需佩戴一副眼镜即可的解决方案。
从技术角度看，自由曲面显示方案基于几何光学原理，通过光路的有序折反，使光线在镜片内部传播的过程中被准直，最终成像。形态之简约和原理之朴素造就了自由曲面方案高光效和高成像质量的优点。但实现合理的光路传播方案并非易事，如何使系统实现形态紧凑的同时又具备量产性，一直是全世界AR光学设计领域的一大难题。耐德佳研发团队在光学设计领域深耕多年，吸收百年来各种光学系统的设计理念和优势精髓，在光学方案上再次创新，发挥高超的光学系统优化能力优势，同时在生产工艺上一次次挑战新的高度。目前，在自由曲面AR显示的轻薄化设计上，耐德佳已然跻身于世界前列。
自由曲面到底能做多薄，目前虽不能轻易下定论，耐德佳对此并不设限，将会持续投入研发超薄自由曲面，永不停止探索的脚步。
原文始发于微信公众号（VR陀螺）：自由曲面到底能做多薄？
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