近幾十年人類顯示科技的發(fā)展高效且快速，人們經(jīng)歷了從黑白到彩色，從低分辨率到超高清4K顯示，從2D顯示到3D顯示。而目前顯示技術(shù)領(lǐng)域普遍公認(rèn)，全息顯示是唯一可以提供具有所有所需深度和包含所有視覺(jué)信息的顯示技術(shù)。WIMI微美全息一直致力于數(shù)字全息技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，并且積累了深厚的技術(shù)積累和多樣化的應(yīng)用方案。

在過(guò)去十年中，由于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的日益普及，頭戴式顯示器受到了極大的關(guān)注，頭戴式顯示技術(shù)也得到極大的發(fā)展。但是目前大多數(shù)HWD都是固定焦距立體系統(tǒng)，這會(huì)導(dǎo)致焦點(diǎn)和聚散即眼球視點(diǎn)聚焦的反應(yīng)之間的不匹配，從而成為目前HWD技術(shù)導(dǎo)致觀看不適的主要原因之一。

WIMI微美全息在其第一代WiMi HoloAR Lens產(chǎn)品中應(yīng)用了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光學(xué)度和瞳距可調(diào)的光學(xué)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大改善了HWD觀看及佩戴舒適度的問(wèn)題。目前的全息顯示設(shè)備均無(wú)法與人類視覺(jué)的視場(chǎng)(FOV)相比，因此較早期的解決方案是基于注視點(diǎn)顯示，在顯示中僅生成眼球注視對(duì)象的計(jì)算機(jī)數(shù)字全息內(nèi)容(CGH)，并使用低分辨率微顯示器顯示周邊圖像?？梢詫⒁苿?dòng)微型顯示器與寬視場(chǎng)的外圍顯示器結(jié)合起來(lái)，并使用光場(chǎng)或多焦、變焦方法實(shí)現(xiàn)自然聚焦和景深呈現(xiàn)，將FOV從一個(gè)區(qū)域引導(dǎo)到另一個(gè)區(qū)域，通過(guò)使用機(jī)動(dòng)的光學(xué)組件配合，但該解決方案存在制動(dòng)器尺寸和多個(gè)動(dòng)態(tài)元件之間的同步問(wèn)題，因?yàn)闊o(wú)法使用單個(gè)動(dòng)態(tài)組件來(lái)控制FOV，都將導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜且成本高。

目前HWD主流技術(shù)，處理焦點(diǎn)和聚散是通過(guò)模擬顯示的3D對(duì)象發(fā)出的波前數(shù)字圖像，分別向左右眼發(fā)送顯示正確視角的計(jì)算機(jī)數(shù)字全息內(nèi)容。因此，用戶可以直接將注意力集中在注視的3D物體上，從而消除聚散度調(diào)節(jié)沖突造成的不適。在全息HWD中，CGH通常顯示在相位空間光調(diào)制器(SLM)上。這種顯示器不需要中繼光學(xué)器件，因?yàn)镾LM可以在距離眼睛的任意距離處成像。但由于當(dāng)前的SLM的像素?cái)?shù)量是有限，當(dāng)前的HWD仍受到視場(chǎng)(FOV)和EyeBox限制。SLM的總像素?cái)?shù)對(duì)系統(tǒng)的空間帶寬積(SBP)設(shè)置了上限。因?yàn)镠WD使用雙目，匹配人類視覺(jué)能力舒適觀看體驗(yàn)。人們可能需要超過(guò)80度的FOV，超高清顯示超高像素要求，這導(dǎo)致了SLM超出了技術(shù)框架下的能力。

WIMI微美全息基于目前在HWD行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，提出了一種全新的技術(shù)架構(gòu)，一種基于全息頭戴式顯示器技術(shù)的動(dòng)眼追焦(Eye Movement Focus)新型光學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)用于下一代全息頭戴式顯示器(H-HWD)以此將HWD技術(shù)領(lǐng)域提供給用戶更好的視覺(jué)體驗(yàn)。WIMI微美全息的這種新型光學(xué)架構(gòu)，其中SLM在眼睛的旋轉(zhuǎn)中心成像。在此系統(tǒng)架構(gòu)中，無(wú)需使用任何動(dòng)態(tài)光學(xué)組件可瞬時(shí)控制FOV。

傳統(tǒng)的頭戴式顯示器中，無(wú)法通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字全息內(nèi)容(CGH)來(lái)控制FOV(即，在眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)改變聚焦時(shí)將圖像保持在眼球聚焦成像的中心)。如圖所示，眼睛旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致顯示的圖像向周邊移動(dòng)。需要通過(guò)機(jī)械移動(dòng)SLM或鏡頭以將圖像帶到眼球聚焦成像的中心。WIMI微美全息，全息頭戴式顯示器(H-HWD)在眼睛的旋轉(zhuǎn)中心成像，以眼睛為中心的設(shè)計(jì)，是動(dòng)眼追焦系統(tǒng)架構(gòu)的核心。由于SLM在眼睛的旋轉(zhuǎn)中心成像，因此通過(guò)CGH改變光線方向來(lái)處理改變注視方向，如圖所示W(wǎng)IMI微美全息動(dòng)眼追焦系統(tǒng)架構(gòu)，通過(guò)在CGH上添加衍射透鏡項(xiàng)和光柵項(xiàng)來(lái)改變光線的方向，而無(wú)需任何移動(dòng)組件。

與傳統(tǒng)的全息HWD架構(gòu)相比，WIMI微美全息動(dòng)眼追焦系統(tǒng)架構(gòu)以眼睛為中心的設(shè)計(jì)是具有顯著優(yōu)勢(shì)，只需修改CGH以跟蹤注視焦點(diǎn)，即可對(duì)瞬時(shí)FOV進(jìn)行數(shù)字化控制，可以去除機(jī)械部件，一方面減少機(jī)械部件的不穩(wěn)定性，減輕設(shè)備機(jī)械控制端的重量，排除機(jī)械控制的故障。其關(guān)鍵可以達(dá)到實(shí)時(shí)跟蹤對(duì)瞬對(duì)FOV進(jìn)行數(shù)字控制，提供沒(méi)有機(jī)械移動(dòng)部件的自然注視點(diǎn)顯示，極大提高全息頭戴式顯示器的佩戴和觀看時(shí)的舒適性。

目前阻礙HWD成為下一代計(jì)算機(jī)平臺(tái)的關(guān)鍵在于設(shè)備的臃腫繁瑣與長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)有不適感。隨著WIMI微美全息基于HWD開(kāi)發(fā)動(dòng)眼追焦系統(tǒng)的應(yīng)用，未來(lái)全息頭戴式顯示器(H-HWD)舒適度的極大改善和提高，將給全息頭戴式顯示器H-HWDD提供更為廣闊的應(yīng)用空間。