解密VCSEL，英特尔傲腾已禁用Vaunt究竟用了什么大杀器

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-05-24 14:18 标签： 英特尔傲腾怎么用
解密VCSEL，英特尔Vaunt究竟用了什么大杀器
最近比较受人关注的新闻大概就是英特尔即将推出的AR眼镜Vaunt了，与普通眼镜几乎一模一样的外形、仅仅50g的重量、采用Intel的AI芯片等特点给它带来了更多的关注。而它最特别的地方在于，与现有的AR眼镜不同的是，Vaunt采用一种叫作VCSEL的激光器，将400×150像素大小的红色单色图像投射到视网膜上，以达到AR显示的效果。
VCSEL全名为Vertical Cavity Surface Emitting Laser,中文名是垂直共振腔表面放射激光，是一种面射型激光，光源可调变频率就达数十亿Hz，传输速率相应的也有十亿bps等级。和传统的LD即激光二极管相比，价格更加便宜，且发光的效率远高于LD。另外VCSEL所需的驱动电压和电流很小，使得寿命有千万小时以上，为其他光源的100倍以上。正是因为VCSEL激光器的这些特性，它很适合用于投影显示技术。
边发射激光器和面发射激光器（即VCSEL）
在光显示方面，通常的显示器都是利用红、绿、蓝三元色发光管构成的，如果能够制成具有红、绿、蓝三元色的激光器，则可以应用在大型显示器的技术领域中。目前，波长范围从蓝色覆盖到紫外波段的GaN系列激光器正处在研究阶段。这个系列的VCSEL是解决未来图像显示的有力技术。当然，现在的技术还不成熟，因此Vaunt也只采用了单色光源显示。
VCSEL芯片和封装器件
在英特尔的AR眼镜Vaunt中，图像被加载到应用了VCSEL激光器的MEMS设备上，使得发射出的激光将400×150像素附近的红色单色图像照射到眼镜右侧镜片上的全息反射镜上。然后图像经过全息镜片阵列的反射，被反射到眼球后部，直接进入视网膜，这被称为视网膜投影技术。因为它直接照射在视网膜的背面，所以它所创造的图像始终处于焦点。这也意味着该显示器可以应用到近视镜片上，也可以应用到普通镜片上。
英特尔并不是第一家把视网膜投影技术应用到智能眼镜上的公司，日本QD Laser公司曾在2016年演示过和东京大学合作研发的采用“视网膜扫描激光技术”的眼镜原型机。这款眼镜可以直接把图像投射到佩戴者的视网膜上。
这种视网膜投影技术乍看之下与光场显示很像，但两者还是有比较大的差别的，光场显示对显示器前的每一个方向都发射光线，所以不管从哪个角度都可以看到光场显示出的物品，而视网膜投影则不同，它只对视网膜方向发出光线，所以每一个Vaunt眼镜都需要测量用户的瞳距来定制，另外也达到体验中用户不看向显示的方向就看不到AR图像的情况。
不用担心会因为看不到显示的图像而错过重要信息。人的眼睛在处理视觉信息时一般会忽略掉没有变化的部分，把这部分当作背景处理，当背景中有变化的信息时，人眼会注意到这个变化。这在报道中也有提到。
当然，肯定有人会担心这种激光投影会不会对人眼造成影响。Vaunt的激光器功率在第一级激光器的最低限度，而第一级激光器，即无害免控激光器发射的激光，在使用过程中对人体无任何危险，即使用眼睛直视也不会损害眼睛。对这类激光器的使用不需任何控制，所以对人眼是无害的。
另外，值得一提的是，VCSEL激光器早就应用到了AR中，它主要应用于面部识别和深度传感器等方面，比如iphone8和iphoneX的3D激光系统传感器，借此animoji和Face ID才能实现，面部识别的效果相比计算机图像识别更加精确。此外，一些AR眼镜也使用应用了VCSEL激光器的传感器进行深度识别。
其实仔细想想，Vaunt显示的视网膜投影技术并不新，但是它采用VCSEL激光器的做法是一个创新，既利用VCSEL激光器本身的低功耗，大大提高续航，又利用了激光高亮度、能量集中的特点，让Vaunt在显示过程中漏光极少，达到很多新闻中提到的“除了镜头处的红色微光外，看不出有内容的显示”的效果，更接近一个普通眼镜。
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解密VCSEL，英特尔Vaunt究竟用了什么大杀器！
最近比较受人关注的新闻大概就是英特尔即将推出的AR眼镜aunt了，与普通眼镜几乎一模一样的外形、仅仅50g的重量、采用Intel的AI芯片等特点给它带来了更多的关注。而它最特别的地方在于，与现有的AR眼镜不同的是，aunt采用一种叫作CSEL的激光器，将400×150像素大小的红色单色图像投射到视网膜上，以达到AR显示的效果。CSEL全名为ertical Caity Surface Emitting Laser,中文名是垂直共振腔表面放射激光，是一种面射型激光，光源可调变频率就达数十亿Hz，传输速率相应的也有十亿bps等级。和传统的LD即激光二极管相比，价格更加便宜，且发光的效率远高于LD。另外CSEL所需的驱动电压和电流很小，使得寿命有千万小时以上，为其他光源的100倍以上。正是因为CSEL激光器的这些特性，它很适合用于投影显示技术。边发射激光器和面发射激光器（即CSEL）在光显示方面，通常的显示器都是利用红、绿、蓝三元色发光管构成的，如果能够制成具有红、绿、蓝三元色的激光器，则可以应用在大型显示器的技术领域中。目前，波长范围从蓝色覆盖到紫外波段的GaN系列激光器正处在研究阶段。这个系列的CSEL是解决未来图像显示的有力技术。当然，现在的技术还不成熟，因此aunt也只采用了单色光源显示。CSEL芯片和封装器件在英特尔的AR眼镜aunt中，图像被加载到应用了CSEL激光器的MEMS设备上，使得发射出的激光将400×150像素附近的红色单色图像照射到眼镜右侧镜片上的全息反射镜上。然后图像经过全息镜片阵列的反射，被反射到眼球后部，直接进入视网膜，这被称为视网膜投影技术。因为它直接照射在视网膜的背面，所以它所创造的图像始终处于焦点。这也意味着该显示器可以应用到近视镜片上，也可以应用到普通镜片上。英特尔并不是第一家把视网膜投影技术应用到智能眼镜上的公司，日本D Laser公司曾在2016年演示过和东京大学合作研发的采用“视网膜扫描激光技术”的眼镜原型机。这款眼镜可以直接把图像投射到佩戴者的视网膜上。这种视网膜投影技术乍看之下与光场显示很像，但两者还是有比较大的差别的，光场显示对显示器前的每一个方向都发射光线，所以不管从哪个角度都可以看到光场显示出的物品，而视网膜投影则不同，它只对视网膜方向发出光线，所以每一个aunt眼镜都需要测量用户的瞳距来定制，另外也达到体验中用户不看向显示的方向就看不到AR图像的情况。光场显示不用担心会因为看不到显示的图像而错过重要信息。人的眼睛在处理视觉信息时一般会忽略掉没有变化的部分，把这部分当作背景处理，当背景中有变化的信息时，人眼会注意到这个变化。这在报道中也有提到。当然，肯定有人会担心这种激光投影会不会对人眼造成影响。aunt的激光器功率在第一级激光器的最低限度，而第一级激光器，即无害免控激光器发射的激光，在使用过程中对人体无任何危险，即使用眼睛直视也不会损害眼睛。对这类激光器的使用不需任何控制，所以对人眼是无害的。另外，值得一提的是，CSEL激光器早就应用到了AR中，它主要应用于面部识别和深度传感器等方面，比如iphone8和iphoneX的3D激光系统传感器，借此animoji和Face 才能实现，面部识别的效果相比计算机图像识别更加精确。此外，一些AR眼镜也使用应用了CSEL激光器的传感器进行深度识别。其实仔细想想，aunt显示的视网膜投影技术并不新，但是它采用CSEL激光器的做法是一个创新，既利用CSEL激光器本身的低功耗，大大提高续航，又利用了激光高亮度、能量集中的特点，让aunt在显示过程中漏光极少，达到很多新闻中提到的“除了镜头处的红色微光外，看不出有内容的显示”的效果，更接近一个普通眼镜。图片来源于网络
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解密VCSEL，英特尔Vaunt究竟用了什么大杀器
最近比较受人关注的新闻大概就是英特尔即将推出的AR眼镜Vaunt了，与普通眼镜几乎一模一样的外形、仅仅50g的重量、采用Intel的AI芯片等特点给它带来了更多的关注。而它最特别的地方在于，与现有的AR眼镜不同的是，Vaunt采用一种叫作VCSEL的激光器，将400×150像素大小的红色单色图像投射到视网膜上，以达到AR显示的效果。VCSEL全名为Vertical Cavity Surface Emitting Laser,中文名是垂直共振腔表面放射激光，是一种面射型激光，光源可调变频率就达数十亿Hz，传输速率相应的也有十亿bps等级。和传统的LD即激光二极管相比，价格更加便宜，且发光的效率远高于LD。另外VCSEL所需的驱动电压和电流很小，使得寿命有千万小时以上，为其他光源的100倍以上。正是因为VCSEL激光器的这些特性，它很适合用于投影显示技术。VCSEL激光技术原理图

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