伯宇科技妙用数控电致变色材料,解决AR眼镜光学痛点让“视界”变得可控
- 分类:伯宇新闻
- 作者:
- 来源:
- 发布时间:2022-08-11 15:53
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伯宇科技妙用数控电致变色材料,解决AR眼镜光学痛点让“视界”变得可控
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一、数控电致变色开启新“视界”
为什么需要一幅可变色的眼镜呢?变色眼镜是如何神奇的完成变色的呢?电致变色材料如何解决“AR眼镜的光学痛点”呢?快来跟着小挚一起进入本期直播的回顾传送门吧!
伯宇科技创始人兼CEO陈烨玥女士(c位)直播交流分享会现场
人类对未知事物的“好奇心”如循循善诱一般,伴随层层演变的进化历程,指引着我们探索无穷奥秘和浩瀚宇宙。在永无止境的探索星河浩瀚时,除了无尽发问的同时,也带来了“创新”。也正因为人类天生的好奇心一直驱使着我们在科学技术的领域探索的越广越深。本期直播嘉宾:伯宇科技CEO陈烨玥女士(York),更加向我们验证了探索进程的好奇心所带来的新“视界”创新是什么。
我们渴望能沐浴阳光、渴望轻松便捷化出门、渴望心灵的窗户(眼睛)不要受到伤害等等。强光或不适光刺眼无比,更妨碍我们打开心灵的窗户接收美好事物的信息,甚至会带来安全隐患。所以研发出一款合适的变色眼镜不仅能抵挡猛烈刺眼的光,保护眼睛不受伤害从而降低白内障发生,更让近视小伙伴仅需一幅眼镜即可轻松出门。York的团队也未放弃对未知的探索和对星辰大海的渴求,他们认为一万年前驱使鱼爬上岸的动力,正在亿万年后推动着我们奋斗终生。伯宇科技坚信,科技的前沿探索会让我们看到未来(Make Your Vision Manageable)。如下视频产品所示是伯宇科技数控变色智能墨镜V1.0——Eison01样机,具有触控变色调节、三挡变色可调、两周充电一次、一秒变成变色的特点。在2021年2月,三星发布AR眼镜三星Glasses Lite的宣传视频,在业内引起了新的浪潮。从其宣传视频中可以看到该眼镜除了实现轻量级的一体化结构,还实现从室内到室外“镜片一键变色”的效果——三星官方定义为太阳眼镜模式(Sunglasses Mode)。该“镜片一键变色”的解决方案源于伯宇科技的数控电致变色材料,实现了通过触摸方式多档位调节透光率,及“自适应”功能。
图片源于伯宇科技:Quick Flash智能数控变色镜片
*届时用PPT中该视频进行展示
随着近几年Facebook、Google、Samsung等头部企业推出AR眼镜,电子产品正向增强现实电子穿戴设备发展。伯宇科技自主研发生产的“数控变色镜片”能很好的解决AR光学痛点:①亮光环境中,投影出的虚像不清晰;②投影出的虚拟物体不真实的痛点。如下图鸭子成像中所展示出的效果,AR眼镜有别于VR在于它需要虚实融合,跟现实场景达成交互,目前大部分国产的AR眼镜能做到中间这个状态,投影出来的东西浮于真实场景之上,但伯宇科技通过材料+软件+算法+传感器的结合解决这里面光照一致的问题,让“动态”实时调节实像与虚像的入眼光强是实现“虚实光照一致”,让环境光发生亮度变化,让AR眼镜做到真正的虚实融合。据York透露伯宇科技布局了两种适用于阵列、衍射、全息等波导方案的眼镜产品,也是电致变色材料在AR上的应用的两种方式:①基于玻璃基材来镀膜,属于前装,需要在AR眼镜的设计环节就介入,可以有效地与波导片进行结合,做到不增加重量和厚度地完成变色功能集成(上海鲲游光电光波导镜片合成后的数控变色模组,下文详细介绍哟);②柔性贴膜,可以通过后装的方式外挂在已有的AR眼镜产品上实现。
图片来源于伯宇科技
二、解锁攻坚新“视界”的密码
据维普咨询官方查阅得知,电致变色材料是目前公认的最有发展前途的智能材料之一,在人们的日常生活里,电致变色材料越来越常见,在受到电场及电流等外界条件刺激时会发生色彩变化。有望成为未来消费电子领域的核心技术,并能得到广泛应用。因为其驱动电压低、颜色变化的可控性、灵敏性、可逆性和记忆性等特点被广泛用于光电化学能转换和储存器、电致变色智能调光窗、无眩反光镜和电色信息存储器等领域。不过,由于电致变色材料制备工艺复杂等局限性,目前全球掌握成熟制备工艺的公司不超过10家。伯宇科技将电致变色技术和3D打印技术结合在一起,解决视力障碍人群需要携带两幅眼镜减少取下后眼镜容易丢失的烦恼。开创之初是通过不同的变色方案,有不同的优点和缺点,可根据应用场景进行选择,如下表参考伯宇科技选择最佳的变色方式就是电致变色。电致变色还是解决现代不断恶化的城市光污染问题,是节能建筑材料的一个发展方向。
图片来源于伯宇科技
本次直播York为我们解锁了攻坚数控电致变色材料的“密码”。下图所示通过电致变色材料(无机氧化物为主)经过氧化还原反应改变价态,可根据需求数字化控制透光率的材料,最终改变颜色和透光率。
图片来源于伯宇科技
据York所言,伯宇科技的Quick Flash系列数控变色材料属于无机全固态结构,可以在特定电压和不同通电时长下呈现不同透光率,从而实现数字化控制变色,不同膜层的搭配效果可实现不同的光谱曲线。如下图所示,变色原理类似薄膜锂电池,阴极变色材料(WO3)在高价态时透明,低价态时显色,与Li+结合后,会由透明转变为深蓝色;阳极离子存储材料(NiO)则刚好相反,在高价态显色,低价态褪色,失去Li+后,会由透明转变为深灰色。给透明导电层施加电压的高低决定变色速度,通电时长决定变色深度。
图片来源于伯宇科技
伯宇科技的Quick Flash系列数控变色材料,可根据客户需求定制数控光谱曲线,真正实现智能控光。其可以实现透过率79%到9% 全范围任意调节,以满足不同场景的需求,误差范围仅仅只有5%,而眼镜片尺寸的全范围调节的完整闭环仅需2~3秒即可完成。
图片来源于伯宇科技
电致变色(EC)材料属于典型的交叉型学科技术,制备工艺非常复杂。目前市面上的电致变色材料的实现方式并不统一,主流的材料方案包含无机全固态、有机高聚物/小分子、染料液晶三大类型。由于电致变色材料在配方上的差异,最终形成的材料在透光率、寿命、紫外线吸收能力以及耐热性方面也有较大差距。伯宇科技采用的是自研的无机全固态材料(配方基于UCB劳伦斯国家实验室吴军桥教授团队)。该方案具有透光率调整范围大、材料性能稳定、寿命长(可达百万次以上)、紫外线吸收能力强、耐受极端温度范围大等优点。
图片来源于伯宇科技
伯宇科技还与上海鲲游光电光波导镜片合成后的数控变色模组,不增加原片的厚度和重量。如下图所示解析了与光波导镜片合成后的数控变色模组结构解析:①靠近眼睛的内层是光学度数镜片,通过其屈光度进行调整,可以理解为镜片光度就是屈光度,即镜片的度数,比如说您眼睛是近视-1.20,选用的镜片光度就是近视120度的镜片,120度就是该镜片的光度。镜片光度一般是25度一跳,从0度开始,最高到几千度都有;②中间层是光波导镜片,通过光波导(Optical Waveguide)技术,让成像精准进入人眼视觉范围,是一种让光线扭转 180 度的黑科技。让隐藏在眼镜框架中的 MicroLED 屏幕图像,通过光波导镜片的微观光栅结构无数次反射和扩散,精准传递到人眼;③最外层就是采用伯宇科技自主研发的数控变色镜片,让其可实现主动智能变色,有效过滤可见光、红外线光和紫外线光,减少眩光伤害,同时具有防冲击性、抗腐蚀性、防雾等特性。
*届时用PPT中该视频进行展示
三、展望新“视界”新市场
朦胧视界,解锁生活的美,本次直播我们不仅仅是了解到伯宇科技在当下的发展,更是让我们在数控电致变色材料所触及的领域里找到了新“视界”的探索。世界一角草木一秋,沉淀于心的,是对未开创技术领域遗憾的坦然接纳,而应该持续抱有对美好的追寻。York讲解到随着CPI材料的逐步成熟,柔性数控变色贴膜价格逐步下降,应用将更加广泛。在未来的领域不乏可以看到数控电致变色材料将在四个领域大放异彩:
①电致变色眼镜、护目镜的C端消费市场:电致变色智能眼镜采用目前世界上正在兴起的电致变色技术和电子传感器技术,镜片感应到阳光的变化时,会自动在瞬间产生变化,眼光强,镜片就变暗,阳光弱,镜片就变亮,也可根据个人的喜好进行调节。目前,国内外公司生产的电致变色智能眼镜已经用在了安全头盔护目镜、飞行员头盔、滑雪护目镜、军用防沙尘调光护目镜和时尚眼镜。具有防紫外、保护眼睛、调节眼睛舒适度等功能,得到了滑雪爱好者、机动车驾驶者、飞行员、军队和时尚爱好者的喜欢。
图片来源于ALU 波普艺术插画
②电致变色显示领域的应用:伴随透明显示在商业显示、HUD、电视等领域的逐步应用,数控变色将成为该赛道的主要辅助技术。利用其电致变色材料双稳态的性能,做成的电致变色显示器件不仅不需要背光灯,而且显示静态图象后,只要显示内容不变化,便不会耗电,从而能达到节能的目的。无视盲角、对比度高、制造成本低、工作温度范围宽、驱动电压低、色彩丰富等优点,将在仪表显示、户外广告、静态显示等领域具有很大的应用前景。现阶段我们能知道的是通过丝网印刷技术制备的电致变色显示器件已经在智能卡、智能标签等领域得到了应用;
图片来源于伯宇科技
③电致变色智能窗(Smart windows):数控变色贴膜以其节能和数字化的特性,将成为智能建筑的必备元素。电致变色智能窗在电场作用下具有光吸收透过的可调节性,可选择地吸收或反射外界的热辐射和阻止内部热扩散,减少办公大楼和民用住宅等建筑物在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须耗费的大量能源。同时,也起到改善自然光照程度、防窥、防眩目等作用。可减少室外遮光设施、满足现在建筑物采光和美观的需要,解决现代不断恶化的城市光污染的问题。如国内首例电致变色玻璃商业化使用案例:北京腾讯大厦。该玻璃从美国企业Sage采购采购面积1700㎡用于采光顶,单价¥18,000/㎡,修建耗时5年,2019年投入使用,员工可以用微信扫码调节光线,精确设置每块玻璃的透光度。可以看下图所示;
图片来源于伯宇科技
④汽车自动防眩目后视镜:强烈的太阳光及尾随汽车远光灯的强光照射会使汽车的后视镜产生令人眩目的反光,给道路交通造成很大的安全隐患。如果汽车防眩目后视镜技术能与光伏器件联系起来,利用光伏器件对外来光的感应产生的电能来调节防眩目后视镜的变色,可达到节能、防污染的双重目的。用电致变色材料制备的自动防眩目后视镜,可以通过电子感应系统,根据外来光的强度调节反射光的强度,达到防眩目的目的;
图片来源于伯宇科技
伯宇科技的前沿化的追寻和探索,以及“Make Your Vision Manageable”的愿景,也正如领挚科技所期望的“Linking zillions of people and technology.Linking zillions of hearts with love.”让我们一起紧跟步伐,迈向这一代又一代科技工作者艰苦探索、锐意创新。
福利小推送教您如何选择颜色 :
选择变色眼镜时,主要从镜片的功能特点、眼镜的用途、个人对颜色的要求等方面来考虑。C端消费市场小伙伴现阶段所接触的是光致变色镜片,其可做成变多种颜色,如变灰色、变茶色等。未来电致变色眼镜的普及,小挚相信大家便省掉了挑选的这个步骤。
①灰色镜片:可吸收红外线和98%的紫外线。灰色镜片最大的好处是不会使景物原来的颜色因镜片而改变,而最大令人满意的是它可以非常有效的降低光线强度。灰色镜片对任何色 谱都能均衡吸收,因此观看景物只会变暗,但不会有明显色差,展现真实自然感觉;
②粉色镜片:它能吸收95%的紫外线,如果是作为矫正视力的眼镜,必须经常配戴的女士最好选用淡红色的镜片,因为淡红色镜片对紫外线的吸收功能较好,能使整体光强降低,配戴者感觉会比较舒服 ;
③浅紫色镜片:和粉色镜片一样,因其色彩相对较深,更受成熟女性的欢迎;
④茶色镜片:能吸收100%的紫外线,茶色的镜片能滤除大量蓝光,可以改善视觉对比度和清晰度,因此深受佩戴者欢迎。特别在空气污染严重或者多雾情况下配戴效果较好。 一般能挡住平滑光亮表面的反射光线,戴眼镜者仍可看清细微部分,是驾驶员的理想选择。对于中老年、600度以上高度视力患者,可以优先考虑;
⑤浅蓝色镜片:海边沙滩游玩可戴太阳蓝色镜片,蓝色能有效滤去海水及天空反射的浅蓝色。开车应避免使用蓝色镜片,因为它会使我们分辨不清交通信号的颜色。
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