隨著遠程互動的蓬勃發(fā)展，隨后出現(xiàn)的元宇宙，以及近期Apple Vision Pro的問世，這個愿景進一步照進現(xiàn)實。同時，AR/VR設(shè)備的廣泛應(yīng)用也面臨著巨大的障礙。盡管在外科醫(yī)療技術(shù)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)如何操作制造設(shè)備等專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，AR/VR設(shè)備的使用有所增加，但迄今為止，消費者方面的使用仍然局限于游戲等少數(shù)領(lǐng)域。
AR和VR設(shè)備的應(yīng)用存在著各種各樣的障礙，比如頸部和眼睛疲勞，以至用戶體驗，大多關(guān)于舒適度。未來的AR/VR設(shè)備在設(shè)計時必須首先考慮舒適性，由于無繩VR頭顯可能包含顯示屏、光學(xué)系統(tǒng)、不斷增多的傳感器種類、觸覺設(shè)備、外部攝像頭、音頻和語音系統(tǒng)、無線連接、電池、渲染虛擬環(huán)境的處理能力，以及防止處理器過熱的冷卻系統(tǒng)，這是一項艱巨的挑戰(zhàn)。而這僅僅考慮了頭顯內(nèi)部的因素，從外部來看，頭顯外殼本身必須堅固耐用，能夠耐受磨損，并且足夠輕便，可以長時間佩戴使用。
對于這些障礙，雖然沒有放之四海皆準的單一解決方案，但許多問題都可以通過設(shè)備內(nèi)電子元器件的微型化來解決，特別是與連接有關(guān)的問題。畢竟，更小的組件意味其重量更輕，而更輕的頭顯是提高舒適度的關(guān)鍵。這不僅僅是為了減輕重量，同時為了改善功能性。
除了減輕重量之外，微型化連接解決方案還將在三個方面推動AR/VR設(shè)備的應(yīng)用，從而開創(chuàng)頭顯舒適性和功能的全新時代。每個方面都代表著眾多設(shè)計挑戰(zhàn)，其中許多是出乎意料的。
對于許多人來說，VR設(shè)備的好壞取決于它為用戶提供的沉浸感，而關(guān)鍵就是設(shè)備內(nèi)顯示屏的質(zhì)量，比如將 OLED 或?microLED?顯示屏縮小到郵票大小，同時提供至少 90 Hz 的刷新率和超過 4K 的分辨率，這會帶來一系列挑戰(zhàn)，例如：
不斷增加的電子密度增加了電磁干擾(EMI)的風(fēng)險。
隨著分辨率提高，信號完整性和噪聲問題也會越來越嚴重。
分辨率較高的顯示屏?xí)a(chǎn)生較多熱量，并且更容易受到電壓下降的影響
微型化連接器不僅節(jié)省了空間，還集成了電磁干擾屏蔽、創(chuàng)新引腳布局、熱緩減功能，甚至是便于組裝的特性。微型化還減少了顯示屏對電池性能的影響?；F盧大學(xué)(University of Waterloo)的研究團隊開發(fā)出更節(jié)能的顯示屏，采用固態(tài)照明設(shè)計和先進電子電路，可將電池使用壽命延長 30%，同時降低制造成本。
此外，微型連接器還能實現(xiàn)創(chuàng)新的顯示功能，比如利用內(nèi)置眼球跟蹤系統(tǒng)實現(xiàn)的注視點渲染，只在眼睛聚焦的地方渲染高質(zhì)量圖像，從而最大限度地降低所需的處理能力。這種注視點渲染可以同時減輕顯示屏和處理器的負擔，但更先進的注視點渲染技術(shù)需要在頭顯內(nèi)為攝像頭或其他光學(xué)傳感器騰出空間。
顯示屏只是VR頭顯視覺系統(tǒng)的一部分，另一部分是光學(xué)系統(tǒng)。雖然光學(xué)鏡片似乎不會受到微型連接器直接影響，但其對清晰度和性能的影響可能非常大。
在光學(xué)系統(tǒng)中，空間是最重要的，并且受到物理定律的嚴格限制。鏡片的尺寸、形狀、厚度和基底決定了佩戴者的視野范圍和觀看效果，這影響光學(xué)失真以及頭顯的整體重量和占位面積。像差即色彩開始混合和模糊，尤其是在物體外側(cè)，這一直是此類視覺系統(tǒng)必須克服的問題。
如今的頭顯已開始從笨重、易產(chǎn)生像差的菲涅爾透鏡轉(zhuǎn)向更精簡的薄餅透鏡。與菲涅爾透鏡相比，薄餅透鏡擁有眾多優(yōu)點，如減少像差和減少對軟件圖像校正的依賴，但它們會吸收更多的光線，因而需要在頭顯內(nèi)為更明亮的 OLED 和 microLED 顯示屏騰出空間。?
微型化連接器還為更先進的光學(xué)系統(tǒng)創(chuàng)造了條件，從而在電子和光學(xué)裝置之間架起了橋梁，如通過施加電壓來調(diào)節(jié)焦距的可調(diào)液晶透鏡。這樣就不再需要較大的傳統(tǒng)光學(xué)裝置設(shè)計，并且降低了頭顯從面部突出的程度。
微型化連接器還能如何改進光學(xué)系統(tǒng)？
光學(xué)透鏡對溫度變化非常敏感。微型連接器可以提高熱穩(wěn)定性，并且減少光學(xué)誤差。
光學(xué)系統(tǒng)必須專門對準以保持視覺清晰度，但其性能可能因用戶而異。未來的VR設(shè)備必須適應(yīng)佩戴者自身的視覺偏好和弱點。微型連接器可以減少機械應(yīng)力，改善即插即用功能，允許用戶更換鏡片，從而提升光學(xué)系統(tǒng)的模塊化、對準和穩(wěn)定性。
當今功能最強大的AR和VR系統(tǒng)需要通過電纜連接到外部計算機，通過其處理能力實現(xiàn)更逼真的圖形、照明和整體視覺沉浸感。雖然這對安坐辦公桌的用戶可能沒有什么影響，但將頭顯拴住計算機會帶來限制，容易發(fā)生意外斷開，還會增加受傷的風(fēng)險。
這些設(shè)備的未來趨勢是完全獨立的無繩裝置，能夠提供從現(xiàn)實世界無縫過渡到虛擬世界所需的高分辨率體驗。但這并不僅僅意味著性能更強大的CPU、GPU甚至專用人工智能處理芯片，真正的虛擬體驗還需要額外的傳感器：為了給大量傳感器和處理器留出空間，同時確保穩(wěn)定的電源和即時、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，以及在常見的突發(fā)移動和振動等條件下保持設(shè)備的耐用性，微型化連接器是必不可少的。
與顯示屏一樣，如此密集的傳感器和計算組件可能會增加電磁干擾、影響信號完整性并擴大發(fā)熱風(fēng)險。更高的設(shè)備復(fù)雜性也會使更多組件面臨因振動、快速加速和其他使用影響而造成損壞的風(fēng)險。在創(chuàng)造身臨其境的體驗時，這些因素可能會導(dǎo)致延遲、眼睛疲勞和高溫，引起身體不適以及干擾整體操作。?
此外，VR的未來發(fā)展可能不僅僅是鏡片可更換的模塊化光學(xué)系統(tǒng)，而是可以隨時添加和移除處理器甚至傳感器的完全模塊化設(shè)備。微型連接器可降低升級過程中因復(fù)雜布線干擾而造成損壞或差錯的風(fēng)險，從而提高模塊化程度。
AR和VR技術(shù)的未來發(fā)展取決于舒適性和身臨其境的消費者體驗。然而，舒適不僅僅意味著減輕重量和前部沉重感，還意味著消除眼睛疲勞、允許自由移動以及最大限度地減少輸入和反饋中的延遲和其他延遲。
這正是 Molex莫仕在微型化領(lǐng)域廣泛的工程專業(yè)知識和成熟發(fā)展歷史的優(yōu)勢所在。我們廣泛的微型化互連解決方案組合旨在應(yīng)對 AR和VR設(shè)備的諸多難題，同時確保耐用性和可靠性。
為了滿足消費者對更小、更輕、更多功能和更舒適之設(shè)備的期望，微型化已成為OEM廠商的必然選擇。Molex莫仕全球多學(xué)科團隊通過與客戶合作推動創(chuàng)新，涵蓋從最初的設(shè)計階段到制造和按時交貨，以滿足消費者的需求。