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蔡司工业测量:AR/VR检测,从这里突围

国际金属加工网 2023年03月01日

近两年,“元宇宙”概念开始走进人们的视野,在随后的时间里它的热度逐渐升温。作为元宇宙的终端入口,AR/VR等智能穿戴设备帮助用户获得沉浸式体验。AR(Augmented Reality),即增强现实技术,强调虚拟与现实的混合和交互,而VR(Virtual Reality)是虚拟现实,佩戴设备的人依靠先进的人机交互设备沉浸在虚拟世界中。

元宇宙技术、5G网络的发展,使AR/VR设备市场需求激增,苹果、Meta以及字节跳动旗下的PICO等科技企业纷纷布局AR/VR整机、零件、模组等领域,这也将势必带动相关市场的高速增长。根据IDC 发布的数据显示,2021年全球AR/VR总投资规模接近146.7亿美元,并有望在2026年增至747.3亿美元,复合增长率(CAGR)将达38.5%。其中,中国市场的复合增长率预计达43.8%,增速位列全球第一。

随着产品的迭代,AR/VR设备已展现出颠覆性的创新。科技巨头的布局也进一步加速了AR/VR等智能穿戴设备的发展。当前,AR/VR等智能穿戴设备日益普及,用户的要求和期待也在不断提升——轻薄化、佩戴体验、交互升级。为满足这些需求,核心硬件技术在不断提升的同时,也为配套的检测、测量方案带来了新的挑战。

▲ 图片来源于网络

Pancake 方案带来的检测难题

其中,轻薄化将成为显著趋势,超短焦光学折叠光路(Pancake)设计方案由于在轻薄化方面有重大突破,或将成为下一阶段VR设备主要升级方向。

Pancake方案利用半透半反偏振膜的透镜系统折叠光学路径,光线在镜片、相位延迟片以及反射式偏振片之间多次折返,最终从反射式偏振片射出进入人眼。Pancake 模组生产技术难度主要集中在膜材料质量、贴膜工艺和组装调整三方面。相比传统非球面透镜和菲涅尔透镜,Pancake模组功能优势在于光路折叠,光学膜在成像中起到了至关重要的作用,因此膜材料的质量和贴膜工艺相对应构成了技术核心。

针对膜的检测,蔡司用于材料分析的扫描电子显微镜-EVO10能够提供高分辨率观察和测量,无需涂镀或其它准备方法即可检测非导电样品,将EVO集成到使用光学或X射线显微镜的多模式工作流程中,可获得更有意义的数据。值得一提的是,新一代的EVO具有紧凑型扫描电子显微镜的所有优势,还可提供台式扫描电镜无法实现的功能、分析选项和数据质量。该设备即便是对非显微镜专家来说也易于使用。此外,获得结果的时间短,可实现快速高分辨率观测,工作效率高。

Pancake 方案光路设计复杂,组装和对齐调整要求很高,细微差异便会导致光学模组整体的光路变化。蔡司工业CT METROTOM可以对组装后的Pancake模组进行整体3D内部结构及缺陷的观察,不需要破环样品,就能够实现内外尺寸的高精度无损测量

手柄形状自由,扫描测量如何“自由”?

想要获得完全沉浸式的体验,只有优秀的头戴式显示设备远远不够,手部设备同样重要。这也是每一代新游戏主机发布后,用户非常关注新的手柄变化的重点原因——更好的游戏体验,能否紧贴双手的工业设计,是否能更符合人类的自然姿态等。因此当下,在手柄设计时引入人体工学的设计理念,为用户提供更舒适的手感成为趋势。

符合人体工学的自由形状的操纵杆为用户提供更舒适的手感。但由于形状不规则,加之模内注塑工艺,重复测量精度是一项重要挑战——这使得轮廓测量变得困难,尤其是对于扫描测量来说。配备RDS的ZEISS SPECTRUM和METROTOM工业CT能够提供对应的部件测量解决方案。

ZEISS RDS CS具有计算辅助精度(CAA)拥有约5,184个可能角度的位置鉴定插值。它可以为探头旋转提供更多位置,缩短校准时间并显著延长操作时间。扫描传感器还具有CAA功能,并且可以缩短鉴定时间,速度比平时快12倍:完全鉴定约为12分钟,重新鉴定为5分钟。

此外,蔡司METROTOM无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷;能够实现内外尺寸的高精度无损测量。METROTOM采用同一数据集对缩孔、变形、气孔、裂纹等进行缺陷分析,在满足自由曲面高精度可追溯测量要求的同时,还能快速提供测量结果。

dToF 3D相机的集成检测

在炙手可热的元宇宙中,VR系统正越来越多地用于娱乐、教育、医疗和工业领域。VR可以帮助用户在虚拟空间中模拟复杂的任务。通过在VR设备中使用dToF(Direct-Time of flight直接飞行时间),用户能够通过复杂而准确的位置/运动检测,轻松地在虚拟空间中获得沉浸式的体验。

dToF工作原理简单来说就是通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离进而获得物体的3D成像。dToF 3D相机具备测量准确,反应迅速,功耗低等优势。因此3D成像技术提供的手势识别功能将成为未来AR/VR领域的核心交互手段。针对dToF 3D相机的检测,蔡司METROTOM 800 225kV HR能够对其dToF模组内部的光学元件和PCBA等进行结构和缺陷检测。

未来,随着AR/VR技术和应用的逐渐普及和成熟,多样化的用户需求相信也会为扫描、测量带来更多挑战,蔡司工业测量已经准备好了!

  

  

(蔡司工业质量解决方案)

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