XR ryktes at Apple utvikler en bærbar XR-enhet eller utstyrt med en OLED-skjerm.

I følge medieoppslag forventes Apple å gi ut sin første bærbare utvidede virkelighet (AR) eller virtuell virkelighet (VR)-enhet i 2022 eller 2023. De fleste leverandører kan være lokalisert i Taiwan, som TSMC, Largan, Yecheng og Pegatron. Apple kan bruke sitt eksperimentelle anlegg i Taiwan for å designe denne mikroskjermen. Bransjen forventer at Apples attraktive brukstilfeller vil føre til at markedet for utvidet virkelighet (XR) tar fart. Apples enhetskunngjøring og rapporter relatert til enhetens XR-teknologi (AR, VR eller MR) er ikke bekreftet. Men Apple har lagt til AR-applikasjoner på iPhone og iPad og lansert ARKit-plattformen for utviklere for å lage AR-applikasjoner. I fremtiden kan Apple utvikle en bærbar XR-enhet, generere synergi med iPhone og iPad, og gradvis utvide AR fra kommersielle applikasjoner til forbrukerapplikasjoner.

I følge koreanske medienyheter kunngjorde Apple 18. november at de utvikler en XR-enhet som inkluderer en «OLED-skjerm». OLED (OLED on Silicon, OLED on Silicon) er en skjerm som implementerer OLED etter å ha laget piksler og drivere på et silisiumwafer-substrat. På grunn av halvlederteknologi kan ultrapresisjonskjøring utføres ved å installere flere piksler. Den typiske skjermoppløsningen er hundrevis av piksler per tomme (PPI). I kontrast kan OLEDoS oppnå opptil tusenvis av piksler per tomme PPI. Siden XR-enheter ser nærme øyet, må de støtte høy oppløsning. Apple forbereder å installere en høyoppløselig OLED-skjerm med høy PPI.

Konseptuelt bilde av Apple-headset (bildekilde: Internett)

Apple planlegger også å bruke TOF-sensorer på sine XR-enheter. TOF er en sensor som kan måle avstanden og formen til det målte objektet. Det er viktig å realisere virtuell virkelighet (VR) og utvidet virkelighet (AR).

Det er forstått at Apple samarbeider med Sony, LG Display og LG Innotek for å fremme forskning og utvikling av kjernekomponenter. Det er underforstått at utviklingsoppgaven er i gang; snarere enn bare teknologisk forskning og utvikling, er muligheten for kommersialisering svært høy. Ifølge Bloomberg News planlegger Apple å lansere XR-enheter i andre halvdel av neste år.

Samsung fokuserer også på neste generasjons XR-enheter. Samsung Electronics investerte i å utvikle «DigiLens»-linser for smarte briller. Selv om det ikke avslørte investeringsbeløpet, forventes det å være et produkt av brilletypen med en skjerm med en unik linse. Samsung Electro-Mechanics deltok også i investeringen til DigiLens.

Utfordringer Apple står overfor når det gjelder å produsere bærbare XR-enheter.

Bærbare AR- eller VR-enheter inkluderer tre funksjonelle komponenter: skjerm og presentasjon, sansemekanisme og beregning.

Utseendedesignet til bærbare enheter bør ta hensyn til relaterte problemer som komfort og akseptabilitet, for eksempel vekten og størrelsen på enheten. XR-applikasjoner nærmere den virtuelle verden krever vanligvis mer datakraft for å generere virtuelle objekter, så deres kjernedataytelse må være høyere, noe som fører til større strømforbruk.

I tillegg begrenser også varmespredning og interne XR-batterier teknisk design. Disse begrensningene gjelder også for AR-enheter nær den virkelige verden. XR-batterilevetiden til Microsoft HoloLens 2 (566g) er bare 2-3 timer. Kobling av bærbare enheter (tethering) til eksterne dataressurser (som smarttelefoner eller personlige datamaskiner) eller strømkilder kan brukes som en løsning, men dette vil begrense mobiliteten til bærbare enheter.

Når det gjelder sansemekanismen, når de fleste VR-enheter utfører menneske-datamaskin-interaksjon, er presisjonen hovedsakelig avhengig av kontrolleren i hendene, spesielt i spill, der bevegelsessporingsfunksjonen avhenger av treghetsmålingsenheten (IMU). AR-enheter bruker frihåndsbrukergrensesnitt, for eksempel naturlig stemmegjenkjenning og bevegelsesregistreringskontroll. Eksklusive enheter som Microsoft HoloLens gir til og med maskinsyn og 3D-dybdefølende funksjoner, som også er områder som Microsoft har vært gode på siden Xbox lanserte Kinect.

Sammenlignet med bærbare AR-enheter kan det være enklere å lage brukergrensesnitt og vise presentasjoner på VR-enheter fordi det er mindre behov for å ta hensyn til den ytre verden eller påvirkningen av omgivelseslys. Den håndholdte kontrolleren kan også være mer tilgjengelig å utvikle enn menneske-maskin-grensesnittet når den er bare-hendt. Håndholdte kontrollere kan bruke IMU, men bevegelsessensorkontroll og 3D-dybdeføling er avhengig av avansert optisk teknologi og synsalgoritmer, det vil si maskinsyn.

VR-enheten må skjermes for å forhindre at det virkelige miljøet påvirker skjermen. VR-skjermer kan være LTPS TFT flytende krystallskjermer, LTPS AMOLED-skjermer med lavere kostnader og flere leverandører, eller nye silisiumbaserte OLED (micro OLED)-skjermer. Det er kostnadseffektivt å bruke en enkelt skjerm (for venstre og høyre øyne), like stor som en mobiltelefonskjerm fra 5 tommer til 6 tommer. Utformingen med to skjermer (separerte venstre og høyre øyne) gir imidlertid bedre interpupillær avstand (IPD) justering og synsvinkel (FOV).

I tillegg, gitt at brukere fortsetter å se datagenererte animasjoner, er lav latens (glatte bilder, forhindrer uskarphet) og høy oppløsning (eliminerer skjermdør-effekten) utviklingsretningene for skjermer. Displayoptikken til VR-enheten er et mellomobjekt mellom showet og brukerens øyne. Derfor er tykkelsen (enhetsformfaktor) redusert og utmerket for optiske design som Fresnel-linsen. Visningseffekten kan være utfordrende.

Når det gjelder AR-skjermer, er de fleste av dem silisiumbaserte mikroskjermer. Skjermteknologier inkluderer flytende krystall på silisium (LCOS), digital lysbehandling (DLP) eller digital speilenhet (DMD), laserstråleskanning (LBS), silisiumbasert mikro-OLED og silisiumbasert mikro-LED (mikro-LED på silisium). For å motstå forstyrrelsen av intenst omgivelseslys, må AR-skjermen ha en høy lysstyrke høyere enn 10Knits (med tanke på tapet etter bølgelederen, er 100Knits mer ideelt). Selv om det er passiv lysutslipp, kan LCOS, DLP og LBS øke lysstyrken ved å forbedre lyskilden (som en laser).

Derfor kan folk foretrekke å bruke mikro-LED-er sammenlignet med mikro-OLED-er. Men når det gjelder fargelegging og produksjon, er ikke mikro-LED-teknologi like moden som mikro-OLED-teknologi. Den kan bruke WOLED-teknologi (RGB-fargefilter for hvitt lys) for å lage RGB-lysemitterende mikro-OLED-er. Det er imidlertid ingen enkel metode for produksjon av mikro-LED. Potensielle planer inkluderer Plesseys Quantum Dot (QD) fargekonvertering (i samarbeid med Nanoco), Ostendos Quantum Photon Imager (QPI) designet RGB-stabel, og JBDs X-cube (en kombinasjon av tre RGB-brikker).

Hvis Apple-enheter er basert på video see-through-metoden (VST), kan Apple bruke moden mikro OLED-teknologi. Hvis Apple-enheten er basert på direkte gjennomsikt (optisk gjennomsikt, OST), kan den ikke unngå betydelig forstyrrelse av omgivelseslys, og lysstyrken til mikro-OLED kan være begrenset. De fleste AR-enheter står overfor det samme interferensproblemet, og det kan være grunnen til at Microsoft HoloLens 2 valgte LBS i stedet for micro OLED.

De optiske komponentene (som bølgeleder eller Fresnel-linse) som kreves for å designe en mikroskjerm er ikke nødvendigvis mer enkle enn å lage en mikroskjerm. Hvis den er basert på VST-metoden, kan Apple bruke den optiske designen (kombinasjonen) i pannekakestil for å oppnå en rekke mikroskjermer og optiske enheter. Basert på OST-metoden kan du velge den visuelle designen for bølgeleder eller fuglebad. Fordelen med bølgelederoptisk design er at formfaktoren er tynnere og mindre. Imidlertid har bølgelederoptikk svak optisk rotasjonsytelse for mikroskjermer og er ledsaget av andre problemer som forvrengning, ensartethet, fargekvalitet og kontrast. Det diffraktive optiske elementet (DOE), det holografiske optiske elementet (HOE) og det reflekterende optiske elementet (ROE) er hovedmetodene for visuell design av bølgeleder. Apple kjøpte opp Akonia Holographics i 2018 for å få sin optiske ekspertise.