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)培訓和學習如何操作制造設(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會產(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(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，另一部分是光學系統(tǒng)。雖然光學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系統(tǒng)創(chuàng)造了條件，從而在電子和光學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)光學裝置設(shè)計，并且降低了頭顯從面部突出的程度。
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)熱風險。更高的設(shè)備復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險。在創(chuàng)造身臨其境的體驗時，這些因素可能會導致延遲、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雜布線干擾而造成損壞或差錯的風險，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。