夫琅禾費研究所開發搭載四塊2300ppi像素顯示屏的VR設備

編譯：山海觀

來源：eeNews

夫琅禾費研究所設計開發出一種VR頭戴式設備的原型機，在原型機系統中，每隻眼睛配備不少於兩個WUXGA Micro OLED顯示器（每個Micro OLED顯示屏都有1920×1200的像素，解析度為2300ppi），運行幀率高達120Hz。

為了容納這些OLED微型顯示器，該項目的合作夥伴Limbak為原型機設計了一種超緊湊的光學器件結構，這種結構可以很好地實現兩個顯示晶元的無縫連接。以上所有四塊WUXGA OLED微型顯示器組合在一起，可以使該頭戴式VR設備的總解析度達到4800×1920像素，接近5K。據說這種新的光學器件和結構設計除了可以實現非常高的顯示解析度外，還能獲得大於100度的視野，因此可以很好地實現沉浸式VR效果。這種新設計旨在解決當今大多數商用VR頭戴式設備所遇到的一個重要問題，也就是穿戴VR設備給佩戴者帶來的「暈動症（Motion Sickness）」，從原理看，暈動症部分是因為幀率低和圖像閃爍，部分是因為視野設計不匹配。

Limbak的超緊湊VR耳機

歐洲資助項目LOMID（Large cost-effective OLED Micro-displays and their applications，大型高成本效率OLED微型顯示器及其應用）的最新研究成果有望解決這些問題。他們的方案是結合大尺寸Micro OLED顯示器與先進的自由形式光學器件，為頭戴式VR設備提供一種符合人體工程學的輕量級解決方案，另外再結合高幀頻更可以降低甚至用戶的暈動癥狀。

Limbak的光學科學家已經能夠大幅減少上述頭戴式VR設備正常工作所需的顯示距離，大多數傳統頭戴式VR設備中這一尺寸約為60-75毫米，而在這裡這一尺寸降低到僅37毫米。整體看，在保持相同的視野前提下，這種超緊湊的光學設計可以將頭戴式VR設備的尺寸減小到傳統設備體積的四分之一，重量更是只有其一半。

「為了提供120 Hz的高幀頻和高數據速率，我們擴展了Micro OLED顯示器的並行介面。該Micro OLED顯示器的顯示模式可以靈活地從保持型到脈衝型進行配置。在脈衝型顯示模式下，我們可以通過特殊的滾動發射模式消除運動偽影和閃爍。該晶元還能提供用於伽馬校正的特殊的查找表，每個通道（紅色、綠色、藍色和白色）都可以單獨校準。通過這些設計，我們獲得了很高的圖像質量，在非常低的功耗下實現了大於十萬比一的對比度，」夫琅禾費研究所的IC和系統設計部門的科學家Judith Baumgarten解釋說，「我們非常高興能看到，我們在Micro OLED顯示器方面的這些積極成果可以與Limbak的超緊湊光學設計相結合，最終使得真正緊湊的頭戴式VR設備成為可能」。

在該頭戴式VR設備系統的內部，這些硅基OLED微型顯示器的平鋪設計有助於降低整個設備的外形尺寸和重量，同時還能將解析度提高到傳統基於TFT驅動的AMOLED顯示器很難實現的水平，傳統基於TFT驅動的AMOLED設備能實現的像素密度一直很難再有質的提升。

最後，為了將大規模Micro OLED顯示器的製造成本保持在合理範圍內，LOMID項目的另一合作夥伴X-FAB在CMOS硅晶圓代工廠開發了一套更為經濟的工藝，這套工藝更為關注CMOS背板頂部金屬電極與後面OLED層之間的銜接。Micro-OLED S.A.S.同樣作為合作夥伴負責使用CMOS背板晶圓製造整個OLED微型顯示器。

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