XR มีข่าวลือว่า Apple กำลังพัฒนาอุปกรณ์ XR ที่สวมใส่ได้หรือติดตั้งจอแสดงผล OLED

ตามรายงานของสื่อ Apple คาดว่าจะเปิดตัวอุปกรณ์สวมใส่ได้ (AR) หรืออุปกรณ์เสมือนจริง (VR) เครื่องแรกในปี 2022 หรือ 2023 ซัพพลายเออร์ส่วนใหญ่อาจตั้งอยู่ในไต้หวัน เช่น TSMC, Largan, Yecheng และ Pegatron Apple อาจใช้โรงงานทดลองในไต้หวันเพื่อออกแบบไมโครดิสเพลย์นี้ อุตสาหกรรมคาดว่ากรณีการใช้งานที่น่าสนใจของ Apple จะนำไปสู่การเปิดตลาดความเป็นจริงแบบขยาย (XR) การประกาศและรายงานเกี่ยวกับอุปกรณ์ของ Apple และรายงานที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี XR ของอุปกรณ์ (AR, VR หรือ MR) ยังไม่ได้รับการยืนยัน แต่ Apple ได้เพิ่มแอปพลิเคชัน AR บน iPhone และ iPad และเปิดตัวแพลตฟอร์ม ARKit สำหรับนักพัฒนาเพื่อสร้างแอปพลิเคชัน AR ในอนาคต Apple อาจพัฒนาอุปกรณ์ XR ที่สวมใส่ได้ สร้างการทำงานร่วมกันกับ iPhone และ iPad และค่อยๆ ขยาย AR จากแอปพลิเคชันเชิงพาณิชย์ไปยังแอปพลิเคชันสำหรับผู้บริโภค

ตามข่าวของสื่อเกาหลี Apple ประกาศเมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายนว่ากำลังพัฒนาอุปกรณ์ XR ที่มี "จอแสดงผล OLED" OLED (OLED บนซิลิคอน, OLED บนซิลิคอน) เป็นจอแสดงผลที่ใช้ OLED หลังจากสร้างพิกเซลและไดรเวอร์บนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน ด้วยเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ การขับขี่ที่แม่นยำเป็นพิเศษจึงทำได้ ติดตั้งพิกเซลมากขึ้น ความละเอียดในการแสดงผลโดยทั่วไปคือหลายร้อยพิกเซลต่อนิ้ว (PPI) ในทางตรงกันข้าม OLEDoS สามารถบรรลุ PPI ได้มากถึงหลายพันพิกเซลต่อนิ้ว เนื่องจากอุปกรณ์ XR จะมองใกล้ตา อุปกรณ์จึงต้องรองรับความละเอียดสูง Apple กำลังเตรียมติดตั้งจอแสดงผล OLED ความละเอียดสูงที่มี PPI สูง

ภาพแนวคิดของชุดหูฟัง Apple (ที่มาของรูปภาพ: อินเทอร์เน็ต)

Apple ยังวางแผนที่จะใช้เซ็นเซอร์ TOF บนอุปกรณ์ XR ของตน TOF เป็นเซ็นเซอร์ที่สามารถวัดระยะทางและรูปร่างของวัตถุที่วัดได้ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องตระหนักถึงความเป็นจริงเสมือน (VR) และความเป็นจริงยิ่ง (AR)

เป็นที่เข้าใจกันว่า Apple กำลังทำงานร่วมกับ Sony, LG Display และ LG Innotek เพื่อส่งเสริมการวิจัยและพัฒนาส่วนประกอบหลัก เป็นที่เข้าใจว่างานพัฒนาอยู่ในระหว่างดำเนินการ มากกว่าการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเพียงอย่างเดียว ความเป็นไปได้ของการค้าขายนั้นสูงมาก ตาม Bloomberg News Apple วางแผนที่จะเปิดตัวอุปกรณ์ XR ในช่วงครึ่งหลังของปีหน้า

ซัมซุงยังมุ่งเน้นไปที่อุปกรณ์ XR รุ่นต่อไป Samsung Electronics ลงทุนพัฒนาเลนส์ "DigiLens" สำหรับแว่นตาอัจฉริยะ แม้ว่าจะไม่ได้เปิดเผยจำนวนเงินที่ลงทุนไป แต่ก็คาดว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ประเภทแว่นตาที่มีหน้าจอผสมเลนส์ที่เป็นเอกลักษณ์ Samsung Electro-Mechanics ยังได้เข้าร่วมในการลงทุนของ DigiLens

ความท้าทายที่ Apple เผชิญในการผลิตอุปกรณ์ XR ที่สวมใส่ได้

อุปกรณ์ AR หรือ VR ที่สวมใส่ได้ประกอบด้วยองค์ประกอบการทำงานสามส่วน ได้แก่ การแสดงผลและการนำเสนอ กลไกการตรวจจับ และการคำนวณ

การออกแบบรูปลักษณ์ของอุปกรณ์สวมใส่ได้ควรพิจารณาประเด็นที่เกี่ยวข้อง เช่น ความสะดวกสบายและการยอมรับ เช่น น้ำหนักและขนาดของอุปกรณ์ แอปพลิเคชัน XR ที่ใกล้ชิดกับโลกเสมือนมักต้องการพลังการประมวลผลที่มากขึ้นเพื่อสร้างวัตถุเสมือน ดังนั้นประสิทธิภาพการประมวลผลหลักจะต้องสูงขึ้น นำไปสู่การใช้พลังงานที่มากขึ้น

นอกจากนี้ การกระจายความร้อนและแบตเตอรี่ XR ภายในยังจำกัดการออกแบบทางเทคนิคอีกด้วย ข้อจำกัดเหล่านี้ใช้กับอุปกรณ์ AR ที่ใกล้เคียงกับโลกแห่งความเป็นจริงด้วย อายุการใช้งานแบตเตอรี่ XR ของ Microsoft HoloLens 2 (566g) อยู่ที่ 2-3 ชั่วโมงเท่านั้น การเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่สวมใส่ได้ (การปล่อยสัญญาณ) กับทรัพยากรคอมพิวเตอร์ภายนอก (เช่น สมาร์ทโฟนหรือคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล) หรือแหล่งพลังงานสามารถใช้เป็นวิธีแก้ปัญหา แต่จะจำกัดความคล่องตัวของอุปกรณ์สวมใส่ได้

เกี่ยวกับกลไกการตรวจจับ เมื่ออุปกรณ์ VR ส่วนใหญ่ทำการโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ ความแม่นยำส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับตัวควบคุมในมือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเกม ซึ่งฟังก์ชันการติดตามการเคลื่อนไหวขึ้นอยู่กับอุปกรณ์วัดแรงเฉื่อย (IMU) อุปกรณ์ AR ใช้อินเทอร์เฟซผู้ใช้ด้วยมือเปล่า เช่น การจดจำเสียงตามธรรมชาติและการควบคุมการสั่งงานด้วยท่าทาง อุปกรณ์ระดับไฮเอนด์เช่น Microsoft HoloLens ยังให้การมองเห็นด้วยเครื่องและฟังก์ชั่นการตรวจจับความลึก 3D ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ Microsoft ทำได้ดีตั้งแต่ Xbox เปิดตัว Kinect

เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ AR ที่สวมใส่ได้ การสร้างอินเทอร์เฟซผู้ใช้และแสดงงานนำเสนอบนอุปกรณ์ VR อาจทำได้ง่ายกว่า เนื่องจากไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงโลกภายนอกหรืออิทธิพลของแสงโดยรอบ คอนโทรลเลอร์แบบใช้มือถือยังสามารถพัฒนาได้ง่ายกว่าอินเทอร์เฟซระหว่างคนกับเครื่องจักรเมื่อใช้งานด้วยมือเปล่า ตัวควบคุมแบบใช้มือถือสามารถใช้ IMU ได้ แต่การควบคุมการตรวจจับด้วยท่าทางสัมผัสและการตรวจจับความลึก 3D นั้นอาศัยเทคโนโลยีออปติคัลขั้นสูงและอัลกอริธึมการมองเห็น กล่าวคือแมชชีนวิชั่น

อุปกรณ์ VR จะต้องได้รับการปกป้องเพื่อป้องกันไม่ให้สภาพแวดล้อมในโลกแห่งความเป็นจริงส่งผลกระทบต่อการแสดงผล จอภาพ VR อาจเป็นจอแสดงผลคริสตัลเหลว LTPS TFT, จอแสดงผล LTPS AMOLED ที่มีต้นทุนต่ำกว่าและซัพพลายเออร์มากขึ้น หรือจอแสดงผล OLED แบบซิลิคอน (micro OLED) ที่เกิดขึ้นใหม่ การใช้จอแสดงผลเดียว (สำหรับตาซ้ายและขวา) ที่ใหญ่เท่ากับหน้าจอโทรศัพท์มือถือตั้งแต่ 5 นิ้วถึง 6 นิ้วจะคุ้มค่า อย่างไรก็ตาม การออกแบบจอภาพสองจอ (แยกตาซ้ายและขวา) ให้การปรับระยะห่างระหว่างรูม่านตา (IPD) และมุมมอง (FOV) ที่ดีขึ้น

นอกจากนี้ เนื่องจากผู้ใช้ยังคงดูแอนิเมชั่นที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ ความหน่วงต่ำ (ภาพที่ราบรื่น ป้องกันภาพเบลอ) และความละเอียดสูง (ขจัดเอฟเฟกต์ประตูหน้าจอ) เป็นแนวทางในการพัฒนาจอแสดงผล เลนส์แสดงผลของอุปกรณ์ VR เป็นวัตถุกลางระหว่างการแสดงกับดวงตาของผู้ใช้ ดังนั้นความหนา (ปัจจัยรูปร่างอุปกรณ์) จึงลดลงและยอดเยี่ยมสำหรับการออกแบบออปติคัล เช่น เลนส์ Fresnel เอฟเฟกต์การแสดงผลอาจเป็นสิ่งที่ท้าทาย

สำหรับจอแสดงผล AR ส่วนใหญ่เป็นไมโครดิสเพลย์ที่ใช้ซิลิกอน เทคโนโลยีการแสดงผล ได้แก่ ผลึกเหลวบนซิลิคอน (LCOS) การประมวลผลแสงดิจิทัล (DLP) หรืออุปกรณ์กระจกดิจิทัล (DMD) การสแกนด้วยลำแสงเลเซอร์ (LBS) ไมโคร OLED แบบซิลิคอน และไมโคร LED แบบซิลิคอน (ไมโคร LED บน ซิลิคอน). เพื่อต้านทานการรบกวนของแสงโดยรอบที่รุนแรง จอแสดงผล AR ต้องมีความสว่างสูงกว่า 10Knits (เมื่อพิจารณาการสูญเสียหลังจาก waveguide แล้ว 100Knits นั้นเหมาะสมกว่า) แม้ว่าจะเป็นการปล่อยแสงแบบพาสซีฟ แต่ LCOS, DLP และ LBS สามารถเพิ่มความสว่างได้โดยการเพิ่มแหล่งกำเนิดแสง (เช่น เลเซอร์)

ดังนั้น ผู้คนอาจชอบใช้ไมโครไฟ LED มากกว่าเมื่อเทียบกับไมโคร OLED แต่ในแง่ของการทำให้เป็นสีและการผลิต เทคโนโลยี micro-LED นั้นยังไม่เติบโตเต็มที่เท่ากับเทคโนโลยี micro OLED สามารถใช้เทคโนโลยี WOLED (ตัวกรองสี RGB สำหรับแสงสีขาว) เพื่อสร้าง OLED ขนาดเล็กที่เปล่งแสง RGB อย่างไรก็ตาม ไม่มีวิธีการที่ตรงไปตรงมาสำหรับการผลิตไมโครไฟ LED แผนที่เป็นไปได้ ได้แก่ การแปลงสี Quantum Dot (QD) ของ Plessey (ร่วมกับ Nanoco), Quantum Photon Imager (QPI) ของ Ostendo ที่ออกแบบ RGB stack และ X-cube ของ JBD (การรวมกันของชิป RGB สามตัว)

หากอุปกรณ์ Apple ใช้วิธีวิดีโอซีทรู (VST) Apple สามารถใช้เทคโนโลยี micro OLED ที่พัฒนาเต็มที่ได้ หากอุปกรณ์ Apple ใช้วิธีการซีทรูโดยตรง (การมองทะลุด้วยแสง, OST) อุปกรณ์ Apple จะไม่สามารถหลีกเลี่ยงการรบกวนของแสงโดยรอบได้ และความสว่างของไมโคร OLED อาจถูกจำกัด อุปกรณ์ AR ส่วนใหญ่ประสบปัญหาการรบกวนแบบเดียวกัน ซึ่งอาจเป็นสาเหตุที่ Microsoft HoloLens 2 เลือก LBS แทน micro OLED

ส่วนประกอบออปติคัล (เช่น ท่อนำคลื่นหรือเลนส์ Fresnel) ที่จำเป็นสำหรับการออกแบบไมโครดิสเพลย์ไม่จำเป็นต้องตรงไปตรงมามากกว่าการสร้างไมโครดิสเพลย์ หากเป็นไปตามวิธี VST Apple สามารถใช้การออกแบบออปติคัลสไตล์แพนเค้ก (การรวมกัน) เพื่อให้ได้อุปกรณ์แสดงผลขนาดเล็กและอุปกรณ์ออปติคัลที่หลากหลาย ตามวิธี OST คุณสามารถเลือกการออกแบบท่อนำคลื่นหรือภาพนก ข้อดีของการออกแบบออปติคัลท่อนำคลื่นคือฟอร์มแฟคเตอร์บางลงและเล็กลง อย่างไรก็ตาม ออปติกท่อนำคลื่นมีประสิทธิภาพการหมุนออปติคอลที่อ่อนแอสำหรับไมโครดิสเพลย์ และมาพร้อมกับปัญหาอื่นๆ เช่น การบิดเบือน ความสม่ำเสมอ คุณภาพสี และคอนทราสต์ องค์ประกอบออปติคัลการเลี้ยวเบน (DOE) องค์ประกอบออปติคัลโฮโลแกรม (HOE) และองค์ประกอบออปติคัลสะท้อนแสง (ROE) เป็นวิธีการหลักของการออกแบบภาพท่อนำคลื่น Apple เข้าซื้อกิจการ Akonia Holographics ในปี 2018 เพื่อรับความเชี่ยวชาญด้านการมองเห็น