Просветляющее AR-стекло охватывает более широкий набор вариантов, чем подразумевает большинство чертежей, и именно различия между ними определяют и характеристики, и цену. В этой статье сравниваются практические варианты, доступные для AR/VR и умные очки, — подложка, процесс нанесения покрытия, толщина и допуск, — и показано, где каждый компромисс оправдан, а где нет.
Просветляющее AR-стекло в AR/VR и умные очки
Для AR/VR и умные очки это означает конкретный набор требований, а не общее предпочтение качества. Оптику для головы оценивает человеческий глаз с расстояния в сантиметры, поэтому дымка, паразитный свет и смещение цвета видны немедленно. Вес и толщина определяют промышленный дизайн, что толкает проектировщиков к тонкому или сверхтонкому стеклу, пластинчатой обработке и покрытиям, переживающим ежедневное ношение, падения и очистку.
Что определяет стоимость и срок поставки
Стоимость AR-покрытия масштабируется с числом слоёв, площадью покрытия и тем, обрабатываются одна или обе поверхности. Четырёхслойный широкополосный стек на одной поверхности — экономичная база; снижение среднего отражения ниже 0.2 процента, расширение полосы или добавление гидрофобных и антистатических функций каждое добавляет слои и повышает чувствительность процесса. Покрытие обеих поверхностей примерно удваивает стоимость процесса, но обычно обходится дешевле двух односторонних деталей. Покрытия по рисунку, апертуры и зоны по маске добавляют операцию литографии или маскирования, стоимость которой определяется маской. В AR/VR и умные очки самое дешёвое улучшение — почти всегда покрыть вторую поверхность, поскольку непокрытая задняя грань часто вносит больше отражённого света, чем убирает покрытие на передней.
Выбор подложки и материала
Подложка определяет, с чем покрытию придётся справляться. B270 и сверхпрозрачное флоат-стекло — стандартные носители для дисплеев и приборных окон, дающие высокое пропускание при низкой стоимости. Боросиликат добавляет термическую стабильность, что важно, когда стекло закаливают, ламинируют или подвергают нагреву. Кварц и плавленый кварц продлевают полосу в ультрафиолет и применяются там, где покрытие должно выдерживать более высокую энергию. Акрил и поликарбонат покрывают, когда вес важнее стойкости к царапинам, но они требуют осаждения при низкой температуре и обычно не принимают самые твёрдые оксидные стёкла. В AR/VR и умные очки материал также задаёт доступный диапазон толщин, а тонкие подложки тоньше 1 mm требуют осторожности и при нанесении покрытия, где есть риск коробления, и при сборке, где зажимные напряжения проявятся как оптические искажения.
Сравнение с альтернативами
Альтернативы покрытию — использование подложки с более низким показателем преломления, ламинирование стекла клеем с согласованным показателем, применение травленой или текстурированной антибликовой поверхности и простое принятие отражения как есть. Травленое антибликовое стекло рассеивает свет, а не подавляет его, что отлично для читаемости в яркой обстановке и плохо для формирования изображения или пропускания. Согласование показателей ламинированием хорошо работает внутри стека, но ничего не делает для самой внешней поверхности. Непокрытое стекло часто приемлемо для механического окна и редко приемлемо для чего-либо, через что смотрит пользователь или сенсор. В AR/VR и умные очки решающий вопрос — нужно ли системе больше проходящего света или меньше отражённого: это связано, но не одно и то же, а антибликовая обработка решает второе ценой первого.
Особенности покрытия и осаждения
AR-стёкла строят из чередующихся слоёв низкопреломляющего кремнезёма и оксидов с более высоким показателем преломления, таких как оксид ниобия, тантала или титана, осаждаемых в четыре, шесть или более слоёв, чтобы выровнять кривую отражения по полосе. Более широкие полосы и более низкое отражение требуют больше слоёв, а больше слоёв означает более жёсткий контроль процесса, потому что каждый слой вносит вклад в интерференционный баланс. Для долговечности предпочтительно осаждение с ионной ассистенцией: получаемые плёнки плотные, поэтому сопротивляются влаге, истиранию и не меняют цвет при изменении влажности. На сенсорных поверхностях часто добавляют гидрофобные и олеофобные верхние слои, а проводящий или антистатический слой помогает там, где проблема в удержании пыли. Для AR/VR и умные очки процесс осаждения также определяет, можно ли нанести покрытие на обе поверхности за один цикл или нужны два прохода.
Требования, специфичные для AR/VR и умные очки
Для AR/VR и умные очки это означает конкретный набор требований, а не общее предпочтение качества. Оптику для головы оценивает человеческий глаз с расстояния в сантиметры, поэтому дымка, паразитный свет и смещение цвета видны немедленно. Вес и толщина определяют промышленный дизайн, что толкает проектировщиков к тонкому или сверхтонкому стеклу, пластинчатой обработке и покрытиям, переживающим ежедневное ношение, падения и очистку.
- Дымка ниже 0.1 процента для прозрачных комбинирующих трактов
- Равномерность толщины на уровне пластины для тонкого стекла
- Селективность по длине волны при заданных углах падения
- Малый вес при ударопрочности
ISO 10110 для оптических чертежей, контекст IEC 62368 для готового изделия, плюс декларации RoHS и REACH.
Данные для выбора одним взглядом
| Параметр | Типичное значение | Примечания |
|---|---|---|
| Отражение на поверхность | R ≤ 0.5 % в среднем, достижимо R ≤ 0.2 % | 420 - 680 nm |
| Прирост пропускания | до 99 % при одностороннем, > 99 % при двустороннем | Против 92 % у непокрытого B270 |
| Варианты полос | 400-700, 400-1100, 900-1700 nm, двухдиапазонное | Широкополосное или настроенное |
| Подложка | B270, ultra-clear, боросиликат, кварц, акрил | 0.5 - 12 mm |
| Дымка | ≤ 0.3 %, обычно ≤ 0.1 % | Измеритель дымки |
| Истирание | Твёрдость по карандашу 9H, стальная вата 0000 — проходит | Стёкла из твёрдых оксидов |
| Адгезия | Тест скотчем 4B или лучше | Решётчатый надрез |
| Внешние воздействия | Влажность 85/85, соляной туман, стойкость к УФ | Есть марки для наружного применения |
| Рисунок покрытия | По всей поверхности, только апертура или по маске | Запас 0.5 - 1 mm типично |
Часто задаваемые вопросы
Можете ли вы наносить покрытие на термообработанное или закалённое стекло?
Да, но покрытие нужно наносить после закалки, потому что цикл закалки повредит большинство тонкоплёночных стеков. Если покрытую деталь затем нужно закалить, конструкцию покрытия придётся выбирать с учётом термической стабильности.
Почему отражение выглядит синим или зелёным?
Потому что стек выравнивает отражение по полосе, а не одинаково на каждой длине волны. Остаточный цвет можно настроить до нейтрального, но для этого обычно нужно больше слоёв, поэтому задавайте допустимый остаточный цвет явно.
Предлагаете ли вы антибликовую обработку в дополнение к просветляющей?
Да. Просветляющее покрытие максимизирует проходящий свет, а антибликовое травление рассеивает отражённый свет ради читаемости. Многие дисплейные изделия сочетают покрытую переднюю поверхность с травленой там, где заказчику нужно и то, и другое.
Нужно коммерческое предложение на просветляющее ar-стекло?
Пришлите чертёж, целевую спецификацию или требования к покрытию — оптический инженер ответит в течение 24 часов, указав цену и срок поставки.
Запросить предложение Написать инженеру