XR ha affermato che Apple sta sviluppando un dispositivo XR indossabile o dotato di un display OLED.

Secondo i media, Apple dovrebbe rilasciare il suo primo dispositivo indossabile di realtà aumentata (AR) o realtà virtuale (VR) nel 2022 o nel 2023. La maggior parte dei fornitori potrebbe trovarsi a Taiwan, come TSMC, Largan, Yecheng e Pegatron. Apple potrebbe utilizzare il suo impianto sperimentale a Taiwan per progettare questo microdisplay. L'industria prevede che gli interessanti casi d'uso di Apple porteranno al decollo del mercato della realtà estesa (XR). L'annuncio del dispositivo di Apple e i rapporti relativi alla tecnologia XR del dispositivo (AR, VR o MR) non sono stati confermati. Ma Apple ha aggiunto applicazioni AR su iPhone e iPad e ha lanciato la piattaforma ARKit per consentire agli sviluppatori di creare applicazioni AR. In futuro, Apple potrebbe sviluppare un dispositivo XR indossabile, generare sinergia con iPhone e iPad ed espandere gradualmente l'AR dalle applicazioni commerciali alle applicazioni consumer.

Secondo le notizie dei media coreani, il 18 novembre Apple ha annunciato che sta sviluppando un dispositivo XR che include un "display OLED". OLED (OLED on Silicon, OLED on Silicon) è un display che implementa OLED dopo aver creato pixel e driver su un substrato di wafer di silicio. Grazie alla tecnologia dei semiconduttori, è possibile eseguire una guida ultraprecisa, installando più pixel. La risoluzione tipica del display è di centinaia di pixel per pollice (PPI). Al contrario, OLEDoS può raggiungere fino a migliaia di pixel per pollice PPI. Poiché i dispositivi XR sembrano vicini all'occhio, devono supportare l'alta risoluzione. Apple si prepara a installare un display OLED ad alta risoluzione con PPI elevato.

Immagine concettuale dell'auricolare Apple (fonte immagine: Internet)

Apple prevede anche di utilizzare i sensori TOF sui suoi dispositivi XR. TOF è un sensore in grado di misurare la distanza e la forma dell'oggetto misurato. È essenziale realizzare la realtà virtuale (VR) e la realtà aumentata (AR).

Resta inteso che Apple sta collaborando con Sony, LG Display e LG Innotek per promuovere la ricerca e lo sviluppo dei componenti principali. Resta inteso che il compito di sviluppo è in corso; piuttosto che semplicemente ricerca e sviluppo tecnologico, la possibilità della sua commercializzazione è molto alta. Secondo Bloomberg News, Apple prevede di lanciare i dispositivi XR nella seconda metà del prossimo anno.

Samsung si sta concentrando anche sui dispositivi XR di prossima generazione. Samsung Electronics ha investito nello sviluppo di obiettivi "DigiLens" per occhiali intelligenti. Sebbene non abbia rivelato l'importo dell'investimento, dovrebbe essere un prodotto di tipo occhiali con uno schermo infuso con una lente unica. Anche Samsung Electro-Mechanics ha partecipato all'investimento di DigiLens.

Sfide che Apple deve affrontare nella produzione di dispositivi XR indossabili.

I dispositivi indossabili AR o VR includono tre componenti funzionali: display e presentazione, meccanismo di rilevamento e calcolo.

Il design dell'aspetto dei dispositivi indossabili dovrebbe considerare aspetti correlati come il comfort e l'accettabilità, come il peso e le dimensioni del dispositivo. Le applicazioni XR più vicine al mondo virtuale di solito richiedono più potenza di calcolo per generare oggetti virtuali, quindi le loro prestazioni di elaborazione principali devono essere più elevate, portando a un maggiore consumo energetico.

Inoltre, anche la dissipazione del calore e le batterie interne XR limitano il design tecnico. Queste restrizioni si applicano anche ai dispositivi AR vicini al mondo reale. La durata della batteria XR di Microsoft HoloLens 2 (566g) è di sole 2-3 ore. La connessione di dispositivi indossabili (tethering) a risorse informatiche esterne (come smartphone o personal computer) o fonti di alimentazione può essere utilizzata come soluzione, ma ciò limiterà la mobilità dei dispositivi indossabili.

Per quanto riguarda il meccanismo di rilevamento, quando la maggior parte dei dispositivi VR esegue l'interazione uomo-computer, la loro precisione si basa principalmente sul controller nelle loro mani, specialmente nei giochi, dove la funzione di rilevamento del movimento dipende dal dispositivo di misurazione inerziale (IMU). I dispositivi AR utilizzano interfacce utente a mano libera, come il riconoscimento vocale naturale e il controllo del rilevamento dei gesti. I dispositivi di fascia alta come Microsoft HoloLens forniscono anche funzioni di visione artificiale e rilevamento della profondità 3D, che sono anche aree in cui Microsoft è stata brava da quando Xbox ha lanciato Kinect.

Rispetto ai dispositivi indossabili AR, potrebbe essere più semplice creare interfacce utente e visualizzare presentazioni su dispositivi VR perché è meno necessario considerare il mondo esterno o l'influenza della luce ambientale. Il controller palmare può anche essere più accessibile per lo sviluppo rispetto all'interfaccia uomo-macchina a mani nude. I controller portatili possono utilizzare l'IMU, ma il controllo del rilevamento dei gesti e il rilevamento della profondità 3D si basano su una tecnologia ottica avanzata e algoritmi di visione, ovvero la visione artificiale.

Il dispositivo VR deve essere schermato per evitare che l'ambiente reale influisca sul display. I display VR possono essere display LTPS TFT a cristalli liquidi, display LTPS AMOLED con un costo inferiore e più fornitori o display OLED (micro OLED) a base di silicio emergenti. È conveniente utilizzare un unico display (per gli occhi sinistro e destro), grande quanto lo schermo di un telefono cellulare da 5 pollici a 6 pollici. Tuttavia, il design a doppio monitor (occhi sinistro e destro separati) offre una migliore regolazione della distanza interpupillare (IPD) e dell'angolo di visione (FOV).

Inoltre, dato che gli utenti continuano a guardare le animazioni generate al computer, la bassa latenza (immagini uniformi, prevenendo la sfocatura) e l'alta risoluzione (eliminando l'effetto porta schermo) sono le direzioni di sviluppo per i display. L'ottica di visualizzazione del dispositivo VR è un oggetto intermedio tra lo spettacolo e gli occhi dell'utente. Pertanto, lo spessore (fattore di forma del dispositivo) è ridotto ed è eccellente per i progetti ottici come la lente di Fresnel. L'effetto di visualizzazione può essere impegnativo.

Per quanto riguarda i display AR, la maggior parte di essi sono microdisplay a base di silicio. Le tecnologie di visualizzazione includono cristalli liquidi su silicio (LCOS), elaborazione della luce digitale (DLP) o dispositivo a specchio digitale (DMD), scansione del raggio laser (LBS), micro OLED a base di silicio e micro-LED a base di silicio (micro LED su silicio). Per resistere all'interferenza della luce ambientale intensa, il display AR deve avere una luminosità elevata superiore a 10Knits (considerando la perdita dopo la guida d'onda, 100Knits è più l'ideale). Sebbene sia un'emissione di luce passiva, LCOS, DLP e LBS possono aumentare la luminosità migliorando la sorgente luminosa (come un laser).

Pertanto, le persone potrebbero preferire utilizzare i micro LED rispetto ai micro OLED. Ma in termini di colorazione e produzione, la tecnologia micro-LED non è matura come la tecnologia micro OLED. Può utilizzare la tecnologia WOLED (filtro colore RGB per luce bianca) per realizzare micro OLED RGB a emissione di luce. Tuttavia, non esiste un metodo semplice per la produzione di micro LED. I potenziali piani includono la conversione del colore Quantum Dot (QD) di Plessey (in collaborazione con Nanoco), lo stack RGB progettato da Quantum Photon Imager (QPI) di Osendo e l'X-cube di JBD (una combinazione di tre chip RGB).

Se i dispositivi Apple si basano sul metodo video see-through (VST), Apple può utilizzare la tecnologia micro OLED matura. Se il dispositivo Apple si basa sull'approccio see-through diretto (optical see-through, OST), non può evitare sostanziali interferenze con la luce ambientale e la luminosità del micro OLED potrebbe essere limitata. La maggior parte dei dispositivi AR deve affrontare lo stesso problema di interferenza, motivo per cui Microsoft HoloLens 2 ha scelto LBS anziché micro OLED.

I componenti ottici (come la guida d'onda o la lente di Fresnel) necessari per la progettazione di un microdisplay non sono necessariamente più semplici della creazione di un microdisplay. Se si basa sul metodo VST, Apple può utilizzare il design ottico in stile pancake (combinazione) per ottenere una varietà di micro-display e dispositivi ottici. Sulla base del metodo OST, puoi scegliere il design visivo della guida d'onda o del bagno di uccelli. Il vantaggio del design ottico della guida d'onda è che il suo fattore di forma è più sottile e più piccolo. Tuttavia, l'ottica a guida d'onda ha prestazioni di rotazione ottica deboli per i microdisplay e sono accompagnate da altri problemi come distorsione, uniformità, qualità del colore e contrasto. L'elemento ottico diffrattivo (DOE), l'elemento ottico olografico (HOE) e l'elemento ottico riflettente (ROE) sono i principali metodi di progettazione visiva della guida d'onda. Apple ha acquisito Akonia Holographics nel 2018 per ottenere la sua esperienza ottica.