Производство печатных плат для гарнитур дополненной реальности, предназначенных для оптических прозрачных носимых устройств дополненной реальности.

Плата гарнитуры дополненной реальности поддерживает передачу цифровой информации, в то время как пользователь продолжает видеть реальное окружение непосредственно через прозрачную оптику. Эта цель проектирования направлена ​​на снижение веса, тепловыделения и создание тонкой распределенной упаковки электроники вокруг висков или лба. В зависимости от продукта, гарнитура может использовать микро-OLED или микро-LED дисплеи, волноводы, внешние камеры, инерциальные измерительные блоки (IMU), отслеживание взгляда, Wi-Fi/Bluetooth, микрофоны и соединение с телефоном, вычислительным блоком или ПК.

Компания Highleap Electronics производит по индивидуальному заказу материнские платы, платы дисплеев, гибкие печатные платы камер и жестко-гибкие сборки для гарнитур дополненной реальности. При производстве используется другой подход, отличающийся от производства полностью закрытых VR-гарнитур: в системах дополненной реальности с оптическим прозрачием часто используются распределенная обработка данных, чрезвычайно малая площадь печатных плат и гибкие межсоединения. Оптическая юстировка, безопасность для глаз, калибровка волновода и полная сертификация продукции дополненной реальности остаются за готовой системой OEM-производителя.

Типы продукции и распределенная электроника для гарнитур дополненной реальности.

Продукты дополненной реальности варьируются от легких устройств просмотра до автономных гарнитур для пространственных вычислений. Компоновку платы следует выбирать с учетом оптической архитектуры и физического расположения вычислительных элементов.

• Привязанный AR-просмотрщик: Получает обработанный контент и питание от телефона или внешнего вычислительного устройства, что снижает локальный нагрев и размер батареи.
• Беспроводные умные очки дополненной реальности: Использует встроенные в стекло процессоры или сопроцессоры, а также Wi-Fi/Bluetooth для связи с телефоном или вычислительным устройством.
• Корпоративная гарнитура дополненной реальности: Добавляет камеры, голосовое управление, функции считывания штрих-кодов/контроля и прочное крепление для работы в полевых условиях или на заводе.
• Бинокулярная волноводная гарнитура дополненной реальности: Требуется синхронизация левого и правого дисплейных модулей и более точный оптический/механический контроль.
• Гарнитура дополненной реальности с отслеживанием взгляда: Добавляет ИК-подсветку, камеры для наблюдения за глазами и аппаратное обеспечение для обработки взгляда вблизи оптики.
• Гарнитура дополненной реальности со встроенной функцией отображения карты: Использует больше камер, инерциальный измерительный блок и локальную обработку для пространственных привязок, отслеживания движений рук или понимания окружающей среды.

Почему распределенная обработка важна для проектирования печатных плат?

Перенос части вычислительных ресурсов на телефон или внешний хост может уменьшить площадь платы и нагрев головки, но это увеличивает зависимость от высокоскоростных беспроводных или проводных интерфейсов. Перед выпуском информации о гибкости, батарее и теплоотводе необходимо зафиксировать правильный раздел.

Интеграция волновода, микродисплея и оптического модуля на печатной плате.

Как правило, наиболее чувствительными к механическим воздействиям компонентами гарнитуры дополненной реальности являются дисплейный модуль и оптический сумматор. Размеры печатной платы и гибкого кабеля должны соответствовать оптическому стандарту, а не только внешнему виду корпуса.

• Интерфейс микродисплея: Highleap может собрать дисплей печатной платы интерфейсы для выбранных заказчиком микро-OLED, микро-LED или других дисплейных модулей.
• Покажите себя во всей красе: Для тонких висков и бровей можно использовать... гибкая печатная плата в умных очках процессы, обеспечивающие компактность межсоединений.
• Жестко-гибкий: Жесткая гибкая печатная плата можно интегрировать небольшие жесткие модульные блоки с изогнутыми соединительными элементами по всему периметру рамы.
• Оптическая юстировка: Допуски на разъемы, усилители и монтажные отверстия должны соответствовать допускам волноводно-дисплейного узла.
• Дисплей терморегулирования: Локальный нагрев вблизи волновода может повлиять на комфорт и оптическую стабильность; плотность тока и распространение тепла следует проверить на раннем этапе.

Следует ли рассматривать плату AR-дисплея как обычную плату контроллера дисплея?

Нет. Электрическая функция может быть схожей, но оптика ближнего действия делает толщину платы, положение разъемов, изгибы гибких плат и расположение источников тепла гораздо более важными, чем в обычном панельном контроллере.

Камеры, инерциальный измерительный блок и оборудование для распознавания объектов для отслеживания объектов в дополненной реальности.

Системы дополненной реальности могут использовать камеры для построения карты окружающей среды, отслеживания рук, распознавания объектов или визуально-инерциальной локализации. Легкие устройства просмотра могут использовать меньшее количество датчиков, в то время как пространственные системы дополненной реальности могут поддерживать одновременное использование нескольких камер.

• Модули камеры: Внешние модули должны использовать контролируемые производство печатных плат для камер а также процессы сборки/гибких соединений.
• FPC камеры: Камера FPC можно перемещать датчики в места крепления, недоступные для основной печатной платы.
• ИДУ: Оси акселерометра/гироскопа должны соответствовать оптической системе координат и механической базовой точке гарнитуры.
• Синхронизация: Временные метки камеры и инерциального измерительного блока должны оставаться детерминированными, если стек отслеживания OEM-производителя зависит от объединения визуальных и инерциальных данных.
• Датчик глубины или приближения: Дополнительные модули ToF или глубинного измерения позволяют устанавливать излучатели, учитывать временные и тепловые ограничения, которые должны быть задокументированы отдельно.

Высокоскоростные вычисления, память и беспроводная связь

Даже легкие системы дополненной реальности могут объединять высокоскоростные дисплеи, камеры и беспроводные каналы связи. Поэтому при проектировании архитектуры и процессорного блока следует учитывать как пропускную способность, так и строгие тепловые ограничения корпуса, напоминающего очки.

• Процессор/ускоритель: Для процессоров дополненной реальности с малым шагом пикселя может потребоваться HDI производство печатных плат с микропереходами и переходными отверстиями в контактной площадке.
• Память: Для LPDDR и хранения данных следует использовать конструкция высокоскоростной печатной платы правила и контролируемые замены устройств.
• Wi-Fi: Беспроводные устройства просмотра могут передавать кадры с высокой пропускной способностью или данные с датчиков, поэтому поведение антенны и тепловое поведение следует проверять в условиях реального трафика.
• Bluetooth: Аксессуары и устройства ввода могут использовать выпущенную версию. Печатная плата Bluetooth архитектура.
• USB-C: Привязанные устройства дополненной реальности могут использовать разъемы USB-C для питания, высокоскоростной передачи данных или отображения информации.

Ограничения по времени автономной работы, тепловому режиму и балансу веса в гарнитурах дополненной реальности

В гарнитурах дополненной реальности мало места для нагревающихся поверхностей или тяжелых модулей вблизи носа и висков. Плотность мощности печатной платы напрямую влияет на комфорт.

• Распределенная батарея: Элементы питания могут быть разделены между висками или перемещены в задний/внешний блок, что изменяет требования к кабелю и защите.
• Контроль батареи: Зарядка и защита могут быть продолжены. печатная плата управления аккумулятором тренировочные упражнения для выбранного набора.
• Маломощные сопроцессоры: Перенос задач, связанных с датчиками и отслеживанием взгляда, на устройства с низким энергопотреблением может снизить нагрузку на основной процессор.
• Тепловой путь: Тепло, выделяемое процессором, PMIC и дисплеем, следует распределять в области корпуса, подальше от кожи, используя следующие методы: методы управления тепловым режимом печатных плат и освобожденную ограждающую конструкцию.
• Режим ожидания: В текущие тесты следует включить определение присутствия и переход дисплея в спящий режим, поскольку от очков часто ожидается, что они останутся в рабочем состоянии даже без выполнения полной вычислительной нагрузки.

Управление от прототипа до серийного производства для распределенной электроники дополненной реальности.

Разработка гарнитур дополненной реальности часто начинается с комплектов для разработчиков, включающих отдельные платы, которые затем объединяются в более компактные специализированные электронные компоненты. При выпуске в производство необходимо контролировать этот переход, чтобы не были потеряны предположения относительно оптических, радиочастотных и тепловых характеристик при миниатюризации.

• Плата, разработанная для индивидуального заказа: Интерфейсы процессора, памяти и дисплея должны соответствовать электрическим требованиям, подтвержденным на эталонной платформе.
• Гибкая консолидация: Переход от жестко-гибких кабельных сборок к более компактным может уменьшить количество разъемов, но зоны изгиба и переходы импеданса следует перепроверить.
• Пакеты с малым шагом пикселя: Миниатюрные версии могут содержать компоненты WLCSP/0201 и соответствующие им компоненты. 0201 SMD компонент контроль сборки.
• Терморевалидация: Меньший по размеру печатный платный элемент может концентрировать тепло, даже если кремниевый слой остается неизменным.
• Управление вариантами: Для монокулярных/бинокулярных, систем с отслеживанием взгляда и региональных радиовариантов следует использовать контролируемые спецификации материалов и сопоставление с программным обеспечением.

Сборка гарнитуры дополненной реальности, оптические узлы и контроль качества.

Электроника AR может быть распределена по нескольким небольшим платам и гибким выводам. Контроль сборки должен быть сосредоточен на геометрии разъемов, деформации при изгибе и отслеживаемости модулей до окончательной припайки оптики.

• SMT с малым шагом выводов: Компания Highleap может предоставить Сборка печатной платы для процессоров, памяти, PMIC, камер и беспроводных устройств.
• Контролируемый выбор поставщиков: Следует также обратить внимание на модули отображения, камеры, процессоры и радиомодули. компонентный источник управления.
• АОИ: АОИ в PCBA Перед закрытием рамы можно проверить видимые соединения и разъемы FPC.
• Рентген: Корпуса BGA/LGA можно проверить с помощью Рентгеновское обследование в соответствии с рисками, связанными с упаковкой и планом обеспечения качества.
• Обработка оптических модулей: Путешественнику следует уточнить, какие оптические компоненты устанавливаются после оплавления припоя и какие ограничения на очистку применяются.

Данные для функционального тестирования и запроса предложений (RFQ) для производства печатных плат для гарнитур дополненной реальности.

Тестирование на уровне печатной платы должно подтверждать работоспособность электронных интерфейсов, при этом окончательная оптическая и пространственная калибровка должны проводиться в рамках отдельных этапов на уровне продукта.

• Дисплей: Проверьте шаблон изображения, левый/правый канал (если применимо) и регулировку яркости.
• Камеры/IMU: Проверьте перечисление модулей, базовый захват изображений и реакцию на изменение ориентации.
• Беспроводная связь/подключение: Проверьте работоспособность Wi-Fi/Bluetooth или USB-C для передачи данных и питания в рамках выпущенной архитектуры.
• Отслеживание движения глаз: Если это предусмотрено, проверьте ИК-подсветку и съемку камерой в тестовом режиме, заданном заказчиком.
• Контрольная точка тока/температуры: Выполните заданную задачу дополненной реальности и переведите устройство в режим пониженного энергопотребления.
• ПКТ: Highleap может реализовать функциональное тестирование с возможностью последовательной прослеживаемости.