隨著(zhù)遠程互動(dòng)的蓬勃發(fā)展，隨后出現的元宇宙，以及近期Apple Vision Pro的問(wèn)世，這個(gè)愿景進(jìn)一步照進(jìn)現實(shí)。同時(shí)，AR/VR設備的廣泛應用也面臨著(zhù)巨大的障礙。盡管在外科醫療技術(shù)培訓和學(xué)習如何操作制造設備等專(zhuān)業(yè)應用領(lǐng)域，AR/VR設備的使用有所增加，但迄今為止，消費者方面的使用仍然局限于游戲等少數領(lǐng)域。
AR和VR設備的應用存在著(zhù)各種各樣的障礙，比如頸部和眼睛疲勞，以至用戶(hù)體驗，大多關(guān)于舒適度。未來(lái)的AR/VR設備在設計時(shí)必須首先考慮舒適性，由于無(wú)繩VR頭顯可能包含顯示屏、光學(xué)系統、不斷增多的傳感器種類(lèi)、觸覺(jué)設備、外部攝像頭、音頻和語(yǔ)音系統、無(wú)線(xiàn)連接、電池、渲染虛擬環(huán)境的處理能力，以及防止處理器過(guò)熱的冷卻系統，這是一項艱巨的挑戰。而這僅僅考慮了頭顯內部的因素，從外部來(lái)看，頭顯外殼本身必須堅固耐用，能夠耐受磨損，并且足夠輕便，可以長(cháng)時(shí)間佩戴使用。
對于這些障礙，雖然沒(méi)有放之四海皆準的單一解決方案，但許多問(wèn)題都可以通過(guò)設備內電子元器件的微型化來(lái)解決，特別是與連接有關(guān)的問(wèn)題。畢竟，更小的組件意味其重量更輕，而更輕的頭顯是提高舒適度的關(guān)鍵。這不僅僅是為了減輕重量，同時(shí)為了改善功能性。
除了減輕重量之外，微型化連接解決方案還將在三個(gè)方面推動(dòng)AR/VR設備的應用，從而開(kāi)創(chuàng )頭顯舒適性和功能的全新時(shí)代。每個(gè)方面都代表著(zhù)眾多設計挑戰，其中許多是出乎意料的。
對于許多人來(lái)說(shuō)，VR設備的好壞取決于它為用戶(hù)提供的沉浸感，而關(guān)鍵就是設備內顯示屏的質(zhì)量，比如將 OLED 或?microLED?顯示屏縮小到郵票大小，同時(shí)提供至少 90 Hz 的刷新率和超過(guò) 4K 的分辨率，這會(huì )帶來(lái)一系列挑戰，例如：
不斷增加的電子密度增加了電磁干擾(EMI)的風(fēng)險。
隨著(zhù)分辨率提高，信號完整性和噪聲問(wèn)題也會(huì )越來(lái)越嚴重。
分辨率較高的顯示屏會(huì )產(chǎn)生較多熱量，并且更容易受到電壓下降的影響
微型化連接器不僅節省了空間，還集成了電磁干擾屏蔽、創(chuàng )新引腳布局、熱緩減功能，甚至是便于組裝的特性。微型化還減少了顯示屏對電池性能的影響?；F盧大學(xué)(University of Waterloo)的研究團隊開(kāi)發(fā)出更節能的顯示屏，采用固態(tài)照明設計和先進(jìn)電子電路，可將電池使用壽命延長(cháng) 30%，同時(shí)降低制造成本。
此外，微型連接器還能實(shí)現創(chuàng )新的顯示功能，比如利用內置眼球跟蹤系統實(shí)現的注視點(diǎn)渲染，只在眼睛聚焦的地方渲染高質(zhì)量圖像，從而最大限度地降低所需的處理能力。這種注視點(diǎn)渲染可以同時(shí)減輕顯示屏和處理器的負擔，但更先進(jìn)的注視點(diǎn)渲染技術(shù)需要在頭顯內為攝像頭或其他光學(xué)傳感器騰出空間。
顯示屏只是VR頭顯視覺(jué)系統的一部分，另一部分是光學(xué)系統。雖然光學(xué)鏡片似乎不會(huì )受到微型連接器直接影響，但其對清晰度和性能的影響可能非常大。
在光學(xué)系統中，空間是最重要的，并且受到物理定律的嚴格限制。鏡片的尺寸、形狀、厚度和基底決定了佩戴者的視野范圍和觀(guān)看效果，這影響光學(xué)失真以及頭顯的整體重量和占位面積。像差即色彩開(kāi)始混合和模糊，尤其是在物體外側，這一直是此類(lèi)視覺(jué)系統必須克服的問(wèn)題。
如今的頭顯已開(kāi)始從笨重、易產(chǎn)生像差的菲涅爾透鏡轉向更精簡(jiǎn)的薄餅透鏡。與菲涅爾透鏡相比，薄餅透鏡擁有眾多優(yōu)點(diǎn)，如減少像差和減少對軟件圖像校正的依賴(lài)，但它們會(huì )吸收更多的光線(xiàn)，因而需要在頭顯內為更明亮的 OLED 和 microLED 顯示屏騰出空間。?
微型化連接器還為更先進(jìn)的光學(xué)系統創(chuàng )造了條件，從而在電子和光學(xué)裝置之間架起了橋梁，如通過(guò)施加電壓來(lái)調節焦距的可調液晶透鏡。這樣就不再需要較大的傳統光學(xué)裝置設計，并且降低了頭顯從面部突出的程度。
微型化連接器還能如何改進(jìn)光學(xué)系統？
光學(xué)透鏡對溫度變化非常敏感。微型連接器可以提高熱穩定性，并且減少光學(xué)誤差。
光學(xué)系統必須專(zhuān)門(mén)對準以保持視覺(jué)清晰度，但其性能可能因用戶(hù)而異。未來(lái)的VR設備必須適應佩戴者自身的視覺(jué)偏好和弱點(diǎn)。微型連接器可以減少機械應力，改善即插即用功能，允許用戶(hù)更換鏡片，從而提升光學(xué)系統的模塊化、對準和穩定性。
當今功能最強大的AR和VR系統需要通過(guò)電纜連接到外部計算機，通過(guò)其處理能力實(shí)現更逼真的圖形、照明和整體視覺(jué)沉浸感。雖然這對安坐辦公桌的用戶(hù)可能沒(méi)有什么影響，但將頭顯拴住計算機會(huì )帶來(lái)限制，容易發(fā)生意外斷開(kāi)，還會(huì )增加受傷的風(fēng)險。
這些設備的未來(lái)趨勢是完全獨立的無(wú)繩裝置，能夠提供從現實(shí)世界無(wú)縫過(guò)渡到虛擬世界所需的高分辨率體驗。但這并不僅僅意味著(zhù)性能更強大的CPU、GPU甚至專(zhuān)用人工智能處理芯片，真正的虛擬體驗還需要額外的傳感器：為了給大量傳感器和處理器留出空間，同時(shí)確保穩定的電源和即時(shí)、可靠的數據傳輸，以及在常見(jiàn)的突發(fā)移動(dòng)和振動(dòng)等條件下保持設備的耐用性，微型化連接器是必不可少的。
與顯示屏一樣，如此密集的傳感器和計算組件可能會(huì )增加電磁干擾、影響信號完整性并擴大發(fā)熱風(fēng)險。更高的設備復雜性也會(huì )使更多組件面臨因振動(dòng)、快速加速和其他使用影響而造成損壞的風(fēng)險。在創(chuàng )造身臨其境的體驗時(shí)，這些因素可能會(huì )導致延遲、眼睛疲勞和高溫，引起身體不適以及干擾整體操作。?
此外，VR的未來(lái)發(fā)展可能不僅僅是鏡片可更換的模塊化光學(xué)系統，而是可以隨時(shí)添加和移除處理器甚至傳感器的完全模塊化設備。微型連接器可降低升級過(guò)程中因復雜布線(xiàn)干擾而造成損壞或差錯的風(fēng)險，從而提高模塊化程度。
AR和VR技術(shù)的未來(lái)發(fā)展取決于舒適性和身臨其境的消費者體驗。然而，舒適不僅僅意味著(zhù)減輕重量和前部沉重感，還意味著(zhù)消除眼睛疲勞、允許自由移動(dòng)以及最大限度地減少輸入和反饋中的延遲和其他延遲。
這正是 Molex莫仕在微型化領(lǐng)域廣泛的工程專(zhuān)業(yè)知識和成熟發(fā)展歷史的優(yōu)勢所在。我們廣泛的微型化互連解決方案組合旨在應對 AR和VR設備的諸多難題，同時(shí)確保耐用性和可靠性。
為了滿(mǎn)足消費者對更小、更輕、更多功能和更舒適之設備的期望，微型化已成為OEM廠(chǎng)商的必然選擇。Molex莫仕全球多學(xué)科團隊通過(guò)與客戶(hù)合作推動(dòng)創(chuàng )新，涵蓋從最初的設計階段到制造和按時(shí)交貨，以滿(mǎn)足消費者的需求。