在推动DX的过程中，以AR和VR等为首的“XR”设备被用来革新用户体验。在制造业的设计验证等中，利用3D模型的MR技术也开始得到应用。
为了实现虚拟体验，各种XR设备开始普及。包括现有的智能手机、头戴式显示器（HMD）、AR/MR眼镜等。随着这些XR设备及周边设备的性能越来越高，发生的故障也变得更加多样化，此时需要有相应的解决措施。
下面将对XR的基本知识、使用XR的设备及周边设备、各种故障及其解决措施进行说明。
目次XR是什么
“XR：Cross Reality”是能够将眼前不存在的东西作为数字信息创建出来，并融合虚拟世界与现实世界，使人类获得体验的技术的总称。XR的“X”部分换成各种文字，表示为“VR”、“AR”、“MR”等虚拟体验技术。
VR（虚拟现实）
“VR（Virtual Reality）”用数字制作出全方位虚拟空间，并通过在该空间内使用控制器或借由虚拟形象进行对话等方法，提供虚拟体验。
AR（增强现实）
“AR（Augmented Reality）”作为增强现实而广为人知，通过把CG等各种数字信息重叠到肉眼所见的现实空间内，实现对现实世界的“增强”。利用AR的购物和导游等APP正在得到应用。
MR（混合现实）
“MR（Mixed Reality）”被称为混合现实，除了AR对现实世界的增强之外，还与VR的3D模型等虚拟现实相组合，可制造出混合了现实世界与虚拟空间的各种虚拟体验。
利用XR的应用程序
利用XR的各种应用程序已得到实际应用，并且仍然在进一步开发中。下面将介绍一些XR的引进案例。
XR应用程序的案例
说到XR应用程序的代表案例，有类似“PlayStation VR”的家用游戏机VR软件，以及类似“宝可梦GO”的AR游戏APP。
此外，学校教育方面正在推广使用ICT（信息通信技术），利用XR的教育程序也在研讨中。在观光产业，人们正在利用AR技术制作观光APP，并推动开发移动出行合作。
制造现场的XR技术引进
生产现场也在推广XR的使用。为了将熟练工人的技能更安全高效地传承给年轻人，人们利用XR训练模拟技术实施培训。此外，在设立工厂生产线的过程中，使用3D模型和MR技术显现出虚拟的生产设备，仿佛设备真正出现在计划安装设备的空间内，此时可用该虚拟设备来确认生产线布局，事先验证设备作业性和安全性。在产品设计和开发领域的试制模拟中也引进了MR设备等。
XR中使用的设备
如需用XR技术实现虚拟体验，需要有硬件和软件，使用XR技术需要具备以下设备。
| VR | AR | MR | |
|---|---|---|---|
| 特点 | 在与现实世界完全隔离的虚拟空间内进行虚拟体验 | 将虚拟的数字信息重叠到现实世界中进行体验 | 在融合了VR和AR的世界里进行虚拟现实体验 |
| 主要显示 设备 |
HMD（非透过型） 智能手机 |
AR眼镜（透过型） 智能手机 平板终端 |
HMD（有透过的眼镜型和非透过型两种） |
当前的XR设备
作为XR中使用的设备，特别有名的是名为“HMD（Head-Mounted Display）”的可穿戴设备。
HMD是戴在头部使用的显示器，具有代表性的是类似“Oculus Quest”的非透过型，该类型完全覆盖视野，提高VR空间沉浸感。此外，还有类似“HoloLens 2”的透过型MR头戴式显示器，它具备眼动追踪/手势追踪功能，使用户能够获得与现实空间融合性更高的虚拟体验。
未来的XR设备
XR设备有望成为后智能手机的候选产品，预计XR市场在未来会得到成长。随着XR设备的不断改良，如使用5G（未来是6G）高速通信、搭载更高性能的CPU、将微LED技术应用在XR显示器上等，在未来也许变成非常高性能、小型和轻量的智能眼镜，如同现在的智能手机一样，成为我们生活和商务中不可或缺的存在。
XR设备的各种问题
除了XR使用的HMD、MR/AR眼镜等设备之外，周边设备也正在提高性能。
例如，HMD增加了无线型独立式设备，为了提升发送数据量、提高处理速度，其电子部件正朝着更加集成、小型和轻量的方向发展。相应地，可能会产生两大问题。分别是EMI（电磁干扰）问题和热量问题。
EMI问题
“EMI：Electromagnetic Interference”是设备中使用的各种电子部件在工作时发生的电磁噪声，对其他电子设备等造成各种恶劣影响的“电磁干扰”。
XR设备属于电子设备，需要使用电来执行动作，由此会产生电磁波。因此可能会发生以下故障。
设备和其他电子设备的误动作
不仅是XR设备，其周边的电子设备也会产生电磁波。虽然每台设备都会采取各种EMI应对措施，并在设计时考虑到EMC（电磁兼容），但是有些旧设备的EMC措施不充分，可能会因电磁噪声而引起误动作。
通信障碍
XR设备可在数据通信中使用Wi-Fi，在设备之间的连接中使用Bluetooth。此外，还能利用“5G”高速大容量通信。波段相近的设备之间，可能会因为电波干扰而导致通信速度下降等故障。
热问题
对XR来说，沉浸感和真实感十分重要，设备在设计时很重视UI/UX（用户界面与用户体验），而且为了减轻对用户的身体负担，机身变得越来越小巧。因此，电子电路等部件的密集度增加，散热更加困难。
此外，在一些使用用途中，可能会因为振动和噪声的问题，难以采用在设备上安装风扇的方式来散热。而且，HMD往往使用树脂制的框体，与金属框体相比更难散热，所以可能会出现以下问题。
设备的质量降低
一般来说，电子部件持续在高温状态下工作会缩短寿命，使设备更早发生故障。除此之外，电子电路由热膨胀系数不同的材料构成。因此，如果反复在常温状态和高温状态之间转换，其应力可能会使引线等材料产生热疲劳，从而导致设备劣化或损坏。
用户使用时的安全性问题
皮肤长时间接触发热的电子设备，可能会发生低温烫伤。尤其是XR设备等可穿戴设备，如果带有热量，可能会威胁到人体安全。
对于上述热量问题，可以从设计阶段开始进行热量模拟，然后使用热量控制构件等降低风险
太阳金网株式会社提供XR设备的EMI或热问题的咨询服务
太阳金网株式会社利用热量控制、EMI屏蔽等技术，提供各种产品。如果您有XR设备的热量方面或EMI方面的问题，请务必咨询本公司。
应对XR设备及周边设备的EMI和热量的构件
为了解决XR设备的EMI和热量问题，可采用以下方法和应对部件。
XR设备的EMI对策构件
对于因辐射噪声造成的EMI问题，特别有效的应对措施是“EMI屏蔽”。EMI屏蔽利用屏蔽材料的电磁波反射、衰减、多次反射的“屏蔽效果”来减少电磁波能量的泄漏量。
EMI屏蔽的类型
为了通过EMI屏蔽降低电磁波的穿透率，理想的做法是用类似金属框体的高导电率材料包围住噪声发生源。但是，由于设备设计上的限制等原因，采用以下EMI屏蔽部件比较有效。
根据设备结构和使用目的，EMI屏蔽选择以下材料。
| 屏蔽材料 | 详细信息 |
|---|---|
| 海绵垫片 | 将导电面料包覆海绵的EMI屏蔽垫片 |
| 导电性垫片 | 在硅胶中填充导电性填料的绳状EMI屏蔽垫片 |
| Cho-Form (FIP Gasket) |
自动安装在金属或塑料框体上的导电性硅基垫片 |
| 屏蔽罐 | EMI屏蔽用精密钣金部件 |
| 导电塑料 | 通过将镀镍石墨纤维分散到PC-ABS中来赋予导电性能的导电塑料 |
| 导电胶带 | 内侧涂有导电性感压胶水的金属箔（铜或铝）胶带 |
| 电波吸收体 | 用于吸收电磁噪声的EMI对策构件。有原理不同的“抑制型电波吸收体”和“共振型电波吸收体”。 |
XR设备的热量控制构件
为了将XR设备的热量快速散热至外部而避免故障，可以通过下列方法进行散热等热量控制。
| 热量控制 |
散热方法 |
具体的散热案例 |
|---|---|---|
| 增大传热面积 | 使用散热部件 | 散热片 |
| 将热量扩散到框体等构件上 | TIM（界面材料） 热扩散器 |
|
| 提高热传导率 | 对流散热 | 局部冷却风扇 热管 热导板 |
| 辐射散热 | 使用高辐射材料 |
|
| 降低设备的内部温度 | 换气 | 换气风扇 设置通风口 |
| 隔绝热源 | 用隔热材料阻断传热 变更部件配置 |
XR设备及周边设备难以安装风扇，要将内部产生的热量高效地扩散到框体和散热片上，这一点非常重要。因此，必须降低CPU等热源与框体等散热部分的边界面的接触热阻抗。
降低接触热阻抗的有效方法是，使用TIM（导热界面材料）填满构件之间以及框体与构件之间的细缝。
TIM的类型和特点
TIM有不同的类型和特点，如果不根据用途和使用位置进行适当的选择，可能无法获得预期的热量控制效果。
| TIM的类型 | 特点 |
|---|---|
| 导热硅脂 |
|
| 热传导片材 （填隙料） |
|
| 导热凝胶 |
|
| PCM （Phase-change materials） |
|
| 导热胶带 |
|
| 高导热胶水 |
|
| 焊锡 |
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太阳金网株式会社提供EMI和热量控制构件的咨询服务
XR设备的热量控制构件或EMI屏蔽，不仅要根据使用环境选择材料，还必须事先验证效果。太阳金网株式会社提供包括填隙料、导热凝胶、热传导片材在内的各类热量控制产品或EMI屏蔽产品。
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