从Magic Leap One真机演示看机械设计、光学设计等技术细节

文章相关引用及参考:kguttag

寻找有关光学方面的线索

映维网 2018年06月12日)在Twitch的第二期直播中,Magic Leap的高级学习资源技术美工艾伦·隆(Alan Noon)与技术营销团队莎娜·德露莉丝(Shanna De Iuliis)一同主持了节目,并展示了有限的演示。Navdy CTO Karl Guttag仔细研究了直播视频,希望寻找有关光学方面的线索。Karl 认为发现在光学方面的一个重要新细节。

1. 机械细节

对于本次直播,Karl第一次意识到Magic Leap同时展示了两条连接Lightpack和Lightwear的数据线,因为它们在早前的图片中都没有任何踪影。它们不同于插入手机耳机接口的那种细薄数据线,从图片中可以看到数据线看上去相当厚实,而且每一端都包含溢放口。

视频证明的另一件事情是,Magic Leap对头显光学元件设计了下视偏移(详见图片右上)。你可以看到,当用户穿戴头显时,光学元件是稍稍朝下偏移,而且头显的穿戴方式显然增加了这个角度。Karl重复了之前对奥尼尔视频的计算,并认为现实世界的透光率仍然在15%这个范围之内。因此,透镜遮挡了大量的光线,大致相当于一款较暗的太阳镜。当然,Magic Leap表示这个组件只是针对室内用例。

Magic Leap在直播中首次提供了头显的内部视图,看到了用户前额与头显之间的衬垫有多厚。Karl猜测这大概有15-20毫米。与其他头显相比,MLO头显的衬垫比较厚,这意味着用户眼睛离透镜稍远一些。他们在视频中提到,Magic Leap计划提供医学眼镜。衬垫的厚度表明眼睛与头显之间有足够的空间来支持医学眼镜配件。通常而言,医学透镜离眼睛的距离大约是13毫米。

2. 光学设计

Karl在过去1年半的时间里翻阅了大概100份Magic Leap专利,而当逐帧分析视频时,Karl发现早前没有在专利中注意到的事情。首先,似乎存在波导出射光栅的影子,但仔细观察后,事实并非如此。在下图中,首先要注意的是一个黑色的矩形轮廓,一般情况你是不会在玻璃衍射光栅中看到类似嵌入物。但更有说服力的是,与看似是透明排线上的印刷电路线相连的接点(参见最下图箭头和中间图片的椭圆图示)。

Karl查看了头显正面和背面的各种屏幕截图,并确定接点和矩形结构位于波导的“眼睛一侧”。Karl认为这是理解其功能的关键。如果它位于波导的“真实世界一侧”,那它只会影响真实世界的光线,并且有可能是令真实世界变暗的一种方式。但在“眼睛一侧”则意味着它可能会影响显示器和现实世界,因为来自两端的光线都会通过这个器件。

Karl重新翻阅了Magic Leap的专利申请,希望看看文件有没有描述这一器件,但没有找到相关解释。不过,Karl在专利2018/0052277(’277)的图110C中发现了所示的排线。根据其绘制方式,这张图片同时证明了排线位于波导的眼睛一侧(参见上图红色的椭圆图示)。

遗憾的是,尽管图110C显示了排线,但它们没有编号,而且没有发现有关其功能的描述,所以只能进行大致的猜测。Karl目前的观点是,未描述器件的功能是偏振相关变焦元件。

3. 偏振相关变焦元件

把器件放在眼睛一侧通常会影响显示图像和真实世界,但这样做显得不太合理。你不会希望令现实世界和显示器的图像变暗,你通常只想令现实世界变暗。如果器件正在改变焦点,你可能需要改变虚拟图像的焦点,但不想改变现实世界的焦点。

参考的是,DeepOptics器件采用了相位调制液晶,它仅作用于光的一种偏振。Lumus器件则使用LCOS微型显示器输出偏振光,而为了以与LCOS显示器输出相反的方向对现实世界光进行偏振,DeepOptics在Lumus波导的真实世界一侧添加了偏振器。因此,DeepOptics器件只会改变显示器的光线偏振,不会改变现实世界的焦点。DeepOptics器件是一种“偏振相关的,可变焦点元件(VFE)”。

为了精确控制器件,DeepOptics VFE需要大量的水平和垂直控制线来调制二维电极阵列。Magic Leap的器件似乎没有太多控制线,但他们可以采用更简单的驱动方法或不同的排列。

根据与Magic Leap One紧密匹配的专利申请,Magic Leap同样采用了LCOS微型显示器。Karl怀疑MLO阴暗的前端透镜对LCOS显示器的输出光线进行偏振。’277专利申请写道,“在一些实施例中,盖板透镜1809包括光调节器,比如用于反射或吸收特定光线的偏振透镜”。专利没有清晰说明前端透镜属于偏振元件,但这确实表明他们正在考虑这个问题。

根据现有的证据,MLO通过两组3层(RGB)波导支持两个“焦平面”。Karl猜测,Magic Leap将偏振相关变焦元件与两个平面结合起来,以尝试减少视觉辐辏调节冲突。借助眼动追踪来却动眼睛“会聚”的位置,它们不仅只是选择两个平面中的一个,而且将相应地驱动“可变焦元件”。

一个相关的问题,眼动追踪摄像头位于最下方。这再次证明了Magic Leap对头显光学元件设计了下视偏移。Karl表示,当你把摄像头放在这个位置,如果用户不是往下看,他们将无法追踪眼睛运动。

原文链接https://yivian.com/news/46796.html
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颜昳华

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