Karl Guttag:Magic Leap 2光学解析,部分指标超HoloLens 2

2022-03-28 18:10:37来源:青亭网


今年初,MagicLeap光学工程部副总裁KevinCurtis在SPIEPhotonicsWest2022大会上,公布了关于新品MagicLeap2光学等方面的大量细节,并解释了这些设计背后的创新。

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近期,AR/VR光学专家KarlGuttag发表了对于这场名为“揭秘MagicLeap2高级AR平台和突破式光学”演讲的看法,并重点分析了MagicLeap2光学和显示元件设计的优缺点,并分析了实际效果。

Guttag表示:ML2采用了LCoS+单层光波导设计,取消了ML1由多层光波导组成的“焦点平面”光学设计等等。

最终采用LCoS方案

据了解,MagicLeap2和上一代一样继续采用LCoS微显示模组。Curtis解释,这是因为激光扫描技术无法满足AR的显示要求。另一方面,现有的MicroLED技术还不适合开发RGBAR眼镜。

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Curtis指出,MagicLeap2显示屏像素间距为3.8微米(ppd约为32,和上一代差别不大),面板高度大于宽度,其主动分辨率达1440x1760,另外还预留了96x96像素的缓冲区,以弥补显示屏与人眼对齐的误差,适应不同的IPD。

有传闻称,MagicLeap的LCoS显示屏供应商为豪威科技(OmniVision),甚至Snap的下一代AR眼镜可能也将采用豪威的光学技术。不过,Guttag也表示:现如今大部分LCoS厂商都能造出像素间距3.8微米的显示元件。

实际上,MagicLeap1并没有设计像素缓冲区,而是推出了两种尺寸,以适应不同的IPD。

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MagicLeap2的显示区域更大,FOV也从原来的30°x40°增长至44.6°x53.6°(对角线FOV为66°)。可以看出,MagicLeap2显示区域的增长主要体现在纵向,纵横比从3:4变成了5:4左右。

尽管显示区域变大,MagicLeap2的体积却比上一代更小,而且正面看起来比MagicLeap1明显更加轻量化,镜片的“边框”变窄了不少。

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Curtis在演讲中指出,MagicLeap2采用的LCoS方案足够紧凑,解决了FOV尺寸受限的问题。

通常,大多数LCoS方案采用分光镜和合光镜。而MagicLeap1的LCoS方案未采用这样的设计,而是为每一层波导配备了单独的颜色路径,总共需要六个LED和六个波导,才能实现双目多焦点平面设计。相比之下,MagicLeap2只有一组LED和波导,节省了很多体积。

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除了设计更简洁外,单个焦点屏幕的另一个好处是可提升AR图像质量。

MagicLeap通过LCoS方案进一步缩小了光学元件的尺寸,比如省略了分光器。ML2与ML1一样为每个彩色波导提供独立的LED照明,区别是ML2的光源先通过光波导和投影透镜,然后再点亮LCoS元件,无需分光镜。

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ML2的透光率很低,只有22%,也就是说阻挡了周围78%的环境光,从深灰色的镜片也可以看出这一点。Guttag表示:这种透光率相当于中等深度的太阳镜,而坦率地说,我认为实际透光率可能还达不到22%。

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Guttag还指出,ML2和ML1一样可适配插入式屈光镜片,区别是ML2版需要特定的形状,留出眼球追踪相机的形状。

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ML2配备动态和分段调光功能,该功能又称软边缘遮挡,类似于用LCD快门来局部或全局调暗亮度,其缺点是会阻止超过70%的环境光透过。另外,分段调光的精度比局部调光的LCD屏幕更低,在AR眼镜中可能会导致环境光的衍射问题。

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近十年来,MagicLeap一直在宣传用多焦点平面/光波导组方案,来解决VAC(视觉辐辏调节冲突)问题。而在SPIE演讲中,Curtis称ML2直接放弃了这个功能,目的是提升AR图像质量。

Curtis表示:影响视觉舒适度的因素还有很多,甚至比VAC更重要。其中许多与图像渲染有关,这可以通过更准确的眼球追踪来改善,从而提升动态注视点渲染效果。

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除此之外,除了眼球追踪模组外,ML2还内置了实时校准模组,用于检测“OCG区域”中的物理位置变化,从而在软件方面将画面与人眼对齐。

实际图像质量

Curtis在演讲中公布了一些ML2实际的显示效果图,从中可以看出AR图像边缘渐暗的效果,目前不确定​拍摄位置在不在适眼距内,还是ML2本身的问题。

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​除此之外,实拍图的色彩饱和度看起来足够好。Guttag认为ML2可能在显示效果和亮度方面比HoloLens2更好,不过ML2能否显示纯白等纯色的能力还不确定,需要实际体验来确定,而且严格来讲HoloLens2的标准自身就比较低。

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Curtis不仅在SPIE演讲上介绍了ML2的光学细节,还宣称MagicLeap具有设计和制造光波导的能力。之所以MagicLeap高调公布技术细节、以及进行PR,不少人认为MagicLeap给自己贴上了“待售”标签,似乎仍在寻找潜在买家。综合之前的信息,Guttag也认同这一看法​。参考:KG

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