米乐m6官网
您现在的位置:首页 > 产品展示 > LED驱动

Karl Guttag深度剖析Magic Leap 2 的光学显现解决计划

发布时间:2022-02-12 07:23:58 来源:米乐m6官网

  针对科提斯的PPT演示,近眼显现技能专家卡尔·古塔格(Karl Guttag)撰文共享了自己的剖析见地。下面是映维网的具体收拾:

  我将要点解说讲演介绍的显现器和光学元件。这篇文章是依据我在大会拍照的相片(经过修改)和相关回忆。

  科提斯解说了显现技能的决议计划进程。虽然许多人以为MicroLED或许是未来的发展方向,但它们的成熟度明显不足以用于量产五颜六色头显。这位光学工程副总裁标明,虽然激光扫描存在于Magic Leap的“DNA”中,以及投入了数百万美元进行研制,但激光扫描无法满意其显现要求。

  或许具有挖苦意味的是,ML2用堆叠波导消除了ML1的“焦平面”。所以,这家公司在2013年向前期投资者揄扬的两项原始要害功用现在都已消失。

  在评价了一切代替计划后,Magic Leap以为LCOS是最适合其运用的显现技能。关于大多数需求五颜六色或更高分辨率的新式波导规划而言,LCOS都是首选显现器。Avegant和Digilens都推出了搭载十分小、十分亮堂的LCOS波导的规划。

  科提斯称,显现器的高度大于宽度存在优势。如图(右)所示,ML2“有源显现器”宽1440像素,高1760像素。它们保存了96×96像素以将显现屏与眼睛对齐。

  Magic Leap One(ML1)没有保存像素,而是需求两个类型来掩盖不同的瞳孔间隔。有人过错地以为,依据头部巨细,ML2会供给依据头部尺度的不同类型。PPT指出,ML2只要一种类型。别的,保存像素有利于眼睛移动时呈现的其他显现器与眼睛对齐问题。

  虽然Magic Leap没有说到,但有风闻称他们正在运用Omnivision的LCOS组件。这并不古怪,由于ML1就有用到Omnivision的产品。风闻一起指出,虽然最近收买了Compound Photonics,并且现在的原型正在选用TI的DLP,但Snap或许相同会运用Omnivision的组件。现在,大多数LCOS厂商都有才能制作这种具有3.8微米像素间隔的组件。

  我在下图添加了视场估计值以及每个方向上的像素数。视场区域和像素数量比照ML1都翻了一番,所以每度的像素数量大致相同。应该指出的是,虽然Hololens 2过错地声称每度分辨率为47像素,但它的有用(可丈量)分辨率挨近每度15像素,或许换算成ML2每个方向的约一半。我彻底信任ML2将在分辨率和简直一切其他可丈量的图画质量方面打败HL2,除了实在国际的透明度(稍后将具体介绍)。

  本次讲演(过错地)指出LCOS之外的部分办法都在视场方面受限。他们所说的“大多数LCOS规划(上)运用色彩组成光学元件(X-cube或一系列二向色镜)和偏振分束器”这一说法是正确的。他们一起说到了Himax的Front-Lit。但我见过几个更具立异性的大视场紧凑型规划,包含Lumus的Maximus(下)。

  虽然用了分束器,但ML1的光路没有X-cube或其他色彩组成光学元件。相反,ML1将色彩通道分到了每个波导。由于ML1支撑双焦平面,它需求六个LED和六个波导(红绿蓝各两组)。由于ML2不支撑双焦平面,它们只需一组LED和波导。

  ML2在运用LCOS削减全体光学元件尺度方面有立异的办法。与ML1相同,它们首先为每个独自的五颜六色波导(这次只要三个)供给独自的LED照明。风趣的是,它们随后经过波导和投影透镜发送照明光,然后照亮LCOS设备,并且避免了分束器的需求。

  下面的左图显现了组合的红光、绿光和蓝光途径(我组合/叠加了三张PPT幻灯片)。Magic Leap运用圆形偏振器的“奇妙”组合来操控进出光路。这种带有圆形偏振器的折叠途径好像相似于更新、更紧凑的VR头显所运用的Pancake光学系统。规划适当紧凑,如下图所示。

  虽然消除分束器会减轻必定分量,但它对总分量的占比并不是很大。更重要的是,它缩小了光学元件的尺度,使LCOS显现器在光学上更挨近投影光学元件,这有助于简化所述光学元件。

  虽然许多非规划人员忧虑续航才能,但更大的规划问题是功耗带来的热量办理。ML2声称在考虑视场和视窗时功率进步了12倍以上,这很或许是线在支撑双焦平面的状况下功率很低(没有免费的午饭)。“单个SKU”是由于前面评论过的“保存”像素。

  科提斯标明ML1大约150 nits(大约匹配我的丈量),并且应该可以到达2000 nits。运用具有约70度视场的衍射波导完成2000 nits是一项重大成就。比较之下,HL2声称有500 nits,但仅在我丈量的一张十分不均匀图画的中心如此。Lumus Maximus估计50度视场每瓦LED功率超越4000 nits。ML没有阐明ML2 2000 nits的功耗。

  LED光经过投影光学元件照亮LCOS,并且革除分束器需求或许看起来十分古怪,但ML并不是仅有测验这种办法的公司。在大会上,我看到了Avegant全新的、十分紧凑的光引擎。与ML2相同,Avegant运用波导结构将红、绿和蓝LED结合,并经过投影光学元件向LCOS发送光(见右图)。但与ML2不同,Avegant是为规划没有空间别离输入光栅的一到三层波导。Avegant用单层波导演示了他们当时的原型。

  ML2的光学仓库(在投影仪之后)显现在右侧。从表面上看,它看起来很像HoloLens 1的堆叠,而不是说调光层。这没什么古怪。ML2运用了十分高折射率的2.0玻璃(最近菜才面市),这有助于支撑比HoloLens 2更宽的视场,无需求助于HoloLens 2杂乱且会影响图画的“butterfly蝶形”规划。

  HoloLens 2的整个激光扫描显现屏和butterfly蝶形波导好像是“一个逃离试验室的研讨项目”。ML2相同有一种“研讨人员乐在其间的试验风”,比方调光功用(稍后将具体介绍)。

  去极化膜(最左面)削减了典型极化LCD显现器的问题。“目镜”是一套带有保护罩和涂层的红绿蓝波导。

  首先是PPT所说的22%透光率。它们最高可以阻挠78%的实在国际光,大约等同于中暗色的太阳眼镜。坦白说,我以为22%很或许仅仅一个理论数字,亦即Magic Leap或许无法完成。

  典型的“高透射率”反射式偏振器可以阻挠大约60%的未偏振光,50%用于偏振,别的大约10%的丢失。调光器结构有另一个偏振器,它又会丢践约10%以上。调光器的各种薄膜和结构则丢失大约15%或更多。三个衍射波导的叠加通常会丢失25%-35%。再加上10%的其他薄膜、涂层和镜片,我算出的最佳状况是22%,但很或许更糟糕。

  一般来说,人们不会把自己抱负的房间照亮堂度再进步5倍。Magic Leap首席执行官在承受CNBC采访时曾给出过一个亮堂手术室的比如。手术室如此亮堂是有原因的,并且医务人员并不想让手术室再亮5倍。

  Magic Leap没有说到“正面投影”,这是许多AR眼镜都能看到的发光伪影。Magic Leap One和Hololens 1&2都因许多的正面投影而出名(见上图左上角的CNET ML1图片)。所以我猜Magic Leap不提的原因是数字欠好。我的经历是,假如一家公司不愿意议论一个清楚明了的问题,终究的答案很或许是适当糟糕的。比较之下,关于Avegant/Dispelix眼镜,我很难从任何视点看到任何正面投影,并且团队十分骄傲地说,正向投影下降到了1%左右。

  “LED层”是用于照明眼睛的红外LED。ML2需求刺进式镜片进行视力纠正,但它们与ML1不同,由于其需求用于眼动追寻摄像头的切断(左下角)。大会中有不少人都评论说,刺进式镜片会给用户带来办理方面的噩梦。

  正如我在上一篇文章中所评论的相同,ML1在波导的离栅中内置了一个屈光度调理设备,见伯纳德·克雷斯(Bernard Kress)所著书目《用于增强实际、虚拟实际和混合实际头显的光学架构》。克雷斯指出,ML1的离栅屈光度调整办法往往会下降图画质量。

  与HoloLens 1和2相似,ML2运用前后透镜来调整焦点,就像我在上一篇文章中估测的相同。从大多数波导中射出的准直光聚集在无量远处。离眼睛最近的透镜将焦点移动到大约1.5到2米的更近间隔。波导国际侧的透镜进行补偿,以避免实在国际的焦点发生改变。这种透镜办法应该有助于ML2的图画质量超越ML1。

  在2021年10月,我解说了Magic Leap分段调光的固有问题,亦即业界所谓的“软边际遮挡”。我解说道,运用LCD快门来大局调暗或像素化阵列调暗区域的技能是众所周知的工作,并且这项技能没有予以运用,由于它会丢失超越70%的入射实在国际光,如上文所述。

  除了光损之外,分段调光极度不精确/含糊,并且调理单个像素相同会应影响周围不计其数个像素。虽然分段调光看起来像是支撑部分调光的LCD电视,但分段调光办法的精确度或许要低几个数量级。别的,正如Magic Leap专利所指,分段调光像素将导致衍射问题。

  Magic Leap有一张幻灯片评论了这个概念,但没有细节,只要几张低分辨率的图片(见下图)。依据Magic Leap的专利和我的剖析,它的作用或许不是十分好。请注意,调光是从遮挡80%的实在光线. 视觉舒适度和VAC:焦平面消失

  近十年来,Magic Leap一直在揄扬与视觉辐辏调理抵触有关的问题,以及运用多组具有不同焦平面的波导的解决计划。科提斯在讲演中直言不讳地指出,ML2现已抛弃了这个功用。实际上,我在2021年10月的文章中估测他们现已抛弃了,由于这将有利于更好的图画质量。

  PPT中有一张幻灯片供给了“透过透镜看到的作用图”。其间,为了适配一张1080p分辨率的幻灯片,三张图片进行大幅缩小。一切的图画都显现出严峻的渐晕伪影。虽然如此,咱们不或许确认这是不是拍摄的问题,仍是由于ML2自身的问题。

  幻灯片中的三幅图画都有高度饱满的色彩,所以很难判别色彩是否精确,以及色彩是否有改变。我更喜爱看人像和纯白色的内容。风趣的是,文本色彩是纯绿色而不是白色,而这可以躲藏波导中的任何色彩改变。所述图画只能标明ML2的图画质量优于HoloLens 2,但无法与其他公司的显现器和波导进行比较。

  虽然ML2明显会在图画质量和亮度方面打败HoloLens 2,但HoloLens 2设置了一个十分低的规范,并且当ML2在其他许多方面都存在问题,前述优势其实并不重要。与HoloLens 2比较的要害下风包含:有一根线,没有满足的适眼距来支撑一般眼镜,以及短少翻转屏幕。

  别的,挡住约80%的光线是一个无法挽回的过错。正如我之前,ML2看起来像是一开始是为消费商场规划的产品,但由于它对这个商场而言过于贵重,所以团队将它从头规划为“企业”设备。我越是回想PPT以及本文未触及的其他方面,例如他们规划和制作自己波导的才能,我就越赞同那些以为PPT更像是“待售”标志的人的观点。

  值得一提的是,坊间有风闻称(我没有消息来源)Magic Leap正准备出售公司(传言中最抢手的姓名是谷歌,由于他们自身便是Magic Leap的投资者)。