苹果Vision Pro Pancake透镜剖析

时间:2024-10-31 23:24:34 来源:努力啊大统轩网

苹果Vision Pro的苹果剖析宣告带来了大批关注度,特意是透镜光学方面简直不太多参数。环抱屏幕以及Pancake模组也有良多的苹果剖析品评辩说 ,明天咱们就来看看其中的透镜Pancake光学模组。

近期 ,苹果剖析HyperVision凭仗自己在VR光学规模的透镜履历,合成并预料了Vision Pro的苹果剖析部份光学参数  ,好比Pancake模组的透镜FOV 、PPD等等。苹果剖析

据悉,透镜苹果在2022年笼络了Lynx R1头显的苹果剖析光学透镜提供商Limbak ,其后Lynx改为投资以色列VR光学妄想商HyperVision ,透镜妄想在未来的苹果剖析VR头显中接管后者开拓的大视场角透镜。HyperVision专一研发尺寸轻佻 、透镜大视场角VR透镜技术 ,苹果剖析搜罗适宜VST透视头显的Pancake模组 ,视场角可抵达240°x95° 。

​Vision Pro接管定制的三片式透镜,是一种折反射透镜,很可能是Pancake的变种规范 。Pancake的优势不用多说,基于折叠光路延迟光学TTL(光学道路) ,从而减轻光学模组的厚度 ,直接有利于VR头显减轻厚度。

Pancake个别由一片或者多片透镜组成,好比 :PICO 4接管单片透镜,而Quest Pro则基于多片透镜 。上图因此2片透镜Pancake为例,其妄想搜罗如下多少种组件:2个1/4波片(延迟器)、半反射透镜 、反射式偏振器。

其中,2号1/4波片最为紧张 ,它的熏染是将线性偏振光转化为圆偏振光 ,特色是需要坚持平展 、不能变形,而这也为Pancake透镜妄想带来了限度 。因此,市面上罕有的Pancake妄想至少要有一个平面 。

不外,Vision Pro光学模组彷佛有所差距,它接管3片透镜妄想,而且从妄想图来看其中2片透镜接管非纪律妄想,如上图一、2号透镜中 ,1号透镜顶部薄 、中间厚,而2号透镜顶部厚 、中间薄。彷佛 ,一 、2号透镜具备旋转对于称性 ,这又是奈何样一回事呢 ?

VR光学透镜公司HyperVision近期对于Vision Pro的透镜妨碍了合成 ,发现 :这种非平面的Pancake妄想妄想此前在Meta的专利中也泛起过 ,妄想的关键在于曲面透镜要适宜其非球面曲度。

Meta专利-US20180120579A1Meta专利-US20180120579A1

在Meta一份2018年的专利(US20180120579A1)中,就接管了曲面Pancake妄想妄想,如上图1A,处置了以前1/4波片无奈变形的限度 。专利中提到:420透镜的内凹面以及440透镜的外凸面概况不同,如上图4B、4C 。而且 ,420透镜由2块透镜粘合而成,其中搜罗一个平面。

再综合图1A,其中1/4波片“140”被嵌入在2个非球面透镜“104”以及“106”中间。由于平面1/4波片薄膜在非球面透镜中不修正线偏振以及圆偏振转换的特色,因此可能做到曲面妄想。

可能确定的是,苹果已经为Vision Pro恳求了相关专利 ,不外这些恳求中的专利可能在18个月之后才会宣告进去 。尽管 ,苹果此前的专利中也有部份相关的内容 。好比US20210132349A1专利就以及Vision Pro透镜相关。

苹果专利-US20210132349A1苹果专利-US20210132349A1

凭证专利图展现 ,”28号“1/4波片位于26以及32号透镜之间,功能也是实现偏振态的转换。这个转换也可能经由图八 、图9来清晰,26号以及32号透镜的功能是巩固的,从而实现曲面妄想 。

据体验过Vision Pro人展现,Vision Pro的水平FoV约莫在100°到110°之间 。HyperVision凭证建模合成,Vision Pro的透镜FOV可能比110°更大 ,这一点仅供合成参考  。

Vision Pro光学透镜在挨近人眼的位置为凹面 ,短处是在实现相对于松散光学妄想的同时  ,还能提供大视场角。经由火析苹果果真的透镜以及Micro OLED屏幕图片,以及简陋的尺寸 ,HyperVision作出如下假如:

Vision Pro光学模组建模Vision Pro光学模组建模

凭证上述假如 ,HyperVision对于Vision Pro光学零星妨碍建模 ,服从发现:

FOV参数可分为两种,一种是周边FOV(人眼直视时的视场角)以及旋转FOV(凝望点偏离中间的最大旋转视场角)。先来预料旋转FOV :眼球旋转舒适角度在30°摆布 ,欺压情景下可达50° ,由于眼球旋转时瞳孔位置比漠视时更挨近透镜(近约8毫米),经由重大的多少多推理 ,患上出周边FOV清晰大于旋转FOV。假如水平旋转FOV=42°(鼻侧)+50°(太阳穴侧)=92°,那末水平双目FOV是太阳穴侧视场角的两倍,便是100° 。

经由建模妨碍丈量,可患上出水平周边FOV=50°(鼻侧)+60°(太阳穴侧)=单眼水平FOV 110° 、双眼水平FOV 120° ,而平面重叠部份则为2x50°=100°。垂直FOV则为45°(上)+45°(下)=90°。

接下来 ,凭证假如的展现器长宽最近简陋验证 ,单眼水平FOV与垂直FOV的比例为110°/90°≈1.22。

为了估算PPD ,HyperVision做出如下假如 :

1)每一个视角相对于展现屏中间的位置凭证线性偏移;

2)像素尺寸为7.395μm(基于假如的宽高比、方距以及展现屏总像素数目)。

凭证上述假如 ,并散漫Micro OLED屏幕尺寸(1.41英寸),预料屏幕分说率约为3732x3083 。比力公平的估量是水中分说率为3840 ,是尺度规格1920的两倍 。接着在散漫假如的FOV,合计出Vision Pro的PPD约莫为34 ,思考到光学元件可能具备非线性淘汰倍率 ,中间苦涩点的PPD可能有10%摆布差距 。思考到实际FOV、分说率纵横比可能差距,当FOV较低、像素数较高时 ,实际PPD最高可能抵达40 。

HyperVision估量,Vision Pro头显接管精心妄想的Pancake透镜 ,因此可能患上到很好的边缘清晰度 。不外,由于将Pancake透镜与Micro OLED屏幕散漫 ,眼动规模可能受限。比照于非球面透镜、菲涅尔透镜  ,实际上Pancake具备更大的眼动规模以及优化的适眼距,可是Micro OLED像素尺寸颇为小(Vision Pro屏幕像素估算为7.4μm) ,而Pancake透镜淘汰倍率很高,于是不饶富的像素能反对于起大眼动规模,以是此类光学妄想依赖于视觉中间与光线中间的对于齐。值患上留意的值患上留意的是 ,体验者的反映是似Vision Pro惟独三档IPD调节 ,不反对于不断调节的话可能会飞腾用户的视觉体验。

比照之下 ,基于大尺寸LCD屏幕的Pancake模组淘汰倍率在2-3倍,这也有利于实现较大Eyebox的妄想 。为了验证Eyebox部份 ,后续HyperVision还会进一步合成Vision Pro光学透镜的光路 。参考:HyperVision

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