从Magic Leap One真机演示看机械设计、光学设计等技术细节

　　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。