显示技术专家Karl：Vision Pro的Pancake光学元件分析

　　Hypervision是一家以开发宽视场VR Pancake光学器件而闻名的公司，而团队刚刚发布了一篇关于苹果VisionPro的Pancake光学元件的分析。对于这篇短文，近眼显示技术专家卡尔·古塔格(Karl Guttag)以自己的角度进行了评述解读：

　　简介

　　我发现这篇来自设计Pancake光学元件的公司的文章非常有趣。我将给出Hypervision博文中的重点和关键点，但我建议访问他们的官网以获取更多信息。

　　Hypervision曾展示过140度单Pancake和创新的240度双Pancake单眼光学设计。在介绍完Apple Vision Pro的光学信息之后，我将简要讨论Hypervision的设计。

　　Apple Vision Pro的Pancake光学器件设计

　　Hypervision的文章首先简要介绍了Pancake光学元件的基本原理。

　　Hypervision指出，WWDC 2023视频展示的苹果Pancake光学元件与其他Pancake光学元件的一个重要区别是，四分之一波板(QWP)缓变器必须是曲面。Hypervision贴出了Meta和苹果带有曲面QWP的Pancake光学元件专利申请。下图是苹果专利申请的图8和图9，

　　Hypervision的视场分析

　　Hypervision同时进行了一次详细的视场分析。看过AVP的VR专家表示他们认为AVP的视场大约是110度，而Hypervision的分析则表明APV的视场可能高达120度。无论是哪一个数值，其都可能介于因假设而产生的误差范围之内。下面是一组来自Hypervisions分析的图表。

　　每度像素/ppd

　　Hypervision的分析显示，AVP为每度34像素。较低的ppd来自于Hypervision稍宽的视场计算结果。Hypervision指出，这是一个粗略计算，在整个视场中可能会有变化，因为光学元件可能存在一定的非线性放大率。

　　我粗略地测量了MetaQuestPro(MQP)中心的ppd，得出的结果是大约22 ppd。线性调整约1.8倍的像素，以及MQP的106视场和AVP的110视场差异，我得到的数字是大约39 ppd。需要再一次强调，我的估计中存在诸多假设。考虑到所有的因素，以及根据高和低估计组合，AVP应该介于34 ppd和39 ppd之间。

　　视窗

　　Hypervision指出，由于采用较小的像素尺寸，所以需要更多的放大率，AVP的视窗可能比其他采用Pancake光学系统和LCD的头显要小。

　　Hypervision

　　Hypervision显然拥有专业的光学设计知识。我第一次看到他们是在2022年，但由于他们的光学元件一直是针对VR，我以前没有写过他们。但在2023年的AR/VR/MR大会中，他们展示了一个大大改进的光学质量设计，一个支持140度的单Pancake，以及双支持240度的双Pancake(单眼)。我更注意到Pancake光学元件在具有MR透视功能的VR头显中变得非常流行。

　　双融合菲涅尔透镜和270度

　　我第一次看到Hypervision是在2022年1月的AR/VR/MR大会。他们当时展示了一个270度的头显，并且是基于使用两个LCD的双融合菲涅尔光学设计。我拍了照片(如下)，但当时我对VR的报道不多，除非是与透视式混合现实有关。尽管视场非常令人印象深刻，但存在菲涅尔光学的常见问题，而且双菲涅尔镜片之间的缝隙相当明显。

　　AR/VR/MR 2023的Pancake光学元件

　　下面是我在AR/VR/MR 2023大会拍摄的Hypervision的140度单Pancake和240度双Pancake照片。Pancake设计在光学方面比他们早期基于菲涅尔的设计要好得多。双Pancake的缝隙几乎看不出来。

　　根据SadlyItsBradley，包括Lynx在内的多家公司都对Hypervision印象深刻。

　　结束语

　　Hypervision是一家拥有令人印象深刻的光学设计专长的公司，他们用他们的设计证明了他们对Pancake光学元件的理解。我非常欣赏他们与我联系，告诉我他们分析了苹果Vision Pro。对我来说，作为一个通过接触行业而掌握了一定光学知识的人，并尝试弄清楚一个特定的光学设计是一回事，而从一家设计了这种类型的光学产品的公司获得相关分析又是另外一回事。所以，我再次建议阅读Hypervision的完整文章。