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Facebook獲得視網膜級分辨率VR頭顯專利

來源:北京中南偉業知識產權代理有限公司  發布時間:2018-12-6 15:22:29  點擊量:

Facebook已經獲得了VR頭戴式顯示器的專利,該專利中的VR頭顯結合了大型低分辨率顯示器與正對用戶眼睛的小型高分辨率顯示器,以實現“視網膜”級分辨率。


“Retinal”或“retina”是經常用于描人眼視野中心區域每角度分辨率的詞。Facebook是Oculus VR頭顯和服務背后的公司。Oculus最初于2014年作為創業公司被Facebook收購,現在是Facebook的一個部門。該專利中列出的發明者都是華盛頓州的居民,這表明這個想法來自于Facebook Reality Lab ,該實驗室的主要辦公室位于華盛頓州的西雅圖。

為每只眼配備兩塊融合的屏幕


該專利描述了一種通過眼動追蹤驅動的注視點渲染的頭顯。對于那些不熟悉的人來說,注視點渲染是一個過程,它將畫面的大部分渲染成一個較低分辨率,位于用戶眼睛注視位置正前方的區域則以更高的分辨率呈現,這部分區域是人眼擁有最好的細節感知能力的區域。

該專利中的方法是將高分辨率區域發送到稱為“插入式顯示器”的小得多第二塊屏幕上,取代了大部分頭顯所使用的單屏幕顯示方式。一個可操縱的鏡子和光學合成器將該顯示器的畫面投射到鏡片中用戶眼睛的位置。而虛擬世界的低分辨率部分不會直接出現在人眼注視區域的前方,將通過主顯示屏顯示并直接由鏡頭放大。

所以專利中的顯示器其實是結合了這些低分辨率和高分辨率的屏幕,以提供與人眼可以分辨的細節水平大致匹配的體驗。如果眼動跟蹤足夠好,用戶甚至不會注意到頭顯其實具有兩種分辨率的屏幕。

這與Varjo是不是幾乎一樣?


如果你聽說過總部位于芬蘭的公司Varjo,這個專利可能聽起來很熟悉。Varjo目前的原型同樣具有兩塊顯示屏,但高分辨率屏幕被鎖定在低分辨顯示屏的中心,不能隨著眼睛注視區域的改變變化位置。但是,Varjo的最終目標是制造一種聽起來與Facebook在該專利中所描述的驚人相似的頭顯,通過鏡子操縱這些顯示器。

Varjo同樣獲得了該技術的專利。Varjo在Facebook之后才申請的專利,但Varjo卻比Facebook先獲得了授權。目前尚不清楚這些技術有多么不同。

插入式微型顯示器


該專利的中的一幅圖還提到了插入式顯示器的分辨率和潛在供應商。它被標記為來自eMagin的1920×1200微顯示器。這可能是eMagin WUXGA,該公司聲稱這是生產中的分辨率最高的OLED微顯示器。

與目前在VR中使用的常規OLED面板相比,OLED微顯示器使用更昂貴的制造方法,但是體積與功耗更小。專利文件未列出外圍顯示器的精確分辨率,但描述為“與其他顯示器相比較低”。

難以置信的角分辨率


專利的另一幅插圖中標記了插入式顯示器投影到人眼中的垂直視場角——17度。鑒于其垂直分辨率為1200,這可能意味著它將提供大約70像素/度(PPD)的平均垂直角分辨率。作為對比,Oculus Go這款目前Oculus分辨率最高頭顯角分辨率約為15 PPD。

傳統的VR顯示系統尚無法達到如此高的PPD,因為沒有常規的OLED顯示屏能達到或是接近所需的分辨率。對于視場角更廣的光學系統,對顯示屏分辨率的要求將變得更高,甚至高到完全無法實現。即使是2016年Oculus首席科學家邁克爾·阿布拉什(Michael Abrash)設想中將在2021年實現的最理想的4000×4000分辨率每眼、擁有高達140度視場角的屏幕,也只有大約30 PPD。目前市場上最高分辨率適用于VR的OLED是三星1440×1600分辨率的屏幕,用于HTC Vive Pro和三星奧德賽系列VR頭顯。

這項專利有前景,但只是一項專利

關注VR行業的巨頭們申請的專利技術很重要,但大多數專利都不會被用于消費級產品。這種分辨率的彩色微型顯示器可能價格高達數千美元,而且還不清楚大規模生產是否會使它們降低到可接受的成本。在該專利中描述的復雜光學組合系統可能在制造中還存在其他挑戰。




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