臉書使用全像光學技術,讓VR頭戴裝置如同墨鏡般輕巧

臉書發展出一種適用於虛擬實境頭戴裝置的光學架構,不只能夠讓裝置變得更輕巧,接近墨鏡的尺寸,而且還能改善視覺效果。研究人員將全像光學以及偏振光學技術結合在一起,這兩種方法可以極大程度地使光學元件盡可能地輕薄,因此能夠開發出太陽眼鏡大小的虛擬實境頭戴裝置。

目前這項技術已經完成概念性驗證,該裝置使用平板薄膜光學元件,其厚度不到9nm,而且提供的與現今虛擬實境頭戴裝置相當的視野,而且因為使用雷射照明,因此也讓顯示器擁有更廣的色域,並把解析度提升到人類視覺的極限。

研究人員解釋,虛擬實境顯示器由三個主要的元件組成,光源、顯示面板以及觀測鏡,觀測鏡能夠將圖像聚焦到適合人眼觀看的位置,由於前兩個的元件很輕薄,能夠簡單地組成扁平的模組,因此頭戴裝置的體積都大部分在於觀測鏡,而使用全像光學技術和偏振光學的折疊技術,便能大幅減少光學元件的體積。

大多數虛擬實境顯示器共用同一個通用的觀測鏡,這個觀測鏡就僅是簡單的折射透鏡,由有厚度的玻璃或是塑膠構成,研究人員則使用全像光學元件來代替笨重的觀測鏡,全像光學元件像透鏡一樣能夠彎曲光線,但是厚度僅如同一片透明標籤。不過,儘管透鏡本身可以做得很薄,但是整個光學系統仍然相當大,因為顯示面板和透鏡之間必須存在大量的空間,才能使圖像對焦。

這時候偏振光學技術就派上用場,通常顯示面板發出的光,向前傳播穿過透鏡,便會朝向眼睛前進,但是當使用偏振光學摺疊技術,研究人員可以控制光在透鏡中,向前向後來回反射,之間的空間能被走訪多次,因此空間便能被折疊為原來體積的一小部分。

由於使用了不同的光學技術,因此其他光學元件也就必需一起更改,像是全像光學技術就不得不使用雷射光照,而這與一般用於頭戴裝置的LED相比,提供更廣的色域,目前顯示器常見的色域是sRGB顏色空間,而研究人員現在開發出來的雛形,能呈現的色域已經比sRGB顏色空間大上不少。

原文來自 iThome Online