近日美國專利商標局(USPTO)正式公布了蘋果公司一系列共73項新專利。在其中,有一項為光柵顯示屏與蘋果Vision Pro相關的新授權專利。
專利簡介中指出,光柵顯示屏可以形成凹凸弧度。光柵顯示屏可具有光柵透鏡薄膜,透鏡橫跨顯示屏的長度。光柵透鏡的配置可實現顯示屏的立體觀看。
為使顯示屏具有更多曲率,同時確保令人滿意的立體顯示性能,顯示屏可具有立體區和非立體區。在第一和第二非立體區之間可以設置一個中央立體區。非立體區的曲率可能大于立體區。
光柵顯示屏業內也稱光場顯示屏,是裸眼3D顯示的一項主流技術,其工作原理為利用光的折射與反射特性,通過微小透鏡將光線聚焦到不同位置上從而形成一個復雜的光場。光場屏性能更優,其不受物理空間限制,可實現3米外的遠距成像與超大畫幅擴展。
光柵顯示屏一般認為是給不適合佩戴AR/VR/MR頭顯產品的用戶使用,在拋棄VR/AR頭顯的同時,也能看到3D全息立體影像。
不過光場顯示屏有個較大的缺點,就是隨著人眼觀看角度的變化,畫面也隨之變化,因此為了聚焦作品中心表現力,一般會配合人眼追蹤系統,把作品表現力中心點與用戶的視焦點進行適時匹配,讓用戶始終能看到裸眼3D畫面表現意圖。
也正如此,所以裸眼3D光場顯示屏,一般都是針對個人用戶使用場景,與AR/VR/MR頭顯產品的使用場景高度重合,也是行業認為是AR/VR/MR頭顯產品的最佳替代品。
光場顯示屏的這個特性,還在汽車駕駛座艙顯示領域也得到了發揮,可以讓駕駛員能聚焦顯示信息時,減少對路面觀察的干擾。近期華為推出的問界汽車,就加入了光場顯示屏,以替代HUD AR顯示屏。
不過蘋果卻并不認為光場顯示屏與AR/VR/MR頭顯是互相替代關系,反而認為可以把光場顯示屏引入到AR/VR/MR頭顯的近眼顯示技術中來,實現大幅降低AR/VR/MR頭顯生產成本的目的。
與現在的AR/VR/MR頭顯高分辨率窄視場相比,裸眼3D光場顯示屏具有極大的視角,以及足夠高的亮度,唯一的劣勢,可能就是近眼顯示的像素點大小限制,導致實際觀賞分辨率不足。
光場顯示屏用在近眼顯示的另一個難題就是屏內串擾,蘋果為防止光場顯示屏內的串擾,在專利中為顯示屏中加入一種類似百葉窗遮擋的薄膜。百葉窗薄膜可具有多個由不透明壁分隔的透明部分。不透明壁可控制顯示屏的光線發射角度,從而減少串擾。百葉窗薄膜可以安裝在光柵透鏡薄膜和顯示面板之間。
目前蘋果的Vision Pro頭顯生產成本和售價都十分高昂,蘋果要推廣其空間計算平臺,也急需一種更低廉的頭顯產品來承載,光場顯示屏只是在普通的LCD或OLED顯示屏上面增加一層光場光柵膜和百葉窗膜,就能實現大視角的裸眼3D全息顯示,這對蘋果甚至整個AR/VR/MR頭顯行業,都有著十分重要的意義。
此前業內預計蘋果Vision Pro頭顯由于售價過高,以及Micro OLED的產能有限,年銷售量可能要限制在50萬臺以下。
而光場屏如果被蘋果成功應用到Vision Pro頭顯產品,那么蘋果將可以從產能過剩的6代柔性AMOLED產線上,獲得足夠的產能供應,而且量產成本與半導體制程的Micro OLED顯示屏相比也十分低廉。