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可變焦係列3：AR光學廠商引發Meta、Valve、蘋果、Snap多方爭奪
文／VR陀螺 小鑽風
VR／AR近眼顯示專家卡爾·古塔格（Karl Guttag）在發布了Cambria有可能采用可變焦的文章之後，沒想到一環扣一環的連鎖反應接踵而來：
Cambria可能采用可變焦——Half Dome就是采用的可變焦，Cambria是Half Dome 3？—— Half Dome 3所采用的PBPL源自光學廠商Optix，Meta收購了Optix？
可變焦係列1：Cambria會是Meta另一款原型機Half Dome 3嗎？
可變焦係列2：Pancake＋可變焦，揭秘Meta（Facebook）輕薄VR頭顯光學設計
就這樣，卡爾在細心的讀者反饋中，由分析MR頭顯Lynx一步步變成了Cambria答讀者問係列連載。最後還意外發現光學廠商Optix很可能已被Meta收購。
於是福爾摩斯·卡爾化身“偵探”接著往下寫，順帶對現有大廠商在光學領域的恩怨情仇做了總結分析（文章後半段）。
Meta買下光學創企Imagine Optix
在Cambria第二篇可變焦的文章發布之後，有眼尖的讀者指出，EI 2020全體會議中Doug Lanman（Facebook Reality Lab顯示係統研究總監）的視頻Half Dome 3采用的是PBPL（也被稱為Berry相位透鏡或幾何相位透鏡（GPL））。
卡爾在文中透露，因為他撰寫的是AR領域的博客，而PBPL尚未應用到AR中，此前他也沒遇到過PBPL／GPL變焦鏡頭，因此錯誤地認為Meta專利申請2020／0348528 （‘528）中所示的菲涅爾LC可變焦鏡頭是PBPL（事實並非如此）。
圖源：Kguttag
‘528專利申請有一個示意圖與Meta Connect 2021（見右）與主要發明人Afsoon Jamali（Lanman在EI 2000視頻中有提及）所展示的相類似。
但在當時，卡爾並未留意Jamali在之前Meta有關PBPL鏡頭的工作中亦有貢獻，這當中就包含專利申請 2021／0231952，自由曲麵變焦光學組件。
緊接著，卡爾在撰寫有關PBPL變焦技術的文章時意外發現，PBPL 製造商 Imagine Optix 的網站消失了。卡爾繼續深挖，終於得出了非常肯定的答案：Meta購買了美國這家光學技術創企Imagine Optix。
SPIE AR／VR／MR 2021會議當中Image Optix 的演示雖然並未明說它們出現在了Meta的HD3中，但卻有明顯的暗示。卡爾回憶，當中的一張幻燈片似乎在說：“趁著別人還沒買我，趕緊下手”。
Imagine Optix有“待售”意味的PPT（圖源：Kguttag）
追蹤Imagine Optix到了Valve與蘋果身上
卡爾除了發現Jamali的專利申請，還發現了一篇2019年Jamali與人合著的論文《Limits of Pancharatnam Phase lens for 3D／VR／AR Applications》（在肯特州立大學期間撰寫）。
這篇論文再次提到了作為PBPL鏡頭製造商的Imagine Optix。因為偏振控製薄膜的原因，卡爾知道Imagine Optix已有了大約15年的時間，而且恰好在（不到）兩周前的時間訪問過該公司的網址。
圖源：Kguttag
但就在近日，卡爾再次查詢該公司官網時卻發現其網站域名與Facebook頁麵一同消失。卡爾聯係認識的Imagine Optix工作人員，均僅透露他們最近離開了。卡爾又嚐試聯係Imagine Optix其他工作人員，但未收到回複。
為了弄清楚Imagine Optix到底發生了什麽，卡爾聯係到了Youtube博主Bradley Lynch。Lynch主持的內容主要涵蓋Valve VR，對Valve的科技、專利以及其他動向均有所研究。
圖源：網絡
卡爾與Lynch進行了長達兩個半小時的視頻會議，進行筆記的比對。從比對結果來看，Valve於2018年參與了Imagine Optix 900萬美元的融資，並與其簽訂了100萬美元“供應協議”貸款。但在近日，Valve恰好與Imagine Optix之間的訴訟達成和解。
引用Lynch視頻中的內容：
看起來2018年，從Valve購買的股權是在100萬美元貸款的基礎上以900萬美元的價格購買的，所以這並非一筆小交易。貸款和股權購買日期完全相同，並在訴訟程序中被提及（盡管訴訟從未提及股權購買的金額）。
美國證券交易委員會的900萬美元備案並未披露Valve的名字，但卻有說明來自同一投資者。因此，Valve的初始投資金額是所有投資人當中最高的（並且超過了2020年的500萬美元的融資，不管這筆投資來自誰）。
Valve這900萬美元似乎被Imagine Optix用來建造自己的工廠，讓其能夠開始大規模生產這項技術。
圖源：網絡
顯然，2020年Imagine Optix籌集500萬美元融資引發的這場訴訟，與另一家“全球知名”的公司（未具名）有關。Lynx基於融資時間與起訴時間推斷，Valve對這筆來自大公司的500萬美元融資持反對態度。
同時，Lynch認為這家公司可能是蘋果（這是一個合理的猜測，但因為HD3的原因，卡爾猜測是Meta）。
Lynch一直對Valve保持密切關注，他告訴卡爾，Vavle一直在使用Imagine Optix和Pancake光學器件（例如專利 2020／0053350）開發 PBPL，這些元件與 Meta 的 HD3 相同。
Lynch之所以猜測是蘋果，在於蘋果正在研究PBPL，並且其申請的第一個PBPL 專利（專利20210048674）的時間與Imagine Optix融資時間段相同。現在外界普遍猜測，蘋果首款 VR／MR 將采用Pancake光學（蘋果專利US20180039052）。
Lynch還向卡爾指出，2019年蘋果曾與Valve達成一同開發AR頭顯的合作（當時多家媒體有進行報道），但2019年以來，蘋果與Valve之間的關係已經惡化。（關於該合作，之後確實也未看到後續結果）
PBPL成大廠爭奪的香餑餑
無論是Valve、Meta的HD3，還是Imagine Optix所使用的PBPL是“被動型”，其透鏡特性無法被驅動。其實還存在“主動型”PBPL，透鏡可以被驅動，但下文討論僅針對“被動型”。
如圖 1（左下方）所示為使用PBPL的AR近眼顯示器，PBPL會像凸透鏡一樣接收右旋圓偏振光並輸出匯聚的左旋圓偏振光；如果輸入是左旋的，則會像凸透鏡一樣輸出右旋圓偏振光。因此PBPL總是將圓偏振方向反轉。
圖源：Kguttag
光的匯聚與發散的量其實要看印刷工藝，2021年SPIE AR／VR／MR會上Imagine Optix演示文稿當中的一張對這個過程進行了描述。
光取向層被圖案化並暴露液晶聚合物，之後使用紫外光源進行固化以鎖定LC校準，這一過程能夠在一係列光取向層中進行重複。
可驅動的LC板選擇性地改變偏振光的左、右方向，將PBPL變成可變焦透鏡。
Meta在專利申請US2021／0231952中給出了如何堆疊多組帶PBPL的LC板的示例。下圖有兩個示例：如果讓LC板保持關閉，那麽圓偏振從左向右翻轉；如果驅動LC板，圓偏振則不會發生改變。
在這種情況下，能夠控製每個PBPL是匯聚還是發散光。最後，會有一個“收尾（Cleanup）”偏振器，會根據之前LC麵板打開的是奇數還是偶數，使光最終以左偏振結束。
圖源：Kguttag
Pancake光學與PBPL變焦鏡頭均需要偏振光，VR／AR廠商都希望解決視覺視覺輻輳調節衝突（VAC），而這需要PBPL等變焦光學元件。廠商們需要光學元件非常緊湊，同時還能支持大FOV的Pancake光學元件，能同時滿足這兩項需要的可用選項並不多。
Lynch還向卡爾指出了一項用於解決焦點與散光問題的Valve專利申請，這一問題的解決對在頭顯中對全視野的矯正至關重要。
穀歌也在研究Pancake光學（例如專利20210278674），但卡爾在通過快速搜索並未找到任何PBPL專利申請（卡爾懷疑穀歌也在研究PBPL）。
此外，卡爾也對微軟進行了相關搜索，但在專利文獻中沒有找到有關Pancake光學或PBPL的任何內容。微軟似乎主要還是致力於研究與其AR波導光學相匹配的技術。（卡爾隻是進行了快速的搜索，因此並不能保證絕對沒有）
現在的問題是，Meta購買了Imagine Optix之後，其他人將如何解決VAC。而Meta自己在壟斷這條路上似乎已經越走越遠。
Meta買斷Plessy，Snap被逼買下WaveOptics，下一個輪到誰？
2021年5月，卡爾發布獨家消息：Snap眼鏡使用的是WaveOptics的光波導以及（LCOS）DLP顯示器，消息發出2小時後，Snap宣布以5億美元收購WaveOptics。
有人問卡爾：“為什麽Snap會為WaveOptics支付這麽多錢？”當時卡爾這樣回答：“因為他們擔心Meta會像幾個月前對待Plessey那樣對待WaveOptics。Snap原本可以將這數億美金花在產品身上，結果卻看到關鍵組件被競爭對手所控製。”
圖源：網絡
2021年3月，Meta與AR顯示器製造商Plessy達成獨家協議為其提供MicroLED顯示器。Meta雖沒有購買整個Plessey，但卻買下了Plessy所有MicroLED用於AR的專有權，也就是Plessey生產的所有用於顯示器的MicroLED的獨家經營權。
而之所以沒有直接收購，其原因在於擔心“可能會帶來嚴格的監管審查”。此前WaveOptics曾宣布正與Plessey合作，但被Plessey與Meta間的交易切斷。
卡爾在之前的文章中還提到，Snap雖然買下了整個WaveOptics，但並不要求其隻與Snap合作，因此，WaveOptics仍在尋找客戶，Plessey則沒有，Plessey停止了與其他公司的所有合作。
AR業內人士也認為Meta與Plessy的交易對Snap做收購WaveOptics的決定起主要作用。這種看法認為Snap在擔心他們對AR眼鏡設計的研究會受製於WaveOptics由其他人所控製。（在當時，也有消息稱蘋果也在考慮收購Plessey）
圖源：網絡
卡爾在文中寫道：“需要注意的是，目前 Snap 開發的原型並不是使用 MicroLED，而是 TI DLP 微型顯示器。Snap 也不太可能很快使用 MicroLED。主要還是AR 商業環境可能影響了 Snap。”
現在的問題是誰會是下一個Plessey、WaveOptics？
在卡爾腦海中：Dispelix 擁有與 Snap 的 WaveOptics 最接近的技術；Digilens 擁有兩種波導的技術，其技術與 Imagine Optics 的技術非常相似，或許能夠製造 PBPL；DeepOptics十多年來一直在開發變焦LC技術；然後是Lumus，它擁有迄今為止卡爾見過的最好的基於波導的圖像。
卡爾在文章的最後寫道：隻要大公司還在繼續試圖壟斷VR／AR／MR市場的未來，大廠的收購狂潮就尚未結束。
他還表示，這不會是他撰寫的最後一篇有關PBPL的文章。讓我們共同期待卡爾的後續分析，下期再會。
