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      專題欄目:ARVRMR虛擬現實

      Magic Leap新申請變焦顯示器專利

      困擾現代VR/AR頭顯的一個重大挑戰是視覺輻輳調節沖突。在現實世界中,人眼可以自然地對焦一個對象,而世界的其他元素則脫離焦點。VR/AR的問題是,無論你在數字世界中看向何方,你都只是盯著固定的屏幕,亦即看著相同的距離。換句話說,視覺調節(彎曲眼睛晶狀體以聚焦不同距離的對象)永遠不會改變,但視覺輻輳(眼睛向內旋轉以將每只眼睛的視圖重疊成一個對齊圖像)卻會出現,從而導致視覺輻輳調節沖突。

      視覺輻輳調節沖突容易造成用戶產生眼睛疲勞,惡心,頭暈等問題。針對這種情況,行業廠商紛紛嘗試的一個主要解決方案是能夠相應地改變焦距或提供不同焦平面的變焦式頭顯。

      若熟悉Magic Leap One構造或看過映維網早前分享的文章,你應該會知道這屬于一款“雙焦顯示器”。設備堆疊了六個波導,三個RGB顏色通道各一個,可提供兩個不同的焦平面:“近焦平面”和“遠焦平面”。你可以將其視為雙焦顯示器,這種顯示系統可以根據眼動追蹤在兩個不同的值之間移動顯示器的焦點。但兩者之間沒有可變性,不同于Oculus Half-Dome等連續變焦顯示器,或英偉達的光場顯示器。

      在日前由美國專利商標局公布的一份專利申請中,Magic Leap指出混合現實顯示器可以納入一個或多個包含變焦組件的光學組件,從而在“多個焦平面”呈現虛擬圖像信息。

      名為“Variable Focus Assemblies(變焦組件)”的專利文件解釋道:在一個方面,一種頭戴式顯示設備包括光投影儀、包括變焦組件的光學組件、以及耦合到變焦透鏡組件的致動器模塊。

      光學組件配置成成接收來自光投影儀的光并將所述光定向到用戶。光學組件包括變焦透鏡組件,變焦透鏡組件包括剛性折射組件、限定孔徑的成形環、以及位于成形環和剛性折射組件之間并的柔性透鏡膜。折射組件、成形環和柔性透鏡膜沿軸線布置。折射組件和柔性透鏡膜定義一個包含流體體積的腔室。所述致動器模塊配置成通過相對于折射分量沿所述軸移動成形環,從而調整變焦透鏡的光功率,并改變柔性透鏡膜的曲率。

      在一個實施例中,致動器模塊可配置為在一定運動范圍內相對于剛性折射組件移動成形環。變焦透鏡組件可以配置成當成形環在運動范圍內相對于剛性折射組件移動時,腔室能夠具有恒定的體積。

      在一個實施例中,致動器模塊可配置為通過沿著軸將成形環移向剛性折射組件,從而增加柔性透鏡膜的曲率。

      在一個實施例中,致動器模塊可配置為通過沿軸將成形環移離剛性折射組件,從而減小柔性透鏡膜的曲率。

      通過調整柔性透鏡膜的曲率,系統可以調整光學組件的光功率,從而提供多個不同的焦平面,并允許虛擬圖像信息在多個不同的焦平面呈現。

      在一個實現中,變焦透鏡組件可以進一步包括一個承載架和一個嵌套在承載架內的凸輪環。成形環可以嵌套在凸輪環內。致動器模塊可配置為繞軸旋轉凸輪環。

      在一個實現中,致動器模塊可以包括一個或多個耦合到凸輪環的致動器組件。所述組件可以從以下選擇:旋轉電機、步進電機、伺服電機、超聲波電機、壓電致動器和機電致動器。

      在一個實現中,致動器模塊可以包括耦合到凸輪環的形狀記憶合金絲,以及一個配置成向形狀記憶合金絲加熱的熱源。對形狀記憶合金絲施加熱量會致使其長度發生變化,并且致使凸輪環相對于承載架繞軸旋轉。

      來源: 砍柴網

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