來源：映維網(wǎng) 作者 顏昳華
困擾現(xiàn)代VR/AR頭顯的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突。在現(xiàn)實(shí)世界中，人眼可以自然地對焦一個(gè)對象，而世界的其他元素則脫離焦點(diǎn)。VR/AR的問題是，無論你在數(shù)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(diào)節(jié)（彎曲眼睛晶狀體以聚焦不同距離的對象）永遠(yuǎn)不會(huì)改變，但視覺輻輳（眼睛向內(nèi)旋轉(zhuǎn)以將每只眼睛的視圖重疊成一個(gè)對齊圖像）卻會(huì)出現(xiàn)，從而導(dǎo)致視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突。
視覺輻輳調(diào)節(jié)沖突容易造成用戶產(chǎn)生眼睛疲勞，惡心，頭暈等問題。針對這種情況，行業(yè)廠商紛紛嘗試的一個(gè)主要解決方案是能夠相應(yīng)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(gòu)造或看過映維網(wǎng)早前分享的文章，你應(yīng)該會(huì)知道這屬于一款“雙焦顯示器”。設(shè)備堆疊了六個(gè)波導(dǎo)，三個(gè)RGB顏色通道各一個(gè)，可提供兩個(gè)不同的焦平面：“近焦平面”和“遠(yuǎn)焦平面”。你可以將其視為雙焦顯示器，這種顯示系統(tǒng)可以根據(jù)眼動(dòng)追蹤在兩個(gè)不同的值之間移動(dòng)顯示器的焦點(diǎn)。但兩者之間沒有可變性，不同于Oculus Half-Dome等連續(xù)變焦顯示器，或英偉達(dá)的光場顯示器。
在日前由美國專利商標(biāo)局公布的一份專利申請中，Magic Leap指出混合現(xiàn)實(shí)顯示器可以納入一個(gè)或多個(gè)包含變焦組件的光學(xué)組件，從而在“多個(gè)焦平面”呈現(xiàn)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(gè)方面，一種頭戴式顯示設(shè)備包括光投影儀、包括變焦組件的光學(xué)組件、以及耦合到變焦透鏡組件的致動(dòng)器模塊。
光學(xué)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(xué)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(huán)、以及位于成形環(huán)和剛性折射組件之間并的柔性透鏡膜。折射組件、成形環(huán)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(gè)包含流體體積的腔室。所述致動(dòng)器模塊配置成通過相對于折射分量沿所述軸移動(dòng)成形環(huán)，從而調(diào)整變焦透鏡的光功率，并改變?nèi)嵝酝哥R膜的曲率。
在一個(gè)實(shí)施例中，致動(dòng)器模塊可配置為在一定運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)相對于剛性折射組件移動(dòng)成形環(huán)。變焦透鏡組件可以配置成當(dāng)成形環(huán)在運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)相對于剛性折射組件移動(dòng)時(shí)，腔室能夠具有恒定的體積。
在一個(gè)實(shí)施例中，致動(dòng)器模塊可配置為通過沿著軸將成形環(huán)移向剛性折射組件，從而增加柔性透鏡膜的曲率。
在一個(gè)實(shí)施例中，致動(dòng)器模塊可配置為通過沿軸將成形環(huán)移離剛性折射組件，從而減小柔性透鏡膜的曲率。
通過調(diào)整柔性透鏡膜的曲率，系統(tǒng)可以調(diào)整光學(xué)組件的光功率，從而提供多個(gè)不同的焦平面，并允許虛擬圖像信息在多個(gè)不同的焦平面呈現(xiàn)。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，變焦透鏡組件可以進(jìn)一步包括一個(gè)承載架和一個(gè)嵌套在承載架內(nèi)的凸輪環(huán)。成形環(huán)可以嵌套在凸輪環(huán)內(nèi)。致動(dòng)器模塊可配置為繞軸旋轉(zhuǎn)凸輪環(huán)。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，致動(dòng)器模塊可以包括一個(gè)或多個(gè)耦合到凸輪環(huán)的致動(dòng)器組件。所述組件可以從以下選擇：旋轉(zhuǎn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、超聲波電機(jī)、壓電致動(dòng)器和機(jī)電致動(dòng)器。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，致動(dòng)器模塊可以包括耦合到凸輪環(huán)的形狀記憶合金絲，以及一個(gè)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(huì)致使其長度發(fā)生變化，并且致使凸輪環(huán)相對于承載架繞軸旋轉(zhuǎn)。
相關(guān)專利：Magic Leap Patent | Variable Focus Assemblies
名為“Variable Focus Assemblies（變焦組件）”的專利申請最初在2020年5月提交。
原文鏈接：https://news.nweon.com/80986
