Meta展示大型动态对焦液晶透镜,或用于制造可变焦VR头显-广东广州深圳佛山东莞360全景VR全景720航拍全景网上展厅3D展厅数字展厅

实习编辑 2022年6月28日22:38:34其他 360全景 最新资讯 VR全景 航拍720全景 软硬件Meta展示大型动态对焦液晶透镜,或用于制造可变焦VR头显-广东广州深圳佛山东莞360全景VR全景720航拍全景网上展厅3D展厅数字展厅已关闭评论15阅读模式

 

 

此前有分析猜测Meta下一代高端VR头显Cambria可能会采用Pancake与可变焦相结合的光学设计。近日,肯特州立大学和 Meta Reality 实验室一项新的研究对大型动态聚焦液晶透镜进行了展示,据介绍,该透镜可用于制造可变焦的VR头戴式设备。

 

寻找辏辐调节冲突(VAC)解决方案是VR领域热门的研究课题之一。为解决这一问题,当前已产生大量用于解决变焦头戴式设备聚散度与调节问题的技术,比如全息显示器、多焦平面,但却无人能够提供实用、经济高效且可大规模生产的VAC解决方案。

 

其实要解决这一问题,采用动态聚焦液晶(LC)透镜是较有潜力的方式之一,它可以在调整电压时改变焦距。据本次由Meta Reality 实验室资助、参与,与肯特州大学共同研究的项目,这类镜头此前已做过演示,但多数尺寸非常小,因为随着尺寸的增加,切换时间(焦点更改的速度)会显著减慢。

 

Meta展示大型动态对焦液晶透镜,或用于制造可变焦VR头显-广东广州深圳佛山东莞360全景VR全景720航拍全景网上展厅3D展厅数字展厅图源:SID Display Week

 

为了将动态聚焦镜头缩小至能够整合进VR头显,同时保持足够低的切换时间,研究人员设计了一个带有一系列“相位重置”的大型动态聚焦 LC 镜头,他们将其与菲涅耳透镜中所使用的环形设计进行比较。相位重置部分不是为了减小其宽度而对透镜进行分段(像菲涅耳那样),而是彼此分开供电,因此每个相位重置段的液晶仍然可以足够快地切换,以便在变焦头戴式头显中使用。

 

Meta展示大型动态对焦液晶透镜,或用于制造可变焦VR头显-广东广州深圳佛山东莞360全景VR全景720航拍全景网上展厅3D展厅数字展厅图源:SID Display Week

 

在SID Display Week 2022 峰会展示的一项新研究中,研究人员对 5 厘米动态聚焦 LC 镜头进行了表征,以测量其能力并确定优势和劣势。

 

优势:动态对焦镜头能实现高质量图像,同时支持-0.80 D 到 +0.80 D 的动态对焦范围和低于 500 毫秒的切换速度。

 

作为参考,在 90Hz 头显中,每 11ms(每秒 90 次)向用户显示一个新帧,而 500ms 的切换时间相当于 2Hz(每秒两次)。虽然这比头显的帧速率要慢得多,但考虑到眼睛可以调整到新焦距的速率,它可能在实用速度范围内。此外,研究人员表示,可以通过堆叠多个镜头来加快切换时间。

 

劣势:动态聚焦 LC 透镜会因为相位重置段使得在视图接近透镜边缘时图像质量下降——在概念上与菲涅耳透镜中由突起的脊状部位引起的光散射相类似。(会上还展示了减少这些伪影的技术)

 

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图 A-F 是通过动态聚焦 LC 镜头捕获的图像,从中心逐渐离轴,从 0° 开始到 45°

 

最终,研究人员得出结论,实验性动态聚焦 LC 镜头在大约 30° 的注视角度内提供了“可能可接受的 [图像质量] 值 [...]”,这与今天许多带有菲涅耳光学元件的 VR 头显的图像质量下降非常相似。

 

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研究人员表示,要真正利用这项技术构建变焦头戴式头显,动态聚焦 LC 镜头将与传统镜头结合使用,以实现 VR 头戴式头显所需的光学通道。此外,精确的眼球追踪也是必要的,这样系统才能知道用户在看哪里,从而知道如何针对该深度正确调整镜头的焦点。

 

全文尚未发表,以上内容由其主要作者 Amit Kumar Bhowmick 在 2022 年 SID Display Week展示,研究成果还要归功于肯特州立大学和 Meta Reality Labs 的 Afsoon Jamali、Douglas Bryant、Sandro Pintz 和 Philip J Bos。

 

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