Magic Leap专利提出动态视场变焦显示器，改善视觉辐辏和FOV视场

小编广东客 | 分类：专利 | 2021年5月13日

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没说明具体能够扩大多少，而且不代表实际的应用效果

（映维网 2021年05月13日）困扰现代VR/AR头显的一个重大挑战是视觉辐辏调节冲突。在现实世界中，人眼可以自然地对焦一个对象，而世界的其他元素则脱离焦点。VR/AR的问题是，无论你在数字世界中看向何方，你都只是盯着固定的屏幕，亦即看着相同的距离。换句话说，视觉调节（弯曲眼睛晶状体以聚焦不同距离的对象）永远不会改变，但视觉辐辏（眼睛向内旋转以将每只眼睛的视图重叠成一个对齐图像）却会出现，从而导致视觉辐辏调节冲突。

视觉辐辏调节冲突容易造成用户产生眼睛疲劳，恶心，头晕等问题。针对这种情况，行业厂商纷纷尝试的一个主要解决方案是能够相应地改变焦距或提供不同焦平面的变焦式头显。

在日前由美国专利商标局公布的一份专利申请中，Magic Leap表示混合现实显示器可以通过可调谐光学在合适距离呈现虚拟图像信息，同时，可调谐棱镜作为二维光学转向组件并且扩大设备的有效视场。当然，专利没有说明具体能够扩大多少。另外，这只是专利发明，不代表实际的应用效果。

名为“Dynamic field of view variable focus display system”的发明描述了一种动态视场变焦显示器。具体地，其主要介绍了可调谐透镜或可调谐棱镜的使用。

在一个实施例中，专利描述的增强现实设备包括：第一可调谐透镜；第二可调谐透镜；位于所述第一可调谐透镜和所述第二可调谐透镜之间的波导，所述波导配置成将表示虚拟内容的光通过第一可调谐透镜引导到增强现实设备的用户；以及处理器。处理器配置为：指示第一可调谐透镜改变形状以改变虚拟内容和增强现实设备用户之间的显式距离，并且指示第二可调谐透镜改变形状以保持真实世界对象和增强现实设备用户之间的显式距离。

Magic Leap指出，增强现实设备的每个显示器都可以包括可调谐透镜，后者可配置为改变光学配置以调整呈现虚拟内容的显式位置，但不会扭曲真实对象的视图。第一可调谐透镜可以定位在用户和波导之间，所述波导提供表示虚拟内容的光线。然后，第一可调谐透镜可以变形以改变用户与虚拟内容之间的显式距离。第二可调谐透镜位于用户和进入用户眼睛的光之间。在AR设备的操作期间，第二可调谐透镜可以变形，并且所述变形与第一可调谐透镜的变形同步，以便第二可调谐透镜能够消除由第一可调谐透镜所做的任何改变。

通过可调谐透镜，增强现实设备可以实现动态变焦。例如，当第一和第二虚拟内容与用户的距离不同时，处理器可以配置成使用可调谐透镜将不同的光学配置应用于AR设备显示器的不同区域。通过这种方式，可以在与用户不同的距离向用户呈现虚拟内容。在一个实施例中，当用户的注意力意欲集中在第一虚拟内容时，可以有意地将第二虚拟内容遗漏在焦点之外。

在一个实施例中，可以通过配置为确定用户是否聚焦于特定虚拟对象的眼动追踪传感器排队焦点转换，从而在与用户不同距离的虚拟内容之间进行焦点转换。

在一个实施例中，专利描述的可穿戴显示设备包括：第一可调谐棱镜；第二可调谐棱镜；配置成发射表示虚拟内容的光的光源；以及位于所述第一可调谐棱镜和所述第二可调谐棱镜之间的波导，所述波导包括衍射光学器件，所述衍射光学器件配置成衍射从光源发射的光。

Magic Leap进一步指出，以一个或多个可调谐棱镜形式实现的光学转向元件可用于扩展增强现实设备的有效视场。可调谐棱镜作为二维光学转向组件，可配置为依次在不同方向通过可调谐棱镜的光移位，从而扩展增强现实设备的有效视场。在一个实施例中，光学转向组件可以采取液晶棱镜的形式，并能够根据施加到液晶棱镜的电信号动态改变其相位轮廓。

在一个实施例中，光离开显示组件的位置可以在重复扫描模式中顺序移动以产生合成图像。光学转向组件可以顺序地变形以针对扫描图案中的每个位置优化光学转向组件。例如，扫描模式中的第一位置可以位于显示设备的最右侧，而扫描模式中的另一位置可以靠近显示设备的底部。通过将光转向组件从在第一位置向左移位光转向在第二位置向上移位光，可以实现更宽的视场。通过根据扫描图案的当前位置继续更新光转向组件，原本落在用户视场之外的部分光变得可见。