混合式变焦设备及系统的制作方法

专利2026-03-05  13


本公开总体上涉及光学设备,更具体地,涉及混合式变焦设备及系统。


背景技术:

1、人工现实系统(例如,头戴式显示器(head-mounted display,“hmd”)系统或平视显示器(heads-up display,“hud”)系统)通常包括近眼显示器(near-eye display,“ned”)系统,该近眼显示器系统呈头戴式设备(headset)或一副眼镜的形式,并被配置为经由用户眼睛前方例如约10mm至20mm内的电子显示器或光学显示器向用户呈现内容。ned系统可以显示虚拟对象或组合真实对象的图像与虚拟对象的图像,如在增强现实(augmentedreality,“ar”)应用、虚拟现实(virtual reality,“vr”)应用和/或混合现实(mixedreality,“mr”)应用中那样。vr头戴式显示器、ar头戴式显示器和mr头戴式显示器在包括工程设计、医疗手术实习和视频游戏在内的各个领域都有广泛的应用。例如,用户在玩视频游戏时穿戴集成了音频耳机的vr头戴式显示器,以便用户可以在沉浸式虚拟环境中进行交互体验。


技术实现思路

1、根据本公开的一个方面,提供了一种设备,该设备包括第一透镜和第二透镜,该第一透镜被配置为提供在第一步进分辨率(step resolution)下在第一光焦度调整范围内可变的第一光焦度,该第二透镜与该第一透镜耦接并且包括可变形构件,该可变形构件可变形以改变该第二透镜的光焦度;其中,该第二透镜被配置为提供在第二步进分辨率下在第二光焦度调整范围内可变的第二光焦度,该第二步进分辨率小于该第一步进分辨率。

2、该第一透镜可以是偏振选择性透射式透镜。

3、该第一透镜可以是pancharatnam berry相位(pancharatnam berry phase,“pbp”)透镜。

4、该第二步进分辨率可以小于或等于该第一步进分辨率的1/10。

5、该第一步进分辨率可以大于或等于0.5屈光度、0.6屈光度、0.7屈光度、0.8屈光度、0.9屈光度或1.0屈光度,该第二步进分辨率可以小于或等于0.05屈光度、0.06屈光度、0.07屈光度、0.08屈光度、0.09屈光度或0.1屈光度。

6、该第二光焦度调整范围可以大于或等于该第一步进分辨率。

7、该设备还可以包括偏振开关,该偏振开关被配置为控制该第一透镜的输入光的偏振,其中,该第一透镜可以设置在该偏振开关与该第二透镜之间。

8、该设备还可以包括设置在该第一透镜与该第二透镜之间的偏振开关,并且该偏振开关被配置为控制该第一透镜的输入光的偏振。

9、该第二透镜可以包括基底,该基底与该可变形构件形成腔室,并且该第二透镜可以包括被封装在该腔室内的光学流体。

10、该第一透镜可以设置在该第二透镜的该可变形构件或该基底的表面处。

11、该可变形构件可以是压电膜。

12、该第一透镜可以设置在该压电膜的表面处。

13、该设备还可以包括设置在该第一透镜与该第二透镜之间的反射偏振器,其中,该可变形构件可以被配置为反射入射到该第二透镜上的第一光的第一部分,并且朝向该反射偏振器透射该第一光的第二部分,并且其中,该反射偏振器可以被配置为将该第一光的接收自该可变形构件的该第二部分作为第二光反射回该可变形构件。

14、该可变形构件可以被配置为将接收自该反射偏振器的该第二光的一部分作为第三光反射回该反射偏振器,并且该反射偏振器可以被配置为将接收自该可变形构件的该第三光作为第四光朝向该第一透镜透射。

15、该设备还可以包括设置在该反射偏振器与该第一透镜之间的偏振开关,并且该偏振开关被配置为控制该第一透镜的输入光的偏振。

16、该设备还可以包括部分反射器,该部分反射器被配置为反射入射到该部分反射器上的第一光的第一部分,并且朝向该第二透镜透射该第一光的第二部分,其中,该第二透镜可以设置在该部分反射器与该第一透镜之间,并且该可变形构件可以被配置为将该第一光的接收自该部分反射器的该第二部分作为第二光反射回该部分反射器。

17、该部分反射器可以被配置为将接收自该可变形构件的该第二光的一部分作为第三光反射回该可变形构件,并且该可变形构件可以被配置为将接收自该部分反射器的该第三光作为第四光朝向该第一透镜透射。

18、该第二透镜可以包括基底,该基底与该可变形构件形成腔室,并且光学流体可以被封装在该腔室内。

19、该可变形构件可以是压电膜。

20、该设备还可以包括设置在该第二透镜与该第一透镜之间的偏振开关,并且该偏振开关被配置为控制该第一透镜的输入光的偏振。

21、本领域技术人员可以根据本公开的说明书、权利要求书和附图来理解本公开的其它方面。前文的总体描述和下文的详细描述仅是示例性和说明性的,而不是对权利要求的限制。



技术特征:

1.一种设备,所述设备包括:

2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第一透镜为偏振选择性透射式透镜;或者优选地,所述第一透镜为pancharatnam berry相位(“pbp”)透镜。

3.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第二步进分辨率小于或等于所述第一步进分辨率的1/10。

4.根据权利要求1所述的设备,其中,

5.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第二光焦度调整范围大于或等于所述第一步进分辨率。

6.根据权利要求1所述的设备,所述设备还包括设置在所述第一透镜与所述第二透镜之间的偏振开关,并且所述偏振开关被配置为控制所述第一透镜的输入光的偏振。

7.根据权利要求1所述的设备,其中,所述第二透镜包括基底,所述基底与所述可变形构件形成腔室,并且所述第二透镜包括被封装在所述腔室内的光学流体;并且,优选地,

8.根据权利要求1所述的设备,其中,所述可变形构件是压电膜;并且,优选地,所述第一透镜设置在所述压电膜的表面处。

9.根据权利要求1所述的设备,所述设备还包括:

10.根据权利要求9所述的设备,其中:

11.根据权利要求9所述的设备,所述设备还包括设置在所述反射偏振器与所述第一透镜之间的偏振开关,并且所述偏振开关被配置为控制所述第一透镜的输入光的偏振。

12.根据权利要求1所述的设备,所述设备还包括:

13.根据权利要求12所述的设备,其中:

14.根据权利要求12所述的设备,其中,所述第二透镜包括基底,所述基底与所述可变形构件形成腔室,并且光学流体被封装在所述腔室内;并且,

15.根据权利要求12所述的设备,所述设备还包括设置在所述第二透镜与所述第一透镜之间的偏振开关,并且所述偏振开关被配置为控制所述第一透镜的输入光的偏振。


技术总结
提供了一种设备。该设备包括第一透镜,该第一透镜被配置为提供在第一步进分辨率下在第一光焦度调整范围内可变的第一光焦度。该设备还包括第二透镜,该第二透镜与第一透镜耦接并且包括可变形构件,该可变形构件可变形以改变该第二透镜的光焦度。该第二透镜被配置为提供在第二步进分辨率下在第二光焦度调整范围内可变的第二光焦度,该第二步进分辨率小于该第一步进分辨率。

技术研发人员:斯宾塞·艾伦·威尔斯,张昌原,克里斯托弗·斯蒂普,桑德罗·平茨,阿法松·贾马利
受保护的技术使用者:元平台技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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