[发明专利]使用自适应透镜的多焦点系统

说明书

提供了多焦点系统及其方法。多焦点系统包括第一自适应透镜组件，该第一自适应透镜组件包括以光学串联方式布置的多个透镜。多个透镜包括具有多个光学状态的至少一个有源液晶(LC)透镜，使得多个透镜提供光焦度的多个组合，并且光焦度的多个组合提供多焦点系统的光焦度调整范围。

背景

虚拟现实(VR)头戴式设备可以用来模拟虚拟环境。例如，立体图像可以显示在头戴式设备内部的电子显示器上，以模拟深度错觉，并且头部跟踪传感器可以用于估计用户正在观看虚拟环境的哪个部分。然而，因为现有头戴式设备通常不能正确地呈现或以其他方式补偿视觉辐辏和调节的冲突，所以这种模拟会导致用户的视觉疲劳和恶心。

增强现实(AR)头戴式设备显示与真实世界图像重叠的虚拟图像。为了创造舒适的观看体验，由AR头戴式设备生成的虚拟图像需要在观看过程中实时针对真实世界图像的眼睛调节被显示在合适的距离。

公开内容的简要概述

本公开的一个方面提供了一种多焦点系统。多焦点系统包括第一自适应透镜组件，该第一自适应透镜组件包括以光学串联方式布置的多个透镜。多个透镜包括具有多个光学状态的至少一个有源液晶(LC)透镜，使得多个透镜提供光焦度的多个组合，并且光焦度的多个组合提供多焦点系统的光焦度调整范围。

本公开的另一方面提供了一种用于多焦点系统的方法。该方法包括：堆叠多个透镜以形成第一自适应透镜组件，其中，该多个透镜包括具有多个光学状态的至少一个有源液晶(LC)透镜；确定多焦点系统的当前光学状态；根据至少一个有源LC透镜的多个光学状态，确定多焦点系统所需的下一个光学状态；确定至少一个有源LC透镜的多个光学状态中的光学状态，以实现多焦点系统的下一个光学状态；以及将至少一个有源LC透镜切换到所述光学状态以实现多焦点系统的下一个光学状态，使得多个透镜一起为多焦点系统提供从当前光学状态到下一个光学状态的调整范围。

在本发明的一个方面，提供了一种多焦点系统，包括：

第一自适应透镜组件，第一自适应透镜组件包括以光学串联方式布置的多个透镜，其中，多个透镜包括具有多个光学状态的至少一个有源液晶(LC)透镜，使得多个透镜提供光焦度的多个组合，并且光焦度的多个组合提供多焦点系统的光焦度调整范围。

在根据本发明的多焦点系统的实施例中，多焦点系统的光焦度调整范围可以是光焦度的一组离散值，并且光焦度的离散值的最小数量可以是2。

在根据本发明的多焦点系统的另一个实施例中，多焦点系统的光焦度调整范围可以是光焦度的一组离散值，并且光焦度的离散值的最小数量可以是2。第一自适应透镜组件可以包括以光学串联方式布置的两个透镜。两个透镜中的至少一个可以是线性偏振相关的有源LC透镜，线性偏振相关的有源LC透镜可以在具有非零光焦度的透镜开启状态和具有零光焦度的透镜关闭状态之间切换，并且第一自适应透镜组件可以被配置成提供光焦度的两个或三个离散值。

在根据本发明的多焦点系统的另一个实施例中，多焦点系统的光焦度调整范围可以是光焦度的一组离散值，并且光焦度的离散值的最小数量可以是2。第一自适应透镜组件可以包括以光学串联方式布置的两个透镜。两个透镜中的至少一个可以是圆偏振相关的有源LC透镜，圆偏振相关的有源LC透镜可以在具有非零光焦度的透镜开启状态和具有零光焦度的透镜关闭状态之间切换，并且第一自适应透镜组件可以被配置成提供光焦度的两个或三个离散值。

在根据本发明的多焦点系统的另一个实施例中，多焦点系统的光焦度调整范围可以是光焦度的一组离散值，并且光焦度的离散值的最小数量可以是2。第一自适应透镜组件可以包括以光学串联方式布置的两个透镜，两个透镜中的至少一个者可以是偏振无关的有源LC透镜，偏振无关的有源LC透镜可以在具有非零光焦度的透镜开启状态和具有零光焦度的透镜关闭状态之间切换，并且第一自适应透镜组件可以被配置成提供光焦度的两个或三个离散值。