据RoadtoVR报道，美国肯特州立大学和Meta Reality Labs的一项新研究展示了一款可用于制造变焦VR头显的动态聚焦LC透镜。
迄今为止，市场上所有消费类VR头显都基于立体视觉以渲染图像，立体视觉可以创建支持双眼的辐辏反射（注视近物时产生的双眼会聚反射）3D图像，但不支持单眼的调节反射（眼睛晶状体不同深度的光聚焦）。
现实世界里，这两种视觉反射机制均同时进行，但在VR环境，却不协同，当用户按需持续注视时，相对应的调节反射机制却静止了（因为反射光线都来自相同的距离），因此，该领域研究人员表示，VAC会导致眼睛疲劳，使用户难以专注于近眼图像，甚至可能会破坏视觉沉浸感。
目前，研究人员已研究了大量可正确支持聚散和调节的变焦头显技术实验，例如全息显示屏和多焦平面，但似乎没有人推出一个实用、经济高效且能大规模应用的VAC解决方案。
为此，肯特州立大学的研究团队提出了采用动态聚焦LC透镜、调整电压以改变焦距的潜在VAC解决方案，为使动态聚焦LC透镜集成至头显——同时保持低延迟——研究人员设计了一个带有一系列“相位重置”的大型动态聚焦液晶镜头，“相位重置”不是为了减小其宽度而分割镜头（如菲涅尔透镜），而是彼此分开供电，因此每个段式液晶仍然可以足够快响应，以适配于变焦头显。
2022 Display Week期间，研究人员描述了5cm动态聚焦LC透镜的特征，以衡量其性能以及优缺点。
“优势”方面，研究人员表示，动态对焦镜头可实现镜头中心的高图像呈像，同时支持从-0.80 D到+0.80 D的动态对焦范围和低于500ms的延迟响应。
目前90Hz头显每11ms（每秒90次）向用户显示一个新帧，作为对比，500ms的响应时间相当于2Hz（每秒两次），虽然这比头显的帧速率慢得多，但考虑眼睛可以自适应新焦距，该响应可在实用速率之内，此外，研究人员表示，还可以通过堆叠多个镜头以加快响应时间。
“弱势”方面，研究人员发现动态聚焦LC透镜由于相位重置而使透镜边缘图像质量下降，为此，团队还探索了一种旨在减少伪影的掩蔽技术。
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「…」”，这与现今许多采用菲涅尔透镜的VR头显的图像质量下降原因相似。
研究人员表示，要真正利用这项技术开发变焦头显，须将动态聚焦LC镜头与传统镜头整合，方能实现VR头显所需的光学管道，另外，精确的眼动追踪功能也是必要的，这样系统才能知道用户具体注视方向，从而根据该深度正确调整镜头焦距。
基于该透镜性能测量方法和基准，未来，研究人员可以采用上述解决方案以检测项目，或对演示设计进行进一步的改进。
来源：93913
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