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专利:Facebook 用混合型菲涅尔透镜提高 FOV 降低光学伪影

映维网 08-15

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与菲涅尔透镜设计相关的专利

映维网 2019 年 08 月 14 日)在 2018 年 11 月,美国专利商标局公布了一份于 2016 年 9 月提交的Facebook专利。名为 "Hybrid Fresnel Lens With Reduced Artifacts" 的授权专利主要描述了一种旨在减少视觉伪影的混合型菲涅尔透镜。

延伸阅读Facebook 新专利设计混合型菲涅尔透镜解决视觉伪影

现在,美国专利商标局又公布了一份与 "Hybrid Fresnel Lens With Reduced Artifacts" 相关的授权专利:"Hybrid Fresnel Lens With Increased Field Of View"。有趣的是,两份专利都是在 2016 年 9 月提交。

菲涅尔透镜非常适合减轻重量。它们能够提供大光圈和短焦距,为透镜带来与传统透镜设计相当的功率,但重量可以更轻。但对于传统的菲涅尔透镜而言,与菲涅尔结构相关的衍射和其他伪影限制了它们在成像应用中的使用。

Facebook 希望通过一种混合型菲涅尔透镜设计来解决相关问题。专利文件中概述道:" 专利描述了由第一透镜表面和与第一透镜表面相对的第二透镜表面限定的透镜。透镜包括第一部分;与第一部分不同并位于第一部分周围的第二部分。用于透镜第一部分的第一透镜表面由菲涅尔表面轮廓限定。用于透镜第一部分的第二透镜表面由光滑表面轮廓限定。用于透镜第二部分的第一透镜表面由菲涅尔表面轮廓限定。用于透镜第二部分的第二透镜表面由菲涅尔表面轮廓限定。"

相关专利Hybrid Fresnel Lens With Increased Field Of View

这家公司指出,这种混合型菲涅尔设计可以实现 " 既轻又紧凑的透镜 ",同时能够提供 " 更大的视场和较少的光学伪影 "。

值得一提的是,美国专利商标局公布了另一份与菲涅尔透镜相关的 Facebook 专利。

实际上,名为 "Fresnel Lens With Dynamic Draft For Variable Gaze" 的专利与前面所述的专利密切相关。

菲涅尔透镜循环同心棱镜折射结构,而棱镜的表面结构设计是为了能够折射光线。通过将传统透镜的曲面变成近平面,菲涅尔透镜的厚度能够大大降低。

同心棱镜折射表面结构为倾斜面(Slope) 和干扰面(Draft)。倾斜面接近于传统非球面透镜的曲面。理论上,所有反射应该发生在倾斜面上。为了使透镜厚度变薄,相邻工作面之间的干扰面有必要设计成不相等高度,从而将曲面变成平面。

"Fresnel Lens With Dynamic Draft For Variable Gaze" 这份专利主要描述了包含动态干扰面的混合型菲涅尔透镜。

相关专利Fresnel Lens With Dynamic Draft For Variable Gaze

Facebook 写道:" 专利描述的透镜配置为将第一介质中的光线传输到第一参考光瞳。所述透镜包括具有多个菲涅耳结构的光学透明基板。所述基板具有第一透镜表面和与第一透镜表面相对的第二透镜表面。第一透镜表面包括多个菲涅耳结构。多个菲涅耳结构包括斜面和干扰面。干扰面的特征在于干扰角度,所述干扰角度基于相应菲涅耳结构与透镜参考轴线的距离。"

这家公司进一步举例道,头显包括电子显示器,一个或多个处理器,眼动追踪模块,调整模块,一个或多个定位器,一个或多个位置传感器,一个或多个位置摄像头,存储器,以及惯性测量单元等。

调整模块可以平移和 / 或旋转一个或多个显示元件,动态地调整透镜阵列中的一个或多个有源透镜的曲率和 / 或屈光力,或其某种组合。通过利用包含动态干扰面的菲涅尔结构, 头显能够减少与各种注视点相关的光学伪影。

名为 "Fresnel Lens With Dynamic Draft For Variable Gaze" 的 Facebook 授权专利最初于 2017 年 5 月提交,并在日前正式由美国专利商标局公布。

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