Facebook新專利設計混合型菲涅爾透鏡解決視覺偽影

2021-01-10 中文科技資訊

　　2018年12月07日，當你第一次戴上Oculus Rift或HTC Vive時，你首先注意到的事情可能是透鏡存在一個個精緻的圓圈，而它們會造成一種所謂的「上帝之光(God Ray)」效果，在高對比度情景中尤為明顯。根據最新的Facebook專利，他們希望通過一種全新的混合型菲涅爾透鏡設計來解決這種視覺偽影。

　　根據名為「Hybrid fresnel lens with reduced artifacts(減少偽影的混合型菲涅爾透鏡)」的專利文件，新透鏡為標準的非菲涅爾類型(如Cardboard，甚至是三星Gear VR)創建了一個更大的表面區域，但在外圍補充以一圈圈的標準菲涅爾風格脊體。專利最初於2016年9月13日提交，並於2018年11月20日正式公布。

　　菲涅爾透鏡非常適合減輕重量。它們能夠提供大光圈和短焦距，為透鏡帶來與傳統透鏡設計相當的功率，但重量可以更輕。儘管更薄，但它們確實帶來了令特定用戶討厭的視覺偽影，以至於有人改裝了HTC Vive並採用了Gear VR的透鏡。

　　Facebook的Oculus Rift同樣採用菲涅爾透鏡，但它毫無疑問比市場上的大部分產品更加精緻，這包括HTC Vive和最新的谷歌Daydream。

　　儘管如此，像上帝之光這樣的光學偽影仍然存在。但對於這一點，隨著顯示硬體的不斷成熟，在理想情況下應該能解決這個問題。將傳統透鏡置於頭顯最佳視點位置所在的中心，並將菲涅爾脊體移至外圍可以在光學清晰度和整體重量之間取得一個優秀的平衡。

　　當然，這只是一份專利，無法確定它將於何時進行商業化。但是，Oculus一直在研發下一迭代的Rift，所以一切都有待觀察。

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  • 專利:Facebook用混合型菲涅爾透鏡提高FOV降低光學偽影
    來源：映維網 作者 廣州客在2018年11月，美國專利商標局公布了一份於2016年9月提交的Facebook專利。名為「Hybrid Fresnel Lens With Reduced Artifacts」的授權專利主要描述了一種旨在減少視覺偽影的混合型菲涅爾透鏡。
  • Facebook為混合菲涅爾透鏡申請專利 這將使VR光學更加清晰
    Facebook的一項新專利剛剛浮出水面，該專利旨在通過一種新的混合菲涅爾鏡頭設計來減少這類視覺偽影。　　 　　被稱為「「Hybrid fresnel lens with reduced artifacts(減少偽影的混合型菲涅爾透鏡)」的專利文件，新透鏡創造了更大的表面區域，專用於標準的非菲涅耳類型，就像你可能在諸如Cardboard
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    另一個值是材料的角度與光線入射的角度，也就是說光線的折射取決於：1）來向和透鏡的形狀；2）進入透鏡到離開透鏡所需的時間，或者說透鏡的厚度；3）光的波長（顏色）。最後一個因素是透鏡中存在的偽影或像差。稜鏡是屬於透鏡的一種，而透鏡可以像稜鏡一樣，在折射光線時可以將顏色彼此分開。這就是所謂的色差。我們需要關注其他的偏差。
  • 認識:菲涅爾透鏡
    菲涅爾透鏡是由法國物理學家奧古斯汀.菲涅爾（Augustin.Fresnel)發明的，他在1822年最初使用這種透鏡設計用於建立一個玻璃菲涅爾透鏡系統——燈塔透鏡。菲涅爾透鏡(Fresnel Lense)是一種微細結構的光學元件，從正面看其象一個飛鏢盤，由一環一環的同心圓組成。
  • 聚光光伏的菲涅爾透鏡設計
    成功的高聚光光伏系統的光學設計必須取得光學系統上的平衡，包括成本、效率、製造、跟蹤誤差敏感性、熱負荷和耐久性。    例如，Amonix聚光光伏系統，它使用高效率、低成本的丙烯酸菲涅爾透鏡收集太陽光。菲涅爾透鏡比傳統的透鏡更薄、更大、更平，它最初設計是用來集中燈塔發出的光。運用了專用的二次光學元件的菲尼爾透鏡能夠把普通強度500倍的光集中到III-V族多結太陽能電池上。
  • 菲涅爾透鏡關鍵設備的設計製造及產業化
    CPV主要由太陽能電池、菲涅爾透鏡（Fresnel Lens）等聚光元件以及太陽光追蹤器等部件組成。其中，菲涅爾透鏡的作用就是將光線從相對較大的區域面積轉換到相對較小的區域面積上，因而也被稱為集光器或者聚光器，它是CPV中的關鍵光學器件，其性能優劣直接影響著CPV聚光率的高低。因此，開展菲涅爾透鏡製造的關鍵技術及設備的產業化技術研究，就成為整個太陽能光伏發電產業的基石。
  • 菲涅爾透鏡的故事
    菲涅爾透鏡是由法國物理學家奧古斯汀.菲涅爾（Augustin.Fresnel)發明的，他在1822年最初使用這種透鏡設計用於建立一個玻璃菲涅爾透鏡系統——燈塔透鏡。       通過將數個獨立的截面安裝在一個框架上從而製作出更輕更薄的透鏡，這一想法常被認為是由布封伯爵提出的。孔多塞(1743-1794)提議用單片薄玻璃來研磨出這樣的透鏡。而法國物理學家兼工程師菲涅耳亦對這種透鏡在燈塔上的應用寄予厚望。根據史密森學會的描述，1823年，第一枚菲涅爾透鏡被用在了吉倫特河口的哥杜昂燈塔上；透過它發射的光線可以在20英裡（32千米）以外看到。
  • 解析菲涅爾透鏡的原理及應用
    菲涅爾透鏡 (Fresnel lens) ，又稱螺紋透鏡，是由法國物理學家奧古斯汀•菲涅爾（Augustin•Fresnel)發明的，他在1822年最初使用這種透鏡設計用於建立一個玻璃菲涅爾透鏡系統--燈塔透鏡。
  • 菲涅爾透鏡的原理與應用
    菲涅爾透鏡是由法國物理學家奧古斯汀.菲涅爾（Augustin.Fresnel)發明的，他在1822年最初使用這種透鏡設計用於建立一個玻璃菲涅爾透鏡系統
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    大家知道菲涅爾透鏡嗎？它和普通的凸透鏡（放大鏡）有什麼區別呢？
  • 「菲涅爾透鏡」的沙雕用法······
    光色的色散、透鏡、光的折射、全反射中都涉及到非常奇妙的實驗和現象。在所有光學元件中，個人最喜歡的是一款奇怪的透鏡。從側面看上去，厚度均勻，但從正面看，光卻被扭曲👇👇👇菲涅爾透鏡 (Fresnel lens) ，又名螺紋透鏡，一般是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓。透過菲涅爾透鏡的光會被會聚，如同我們熟知的凸透鏡一樣，這是為什麼呢？
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    菲涅爾透鏡是什麼，為什麼可以實現「隱身」效果？1分鐘了解原理菲涅爾透鏡相信許多小夥伴並不熟悉，但是對於國外而言，菲涅爾透鏡卻非常受歡迎，2019年，加拿大某知名公司成功研發出了量子隱形盾牌，從而使得菲涅爾透鏡再一次出現在大眾的視野當中。
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    即使是較好的菲涅爾透鏡，也是通常將普通透鏡分為小段後，近似為折線，並經過不同距離的簡單平移而形成，這些設計方法上的缺陷造成了菲涅爾透鏡的低質量。　　LED體積很小，但市場上銷售的LED用杯狀透鏡大都厚度在10mm以上，這成為LED在某些場合應用的致命問題，雖然可以用菲涅爾透鏡來減薄透鏡的厚度和減少光吸收，但如何進行精確的光學設計卻很少見到文獻報導。
  • LED光源的透鏡設計方法 - OFweek半導體照明網
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  • LED光源的片狀透鏡設計方法
    但市場上的菲涅爾透鏡多為等差半徑的同心圓結構，其製作缺乏精確的光學設計過程，導致成像質量不是很高，有的甚至只是簡單的波紋結構，其光學質量就更差了。即使是較好的菲涅爾透鏡，也是通常將普通透鏡分為小段後，近似為折線，並經過不同距離的簡單平移而形成，這些設計方法上的缺陷造成了菲涅爾透鏡的低質量。
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