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  • 首尔大学开发新型短焦距VR光学系统可大幅降低设备体积和尺寸

    作者:佚名 来源:CINNO Research 时间:2021-04-01 22:36 阅读:439 [投稿]
    首尔大学工学院电气和信息工程部李炳浩教授团队开发出新的VR显示技术,可以大幅降低大型头戴式VR(虚拟现实)设备的尺寸。

    首尔大学工学院3月29日表示,电气和信息工程部李炳浩教授团队开发出新的VR显示技术,可以大幅降低大型头戴式VR(虚拟现实)设备的尺寸。

    根据韩媒Beyondpost报道,通过此次研究,或许可以解决那些曾经成为VR普及最大障碍的碍手碍脚、佩戴不舒适的问题。

    传统VR显示屏体积大的原因是内部存在的空间。为了减少这个空间的厚度,需要减少VR光学仪镜头的焦距,但是为了在眼睛和镜头之间需要确保的最小距离(视距,Eye Relief),存在着不能使用过短焦距镜头的限制。研究团队着手设计新的VR光学系统,以克服这些限制。


    研究团队提出的镜头阵列VR显示,是在现有镜头外,再追加插入二元镜头阵列的结构。二元镜头阵列是小镜头并行排列的光学元件。在这个光学系统结构中,视距在确保不变的同时,还能减少镜头的实际焦距,因此可以将所需的空间与现有空间相比减少一半以下。

    此外,研究团队采用了折叠光通道技术,通过控制光偏振状态,使光线在光学系统的空间内前后来回运行。这样,只需很短的物理距离,就能达到与确保足够的光通路一样的效果,额外减少了三分之一所需的空间。因此,体积总计减少到六分之一以下。由此,研究团队成功开发出了理论上只需要3.3毫米厚的空间的VR光学仪设计。

    这项技术的核心是通过光场(Light Field)分析来弥补镜头排列固有的缺点,并对VR进行相应的性能优化。研究团队研发的显示光学仪不仅厚度薄,而且实现了宽102度,纵102度的宽视角,8.8mm宽的瞳孔中心位置区域(Eye-Box),拥有20mm的视距的性能卓越的眼镜型VR显示。

    研究团队公开了使用液晶显示器(LCD)显示面板和Fresnel镜头制作的眼镜型VR样品。该眼镜型装置包括内部空间、液晶面板及Fresnel镜头等所需元件在内的厚度仅为8.8毫米。

    研究论文第一作者方基胜研究员表示:“此次设计的眼镜型VR显示屏将解决10年来无法解决的佩戴不舒适及使用环境有限等问题,进一步发展了分辨率等性能,是一款像真正的眼镜一样,日常生活中可以一直佩戴的虚拟现实及增强现实硬件产品。”李炳浩教授表示:“这是一个创新技术,开启了VR设备的新篇章。”这项技术已经申请了国际专利,如果有企业进行产品生产,在一两年内就可以实现商业化。

    此次研究成果将于3月29日在虚拟现实领域的世界性学术会议IEEE VR上发表,并于3月25日发表在权威学术期刊“IEEE TVCG(Transactions on Visualization and Computer Graphics)”上。该研究得到了科技信息通信部及信息通信企划评价院(IITP)的数字内容原创技术开发事业的支持。

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