據RoadtoVR報道，美國肯特州立大學和Meta Reality Labs的一項新研究展示了一款可用于制造變焦VR頭顯的動態聚焦LC透鏡。

迄今為止，市場上所有消費類VR頭顯都基于立體視覺以渲染圖像，立體視覺可以創建支持雙眼的輻輳反射（注視近物時產生的雙眼會聚反射）3D圖像，但不支持單眼的調節反射（眼睛晶狀體不同深度的光聚焦）。

現實世界里，這兩種視覺反射機制均同時進行，但在VR環境，卻不協同，當用戶按需持續注視時，相對應的調節反射機制卻靜止了（因為反射光線都來自相同的距離），因此，該領域研究人員表示，VAC會導致眼睛疲勞，使用戶難以專注于近眼圖像，甚至可能會破壞視覺沉浸感。

目前，研究人員已研究了大量可正確支持聚散和調節的變焦頭顯技術實驗，例如全息顯示屏和多焦平面，但似乎沒有人推出一個實用、經濟高效且能大規模應用的VAC解決方案。

為此，肯特州立大學的研究團隊提出了采用動態聚焦LC透鏡、調整電壓以改變焦距的潛在VAC解決方案，為使動態聚焦LC透鏡集成至頭顯——同時保持低延遲——研究人員設計了一個帶有一系列“相位重置”的大型動態聚焦液晶鏡頭，“相位重置”不是為了減小其寬度而分割鏡頭（如菲涅爾透鏡），而是彼此分開供電，因此每個段式液晶仍然可以足夠快響應，以適配于變焦頭顯。

2022 Display Week期間，研究人員描述了5cm動態聚焦LC透鏡的特征，以衡量其性能以及優缺點。

“優勢”方面，研究人員表示，動態對焦鏡頭可實現鏡頭中心的高圖像呈像，同時支持從-0.80 D到+0.80 D的動態對焦范圍和低于500ms的延遲響應。

目前90Hz頭顯每11ms（每秒90次）向用戶顯示一個新幀，作為對比，500ms的響應時間相當于2Hz（每秒兩次），雖然這比頭顯的幀速率慢得多，但考慮眼睛可以自適應新焦距，該響應可在實用速率之內，此外，研究人員表示，還可以通過堆疊多個鏡頭以加快響應時間。

“弱勢”方面，研究人員發現動態聚焦LC透鏡由于相位重置而使透鏡邊緣圖像質量下降，為此，團隊還探索了一種旨在減少偽影的掩蔽技術。

最終，研究人員得出結論，實驗性動態聚焦LC鏡頭在大約30°的注視角度內提供了“可能可接受的「圖像質量」值「…」”，這與現今許多采用菲涅爾透鏡的VR頭顯的圖像質量下降原因相似。

研究人員表示，要真正利用這項技術開發變焦頭顯，須將動態聚焦LC鏡頭與傳統鏡頭整合，方能實現VR頭顯所需的光學管道，另外，精確的眼動追蹤功能也是必要的，這樣系統才能知道用戶具體注視方向，從而根據該深度正確調整鏡頭焦距。

基于該透鏡性能測量方法和基準，未來，研究人員可以采用上述解決方案以檢測項目，或對演示設計進行進一步的改進。