FAST ELECTROACTIVE LENS SWITCHING SYSTEMS AND METHODS

• Main Authors: VAN HEUGTEN, ANTHONY, JIANG, YINGFEI
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 08.07.2021
• Subjects: CONTACT LENSES; OPTICS; PHYSICS; SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURESAS SPECTACLES

A conventional liquid crystal lens switches on and off so slowly that a person can perceive the lens's gradual transition from high to low optical power. This makes a conventional liquid crystal lens unsuitable for focusing virtual images quickly in an augmented, mixed, or virtual reality system. Conversely, an inventive fast-switching electroactive lens system can switch so fast (e.g., in 35 milliseconds or less) that a person perceives its optical power to change instantaneously. The system accomplishes this fast switching with using an electroactive wave plate in series with slower liquid-crystal lenses. The wave plate can be switched quickly between emitting vertically or horizontally polarized light. Each lens focuses either vertically or horizontally polarized light and transmits orthogonally polarized light. By switching between polarization states, the wave plate effectively turns one lens on and the other lens off much faster than either lens could be switched by itself. Une lentille à cristaux liquides classique s'active et se désactive si lentement qu'une personne peut percevoir la transition progressive de la lentille d'une puissance optique élevée à une puissance optique faible. Ceci rend une lentille à cristaux liquides classique inappropriée pour focaliser rapidement des images virtuelles dans un système de réalité augmentée, mixte ou virtuelle. Inversement, un système de lentille électro-active à commutation rapide selon l'invention peut commuter si rapidement (par exemple, en 35 millisecondes ou moins) qu'une personne perçoit instantanément le changement de sa puissance optique. Le système réalise cette commutation rapide à l'aide d'une lame onde électro-active en série avec des lentilles à cristaux liquides plus lentes. La lame onde peut être rapidement commutée entre l'émission de la lumière polarisée verticalement ou horizontalement. Chaque lentille focalise la lumière polarisée verticalement ou horizontalement et transmet la lumière polarisée orthogonalement. Par commutation entre des états de polarisation, la lame onde active efficacement une lentille et désactive l'autre lentille bien plus rapidement que l'une ou l'autre des lentilles ne pourrait être commutée par elle-même.