Meta Orion智能眼镜授权专利涉及基于液晶超构表面的光学成像

据麦姆斯咨询报道，美国和欧洲专利局最近公布了Meta公司的一项涉及其未来的Orion智能眼镜的授权专利。Meta指出，紧凑型光学系统的主要挑战是提供尺寸小巧且高效的摄像头模块。传统的摄像头模块中组件和透镜的数量和尺寸可能会增加CMOS图像传感器上方的厚度，这可能不适合紧凑型设计。许多光学系统和设备（包括但不限于可穿戴设备、智能眼镜、游戏设备、增强现实（AR）/虚拟现实（VR）/混合现实（MR）系统）都可能需要紧凑型摄像头。

Meta近期获得的授权专利涵盖了光学透镜系统、计算机程序产品、基于液晶超构表面的光学成像方法。示例性实施例可以包括透镜系统，该透镜系统包括第一光学透镜、在第一光学透镜上形成的液晶超构表面以及用于第一光学透镜的一对电极，并且位于第一光学透镜的相对侧。

该电极对可以包括光学迹线，例如金属迹线，其被配置为通过液晶超构表面的各个电极部分单独地调节液晶的特性和/或功能性（例如调谐）并调整光信号的光学特性。波导可以被配置为接收通过第一光学透镜的光信号，并且液晶反射器可以进一步将光信号引导到波导。CMOS图像传感器可以被配置为接收来自波导的光学图形，并在显示器上和/或实时形成图像。

在各种示例性实施例中，可调光学特性可以包括幅度、相位或偏振中的至少一个，电极可以单独地调谐多个部分，并且可选地同时调谐多个部分。例如，电极可以调谐光学透镜的五个部分和至少三个同心区域。在一些其它示例中，电极可以调节光学透镜的任何其他合适数量的部分，以及任何其它合适数量的同心区域。

在一些示例性实施例中，可以调节液晶超构表面以将光信号聚焦在CMOS图像传感器的波长范围内。例如，波长范围可以对应于颜色范围，例如红色、绿色或蓝色波长范围。在一些示例性实施例中，该透镜系统可以基于CMOS图像传感器提供的反馈来调谐光信号。

光学透镜可以是菲涅尔透镜。一些示例性透镜系统实施例可以具有10-15微米的厚度。液晶超构表面可以由金刚石、立方氧化锆（CZ）、铝镓砷（AlGaAs）、碲化锌（ZnTe）、非晶硅（a-Si）或碳化硅（SiC）中的一种或多种组成。该对电极可以由氧化铟锡（ITO）、氧化钛（TiO 2 ）、银碲（AgTe）或硒化银（AgSe）中的至少一种形成。

示例性实施例可以包括位于第一光学透镜和波导之间的第二光学透镜，该第二光学透镜包括第二液晶超构表面，该第二液晶超构表面可由位于第二光学透镜相对侧的第二对电极调节。光学透镜可以具有不同的透明度。根据本文示例性实施例的系统、方法和设备可以包括头戴式光学设备，例如游戏设备、增强现实、虚拟现实和混合现实设备以及其它成像设备。

下面的Meta专利图3展示出了光学透镜的各层。光学透镜可以包括底部电极#310、超构表面#320、液晶#330和顶部电极#340。光学透镜的每个元件可以堆叠——底部电极、超构表面、液晶、顶部电极形成堆叠。专利图9展示了基于光学透镜的智能眼镜系统。专利图10说明了一种液晶超构表面的调谐方法。