AR/VR设备中的主动聚焦补偿装置-使用零维持功耗形状记忆合金马达来实现

增强现实（AR）和虚拟现实（VR）行业发展迅速，尤其是显示器技术。迄今为止，量产的装置都使用了固定焦距的光学器件。透过添加动态调焦功能，可以改善用户体验。CML独家的形状记忆合金马达非常适合这种需要大推力、精准驱动而不影响尺寸或功耗的应用。

剑桥机电有限公司（CML）开发了零维持功耗（ZHP）马达技术，该技术能够在非常低的平均功耗下调整焦距。利用SMA的大推力，该马达结构仅在焦距位置之间移动时产生功耗。因此，使用ZHP技术，平均功耗将大大降低，与通常需要恒定功率、消耗电池的传统调整焦距机构相比，具有明显的优势。因此，该技术非常适合应用在偶尔需要改变位置并且受电池大小限制的装置中。

移动到一个新位置的过程其实很简单——启动马达。CML的驱动芯片提供动力控制马达移动到新的位置，同时透过闭环反馈来确保定位准确。然后关闭马达，直到需要进行下一次调整。关闭马达电源后，该位置保持不变。

焦距热飘移

我们的SMA零维持功耗技术在头戴式显示器（HMD）系统中有多种应用。第一个用例是补偿热在对焦过程中产生的影响（无热化）。这是由于温度变化导致光学器件改变焦距，从而降低系统性能。ZHP马达透过间歇性且准确地重新定位光学器件，以防止性能丢失。另一个优点是，这种结构可以消除对昂贵且沉重的玻璃透镜元件的要求。由于零功耗维持这一特性，是在不影响系统功耗的情况下实现的。在许多其他市场，包括物联网摄像头和智能手机前置摄像头，无热化都是很重要的。

可变焦距显示器

CML零维持功耗技术的另一个应用，也是最令人兴奋的应用之一，是用于虚拟现实(VR)装置的变焦显示系统。在这样的系统中，透镜或显示器之间相互调整相对距离以改变虚像成像位置。这意味着虚像距离可以与观看者的立体距离相匹配。通过消除对连续功耗的需求，ZHP马达可以在对功耗影响最小的情况下提供最佳的VR体验。

在下图中，传统的近眼显示器中使用定焦透镜，这也意味着放大的虚像出现在固定的距离（橙色平面）。由于眼睛会调整自己的形状，或“自动调焦”来聚焦这个距离。然而，通过向两只眼睛呈现不同的图像，它们将改变其聚散度，这虽然可以呈现立体距离，但其聚散度和自动调焦之间的冲突却也带来了恶心和糟糕的用户体验。

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相反，在动态聚焦显示器中，虚像距离（绿色平面）不断更新以匹配目标的立体距离。因此，可以匹配聚散度距离和自动聚焦距离。在此基础上是使用类似的马达结构进行有效的补偿，从而避免了对定制光学插件的需求。

XR显示器中的其他SMA马达应用实例

CML的SMA马达可以用于AR和VR设备中的其他几种应用。另一个这样的应用是“晃动/摆动（wobulation）”，这是一种利用像素的微小位移以提高显示分辨率的技术。其他好处包括能够补偿死像素和平缓像素间的变化。

随着AR、VR和XR技术的不断发展，SMA马达有更多的机会来解决关键的光学挑战。CML很高兴将能够将其最初为智能手机相机开发的卓越技术带入令人兴奋的新机遇，如XR设备。

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关于剑桥机电（CML）：剑桥机电有限公司（CML）是一家世界领先的研发公司，利用其形状记忆合金（SMA）平台整合技术，提供从机械、光学、电气、半导体到软件设计方面的系统级解决方案。采用SMA线（大小细如发丝）的马达解决方案，可以控制到光波长的精度。这些马达特别适用于生产快速和结构紧凑的轻便设计，并同时提供需要高精度和高强度的应用。

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