[发明专利]近眼显示光学系统、近眼显示设备及方法

说明书

本申请提供了一种近眼显示光学系统、近眼显示设备及方法，涉及光学技术领域。近眼显示光学系统包括用于发出具有图像信息的光线的显示组件、用于接收所述光线并在焦平面上形成图像的透镜组件；以及设置在所述显示组件与所述透镜组件之间的液态透镜阵列，所述液态透镜阵列被配置为至少局部区域的焦距可调，以调节至少部分进入所述透镜组件的所述光线的入射角。本申请通过液态透镜阵列至少局部区域的焦距调节，进而对至少部分进入透镜组件的光线的入射角进行调节，最终使得焦平面上至少局部区域显示的图像清晰度发生变化，改善了视觉的辐辏调节冲突。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体是涉及一种近眼显示光学系统、近眼显示设备及方法。

背景技术

人眼可以自动对焦一个对象，而其他元素则会脱离焦点。对于虚拟现实(VirtualReality，VR)/增强现实(Augmented Reality，AR)设备，在VR世界中人眼看向何方，都只是盯着屏幕，亦即看着相同的距离。换句话说，视觉调节(弯曲眼睛晶状体以聚焦不同距离的对象)永远不会改变，但视觉辐辏(眼睛向内旋转以将每只眼睛的视图重叠成一个对齐图像)却会出现，所以会导致视觉辐辏调节冲突。长时间佩戴VR/AR眼镜，容易造成用户产生眼睛疲劳，恶心，头晕等问题。

发明内容

本申请实施方式一方面提供了一种近眼显示光学系统，包括：

显示组件，用于发出具有图像信息的光线；

透镜组件，用于接收所述光线并在焦平面上形成图像；以及

液态透镜阵列，设置在所述显示组件与所述透镜组件之间，所述液态透镜阵列被配置为至少局部区域的焦距可调，以调节至少部分进入所述透镜组件的所述光线的入射角。

本申请实施方式一方面提供了一种近眼显示设备，包括壳体和上述所述的近眼显示光学系统，所述近眼显示光学系统安装在壳体上。

本申请实施方式一方面提供了一种改善视觉辐辏调节冲突的方法，应用于近眼显示光学系统，通过所述近眼显示光学系统的液态透镜阵列调节焦距，所述方法包括：

在焦平面检测用户眼球的注视位置，其中，所述焦平面为所述近眼显示光学系统形成图像的平面；

在所述焦平面上确定与所述注视位置对应的第一区域以及除所述第一区域之外的第二区域；

调节所述液态透镜阵列的焦距，使得第一图像的清晰度大于第二图像的清晰度，其中，所述图像在所述第一区域上形成的图像为所述第一图像，所述图像在所述第二区域形成的图像为所述第二图像。

本申请在显示组件和透镜组件之间设置液态透镜阵列，通过液态透镜阵列至少局部区域的焦距调节，进而对至少部分进入透镜组件的光线的入射角进行调节，最终使得焦平面上至少局部区域显示的图像清晰度发生变化，改善了视觉的辐辏调节冲突。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1揭露了近眼显示光学系统的结构示意图；

图2揭露了近眼显示光学系统另一实施例的结构示意图；

图3揭露了本申请一实施例中近眼显示光学系统的结构示意图；

图4揭露了本申请一实施例中液态透镜阵列的结构示意图；

图5、图6和图7分别揭露了本申请液态透镜单元调焦过程中不同的结构示意图；

图8揭露了本申请一实施例中近眼显示光学系统消除辐辏调节冲突的原理分析图；