近眼显示光学系统、近眼显示设备及方法技术方案

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。辏调节冲突。辏调节冲突。

【技术实现步骤摘要】
近眼显示光学系统、近眼显示设备及方法


[0001]本申请涉及光学
，具体是涉及一种近眼显示光学系统、近眼显示设备及方法。

技术介绍

[0002]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(Virtual Reality，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。

技术实现思路

[0003]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：
[0004]显示组件，用于发出具有图像信息的光线；
[0005]透镜组件，用于接收所述光线并在焦平面上形成图像；以及
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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：
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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。
[0012]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
[0013]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。
[0014]图1揭露了近眼显示光学系统的结构示意图；
[0015]图2揭露了近眼显示光学系统另一实施例的结构示意图；
[0016]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；
[0017]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；
[0018]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；
[0019]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；
[0020]图9揭露本申请另一实施例中近眼显示光学系统的结构示意图；
[0021]图10揭露了本申请另一实施例中近眼显示设备的结构示意图；
[0022]图11揭露了本申请一实施例中改善视觉辐辏调节冲突的方法的流程示意图；
[0023]图12揭露了本申请一实施例中焦平面显示图像的示意图；
[0024]图13揭露了本申请另一实施例中焦平面显示图像的示意图；
[0025]图14揭露了本申请另一实施例中焦平面显示图像的示意图；
[0026]图15揭露了本申请又一实施例中焦平面显示图像的示意图；
[0027]图16揭露了本申请具体解决消除辐辏调节冲突的方法流程图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和实施方式，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施方式仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施方式仅为本申请的部分实施方式而非全部实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本申请保护的范围。
[0029]在本文中提及“实施方式”意味着，结合实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施方式，也不是与其它实施方式互斥的独立的或备选的实施方式。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施方式可以与其它实施方式相结合。
[0030]随着增强现实(Augmented Reality，AR)和虚拟现实(Virtual Reality，VR)、混合现实(Mixed Reality，MR)的快速应用，近眼显示设备也得到了快速的发展。近眼显示设备可应用于可实现虚拟现实、增强现实或混合现实等显示效果中。在此对近眼显设备的具体结构和实现原理进行介绍，在实际应用中，近眼显示设备除了包括近眼显示光学系统外，必然还包括用于供电的电源模组，用于与其他终端进行信息交互的通信模组，用于对电源模组、通信模组和显示组件进行控制的处理器，用于集成设置电源模组、通信模组、显示组件和处理器等结构的电路板，以及用于固定各结构并方便用户佩戴的支架和壳体等机械结构，本实施例中不对这些结构进行特别限定。
[0031]请参阅图1，其揭露了近眼显示光学系统的结构示意图。该近眼显示光学系统100可包括发出具有虚拟图像信息的光线的显示组件10、对具有虚拟图像信息的光线进行接收并在焦平面上形成虚拟图像的透镜组件20、对透过透镜组件20的光线进行部分反射的第一
光学组件30、凹面与第一光学组件30的分光面相对设置且用于对第一光学组件30反射的光线进行反射并使光线透过第一光学组件30的第二光学组件40。其中，经第二光学组件40反射的光线透过第一光学组件30，并入射到人眼101。
[0032]具体地，显示组件10可以为基于LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示装置)技术的液晶显示组件、基于OLED(Organic Electroluminesence Display，有机电激光显示)技术的有机电激光显示组件、基于LED(Quantum Dot Light Emitting Diodes，量子点发光二极管)技术的量子点发光二极管显示组件、曲面显示组件或基于LCOS(Liquid Crystal on Silicon，液晶附硅)技术的反射式矩阵液晶显示组件等。
[0033]当然，显示组件10也可以是Micro
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OLED(Micro Organic Light
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Emitting Diode，微型有机发光二极管)微显示器或Micro
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LED(Micro Light Emitti本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示光学系统，其特征在于，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能够调整至少局部区域的焦距，以调节至少部分进入所述透镜组件的所述光线的入射角。2.根据权利要求1所述的近眼显示光学系统，其特征在于，所述液态透镜阵列包括多个液态透镜单元，所述多个液态透镜单元呈矩阵排列，每一所述液态透镜单元配置为在不同的电压下呈现不同的曲率，以调节每一所述液态透镜单元的焦距。3.根据权利要求1所述的近眼显示光学系统，其特征在于，还包括：第一光学组件，设置在所述透镜组件远离所述显示组件的一侧，用于接收并反射透过所述透镜组件的所述光线；以及第二光学组件，用于接收并反射经所述第一光学组件反射的所述光线，并将所述光线反射至所述第一光学组件，其中，经所述第二光学组件反射的所述光线透过所述第一光学组件。4.根据权利要求3所述的近眼显示光学系统，其特征在于，还包括：偏振转换件，设置在所述显示组件与所述透镜组件之间，用于改变所述光线的偏振方向。5.根据权利要求3或4所述的近眼显示光学系统，其特征在于，所述第一光学组件包括：分光镜；分光膜，设置在所述分光镜朝向所述显示组件的一侧。6.根据权利要求3或4所述的近眼显示光学系统，其特征在于，所述第二光学组件为具有凹面的曲面镜，所述凹面设置在所述曲面镜朝向所述第一光学组件的一侧。7.根据权利要求1所述的近眼显示光学系统，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑耀辉，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：