光学装置制造方法及图纸

本申请涉及光学装置，其包括视力矫正结构件及视觉幅辏调节冲突减缓结构件，视力矫正结构件设置于显示组件与视觉幅辏调节冲突减缓结构件之间；视力矫正结构件通过液晶变焦方式及线偏振转换方式，控制光线于视力矫正结构件内部的传输距离；视觉幅辏调节冲突减缓结构件通过液晶变焦方式，控制光线于视觉幅辏调节冲突减缓结构件的焦距。无须留出空间来让透镜位移而进行机械结构调整，有利于降低光学装置的体积与重量；综合考虑了视觉幅辏调节冲突的屈光度调节及视力矫正的屈光度调节，有利于提高屈光度调节的范围，使得光学装置具有更宽广的适用范围，实测可满足但不限于矫正近视600度至远视100度；还可分别单独控制，不限于两功能同时使用。同时使用。同时使用。

【技术实现步骤摘要】
光学装置


[0001]本申请涉及头戴显示领域，特别是涉及光学装置。

技术介绍

[0002]传统头戴式显示器(Head Mounted Display，HMD)尤其是虚拟现实(Virtual Reality，VR)显示器，是采用一个屈光度大于0的简单光学放大系统与一个显示器而构成。因为影像必需以正立放大虚像的形式呈现，因此依据光学成像公式，人眼的位置势必须位于简单光学放大系统的1倍焦距内。屈光度亦称屈亮度，屈光度P＝1/焦距f＝(1/物距u)+(1/像距v)，以D为单位。
[0003]但由于现代人中近视族群占比较大，一般人的眼轴的正常长度约为22至23mm，通常眼轴较正常长度增加1mm则会产生
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3D的屈光度，即近视度数增加300度，因此传统的VR眼镜产品需要设置机械式可调的镜片，让使用者在使用VR眼镜前手动调整矫正度数，得以在使用VR眼镜时可以不需要配戴眼镜。根据VR眼镜用户群的视力分布情形，当前VR眼镜对于视力矫正的调焦范围大约为+1D至
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6D的区间，涵盖正常视力、老花眼到近视600度的区间。
[0004]视觉幅辏调节冲突(Vergence Accommodation Conflict，VAC)是目前头戴式显示器产生眩晕感的主要来源，当人在观看物体时，人眼会同步进行幅辏(Vergence)作用以及调节(Accommodation)作用，辐辏作用使得双眼依据物体的远近而改变眼球转动角度以确保物体落在人眼视场范围内，而调节作用则使得人眼依据物体的远近调整水晶体厚度以确保成像的清晰，同时两种作用之间会相互影响；因此在观看人工影像尤其是近距三维人工影像时，两种作用的幅度有违于自然观看时的情形时，便会因为产生冲突而造成眩晕感。如图1所示，观看影像时，基于视觉的辐辏作用，凝视点调整至影像处；基于焦距的调节作用，水晶体调节人眼屈光度；当焦距调节与视觉辐辏距离不匹配时，产生视觉幅辏调节冲突；当存在眼动追踪辅助焦距调节及/或手动调焦辅助焦距调节时，若焦距调节与视觉辐辏距离匹配，则可以减缓视觉幅辏调节冲突。
[0005]传统头戴式显示器所采用的透镜系统，是通过调整透镜系统的焦距，实时辅助调节人眼焦距调节距离，使人眼焦距调节距离与视觉辐辏距离匹配，减少主流的方法为使用变焦透两者间的冲突。
[0006]例如传统VR眼镜产品，在矫正视力度数部分，是以手动调整透镜组内的透镜位置还达到屈光度调整的功能，这样的做法导致使用者在使用VR眼镜时，必须反复摘下、调整矫正度数，此外于机构上也必须留出空间来让透镜位移，致使VR眼镜具有较大的体积与重量，此外，若使用不合适的矫正度数，则有导致视力进一步恶化的风险。
[0007]Meta公司提出了缓解视觉幅辏调节冲突的VR眼镜，藉由使用多片的变焦液晶透镜，达到节省机构式变焦空间加快变焦速度的效果，然而主要是以缓解视觉幅辏调节冲突为目的，通过对于材料及机构设计进行改进而实现，不涉及视觉幅辏调节冲突屈光度变化，亦未涉及矫正视力。

技术实现思路

[0008]基于此，有必要提供一种光学装置。
[0009]在一个实施例中，一种光学装置，其包括视力矫正结构件及视觉幅辏调节冲突减缓结构件，所述视力矫正结构件设置于显示组件与所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件之间；
[0010]所述视力矫正结构件通过液晶变焦方式及线偏振转换方式，控制光线于所述视力矫正结构件内部的传输距离；
[0011]所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件通过液晶变焦方式，控制光线于所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件的焦距。
[0012]上述光学装置，一方面通过视力矫正结构件及视觉幅辏调节冲突减缓结构件相配合，无须留出空间来让透镜位移而进行机械结构调整，有利于降低光学装置的体积与重量；另一方面综合考虑了视觉幅辏调节冲突的屈光度调节及视力矫正的屈光度调节，有利于提高屈光度调节的范围，使得光学装置具有更宽广的适用范围，实测可满足但不限于矫正近视600度至远视100度；再一方面视觉幅辏调节冲突的屈光度调节及视力矫正的屈光度调节可分别单独控制，不限于两功能同时使用。
[0013]在其中一个实施例中，所述视力矫正结构件通过电控方式分别调整液晶变焦方式及线偏振转换方式，所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件通过电控方式调整液晶变焦方式。
[0014]在其中一个实施例中，所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件包括第二液晶变焦非球面透镜。
[0015]在其中一个实施例中，所述视力矫正结构件包括顺序设置的半穿反镀膜、四分之一波片、第三透镜、第一液晶变焦非球面透镜、线偏振转换器及偏振反射镀膜；
[0016]所述四分之一波片邻近所述显示组件设置，所述半穿反镀膜设置于所述四分之一波片上，且位于所述显示组件及所述四分之一波片之间；
[0017]所述偏振反射镀膜设置于所述线偏振转换器上，且位于所述线偏振转换器及所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件之间。
[0018]在其中一个实施例中，所述视力矫正结构件的屈光度大于等于7D，且所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件的屈光度大于等于3.4D。
[0019]在其中一个实施例中，所述线偏振转换器在第一状态下，直接通过所述偏振反射镀膜透射出所述显示组件经所述四分之一波片转换后的第一显示光线；
[0020]且所述线偏振转换器在第二状态下，将所述显示光线进行偏振角度转换得到偏振转换光线，由所述偏振反射镀膜进行反射，顺序经过所述线偏振转换器、所述第一液晶变焦非球面透镜、所述第三透镜及所述四分之一波片反射至所述半穿反镀膜，由所述半穿反镀膜进行反射，顺序经过所述四分之一波片、所述第三透镜、所述第一液晶变焦非球面透镜及所述线偏振转换器，透射出所述偏振反射镀膜。
[0021]在其中一个实施例中，所述第三透镜为非球面透镜。
[0022]进一步地，在其中一个实施例中，所述第二液晶变焦非球面透镜设置为通过调整电压以控制所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件的屈光度；
[0023]所述第一液晶变焦非球面透镜设置为通过调整电压以控制所述第一液晶变焦非球面透镜的屈光度；
[0024]所述线偏振转换器设置为通过加电控制线偏振光的转换状态；
[0025]所述半穿反镀膜设置为透出所述显示组件的出射光线，及反射经过两次所述四分之一波片及所述线偏振转换器进行转换的反射光线，形成第二显示光线；
[0026]所述偏振反射镀膜设置为透射出所述显示组件经所述四分之一波片转换后的第一显示光线，反射经过所述线偏振转换器进行转换的偏振转换光线，及透射出所述半穿反镀膜所反射形成的第二显示光线。
[0027]在其中一个实施例中，所述光学装置还包括所述显示组件。
[0028]在其中一个实施例中，所述光学装置具体为头戴式显示器。
[0029]在其中一个实施例中，所述光学装置具体为虚拟现实眼镜。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学装置，其特征在于，包括视力矫正结构件(200)及视觉幅辏调节冲突减缓结构件(300)，所述视力矫正结构件(200)设置于显示组件(100)与所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件(300)之间；所述视力矫正结构件(200)通过液晶变焦方式及线偏振转换方式，控制光线于所述视力矫正结构件(200)内部的传输距离；所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件(300)通过液晶变焦方式，控制光线于所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件(300)的焦距。2.根据权利要求1所述光学装置，其特征在于，所述视力矫正结构件(200)通过电控方式分别调整液晶变焦方式及线偏振转换方式，所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件(300)通过电控方式调整液晶变焦方式。3.根据权利要求1所述光学装置，其特征在于，所述视觉幅辏调节冲突减缓结构件(300)包括第二液晶变焦非球面透镜(310)。4.根据权利要求3所述光学装置，其特征在于，所述视力矫正结构件(200)包括顺序设置的半穿反镀膜(210)、四分之一波片(220)、第三透镜(230)、第一液晶变焦非球面透镜(240)、线偏振转换器(250)及偏振反射镀膜(260)；所述四分之一波片(220)邻近所述显示组件(100)设置，所述半穿反镀膜(210)设置于所述四分之一波片(220)上，且位于所述显示组件(100)及所述四分之一波片(220)之间；所述偏振反射镀膜(260)设置于所述线偏振转换器(250)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈芸霈，沈慧萍，陈庭辉，
申请(专利权)人：业成光电深圳有限公司业成光电无锡有限公司英特盛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：