[發(fā)明專利]一種集成視力矯正的近眼顯示裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710065160.8
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN106707515A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳超平;吳雨航;周蕾;葛嘉昊;劉炯;徐家盛
• 申請（專利權(quán)）人: 陳超平
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京君華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11515
• 代理人: 朱慶華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可穿戴顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集成視力矯正的近眼顯示裝置。

背景技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，簡稱AR)，是一種實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像、視頻、3D模型的技術(shù)。本發(fā)明使用了基于點(diǎn)光源光束(Pinlight)的視網(wǎng)膜直投型近眼顯示技術(shù)，可同時(shí)集成近眼顯示與視力矯正，特別適用于患有視力缺陷的用戶人群。

與其他近眼顯示技術(shù)---例如分束器、自由曲面光學(xué)、平面波導(dǎo)等---相比，基于點(diǎn)光源光束(Pinlight)的視網(wǎng)膜直投型近眼顯示技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更大的視場角(Field of View，簡稱FOV)。目前面向增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的近眼顯示裝置---例如智能眼鏡---的視場角通常在18至50度，而基于點(diǎn)光源光束的視網(wǎng)膜直投型近眼顯示裝置可實(shí)現(xiàn)100度以上的視場角。并且由于該方案采用了可等效小孔成像的點(diǎn)光源光束來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用于產(chǎn)生屈光度的光學(xué)元件，例如透鏡，從而徹底避免了像差與畸變的產(chǎn)生。

隨著各類消費(fèi)類電子產(chǎn)品的普及與使用頻率的上升，視力問題，包括近視、遠(yuǎn)視、散光等，也隨之加劇。然而目前面向增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的近眼顯示裝置對患有視力缺陷的用戶人群沒有進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。這迫使他們在佩戴智能眼鏡的同時(shí)，需要額外再佩戴一副具有視力矯正功能的眼鏡或隱形眼鏡。這種分立的佩戴方式會(huì)極大地影響用戶體驗(yàn)，從而制約以智能眼鏡為代表的可穿戴智能設(shè)備的推廣。如何實(shí)現(xiàn)可集成近眼顯示與視力矯正的一體化光學(xué)設(shè)計(jì)，已成為本領(lǐng)域亟需解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上技術(shù)問題，提出一種集成視力矯正的近眼顯示裝置。該裝置的工作原理類似小孔成像，采用了點(diǎn)光源光束，適用于患有近視、遠(yuǎn)視、散光等屈光不正問題的用戶人群。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種集成視力矯正的近眼顯示裝置，其包括：

光源：用于發(fā)射光線至光學(xué)鏡片，位于光學(xué)鏡片的一側(cè)；

光學(xué)鏡片：用于矯正佩戴者的受損視力，其至少有一個(gè)表面具有凸面狀或凹面狀的區(qū)域，且有一個(gè)表面具有陣列化的光學(xué)微結(jié)構(gòu)或圖案，能將入射至其的光線轉(zhuǎn)換為點(diǎn)光源狀的光束；

空間光調(diào)制器：用于調(diào)制入射光線的振幅與相位，使得出射光線攜帶顯示信息，位于人眼與光學(xué)鏡片之間。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述光源為發(fā)光二極管、有機(jī)發(fā)光二極管、量子點(diǎn)發(fā)光二極管、激光、冷陰極熒光燈管中的一種或幾種的組合。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述光學(xué)鏡片的一個(gè)表面的陣列化的光學(xué)微結(jié)構(gòu)或圖案可以通過鉆孔、光刻、壓印、印刷、激光雕刻、全息曝光工藝進(jìn)行制備。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述光學(xué)鏡片的一個(gè)表面的陣列化的光學(xué)微結(jié)構(gòu)或圖案可以突出、凹陷或者內(nèi)嵌于光學(xué)鏡片。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述光學(xué)鏡片的一個(gè)表面的陣列化的光學(xué)微結(jié)構(gòu)或圖案的組成材料可以是鏡片本身、聚甲基丙烯酸甲酯、光敏材料、或者量子點(diǎn)。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述光學(xué)鏡片的形狀可以為新月形、平凸形、平凹形或任意不規(guī)則表面的組合。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述光學(xué)鏡片既可以是單焦點(diǎn)鏡片，也可以是多焦點(diǎn)鏡片，其中后者的鏡體由多個(gè)區(qū)域所組成，每個(gè)區(qū)域具有不同的焦點(diǎn)。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述光學(xué)鏡片的一個(gè)或多個(gè)表面可以鍍有保護(hù)膜、抗反膜、抗眩膜、變色膜、濾光膜、防紫外膜或者其他光學(xué)功能膜中的一種或幾種。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述空間光調(diào)制器可以為透明液晶顯示屏或者干涉調(diào)制型顯示屏。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述空間光調(diào)制器可以為平板狀或者柔性彎曲狀。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述空間光調(diào)制器的像素的形狀可以為矩形、方形、圓形、橢圓形、六邊形或者任意多邊形。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，還包括：

人眼跟蹤器：用于監(jiān)測人眼。

作為對本發(fā)明所述技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述人眼跟蹤器可以監(jiān)測人眼的瞳孔位置、瞳孔尺寸、視線方向與聚焦?fàn)顟B(tài)。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的集成視力矯正的近眼顯示裝置的光路原理圖；

圖2是本發(fā)明的第二實(shí)施例的集成視力矯正的近眼顯示裝置的光路原理圖；