[發(fā)明專利]一種可抑制近視加深的虛擬現(xiàn)實設(shè)備及其光路結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111948823A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝欣然;王波;張志輝;林小燕;杜嗣河;何麗婷
• 申請（專利權(quán)）人: 香港理工大學
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;A61F9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 郭帥

本申請一種可抑制近視加深的虛擬現(xiàn)實設(shè)備及其光路結(jié)構(gòu)，所述光路結(jié)構(gòu)包括主光路和副光路，主光路在視網(wǎng)膜上形成主圖像，副光路在視網(wǎng)膜前方或后方形成背景圖像，從而形成光學離焦，通過分光鏡在前方一定距離疊加形成虛像，加強近視散焦來抵消近視發(fā)育；主光路和副光路均為先正透鏡組再負透鏡組，可在大視場下有效壓縮頭戴顯示設(shè)備的鏡片尺寸，減輕設(shè)備的重量，滿足設(shè)備輕量化、小型化的使用要求；對于患有遠視的用戶，同樣可以改變副光路中第二負透鏡組與分光鏡的距離使得背景圖像成像于視網(wǎng)膜后方以控制遠視加深。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學成像領(lǐng)域，具體涉及一種可抑制近視加深的虛擬現(xiàn)實設(shè)備及其光路結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

近年來近視人群比例呈逐年上升趨勢，且呈現(xiàn)低齡化趨勢，據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，近視出現(xiàn)得越早，未來近視度數(shù)可能越深，青少年甚至幼兒期發(fā)生近視，將來可能發(fā)展為高度近視。隨著近視度數(shù)的加深，人的眼軸會被過度拉長，進而衍生出各種眼睛疾病，例如視網(wǎng)膜脫落、白內(nèi)障、青光眼、黃斑變性等，而目前的治療方法對這些問題都不能完全解決。近視是個不可逆的過程，眼軸一旦被拉長將無法恢復(fù)，目前的治療方法只能矯正視力而非治愈，也不能控制近視度數(shù)的加深。

虛擬現(xiàn)實頭戴顯示設(shè)備，簡稱VR設(shè)備，是近年發(fā)展頗為迅速的新型智能設(shè)備，能使佩戴者沉浸于由計算機虛擬合成的環(huán)境中，但普遍存在的問題就是VR設(shè)備的圖像離眼睛較近，一旦用眼時間過長容易造成近視，尤其對青少年而言極易造成近視加深，而目前尚未有一款VR設(shè)備可以解決以上問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明旨在提出一種可抑制近視加深的虛擬現(xiàn)實設(shè)備及其光路結(jié)構(gòu)，能有效抑制近視加深，以克服傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實頭戴顯示設(shè)備的技術(shù)缺陷。

本發(fā)明一種用于可抑制近視加深的虛擬現(xiàn)實設(shè)備的光路結(jié)構(gòu)，包括分光鏡、正透鏡組及出瞳面，其特征在于，

還包括第一顯示器件、第一負透鏡組；

沿光線傳輸方向依次經(jīng)過所述第一顯示器件、第一負透鏡組、分光鏡、正透鏡組及出瞳面形成主光路；

還包括第二顯示器件、平面反射鏡、第二負透鏡組；

沿光線傳輸方向依次經(jīng)過所述第二顯示器件、平面反射鏡、第二負透鏡組、分光鏡、正透鏡組及出瞳面形成副光路；

所述主光路形成的第一圖像和所述副光路形成的第二圖像疊加形成虛像。

可選地，正透鏡組包括靠近出瞳面的雙凸透鏡和靠近分光鏡的雙凹透鏡。

可選地，出瞳面到雙凸透鏡之間的鏡目距大于等于15mm。

可選地，雙凸透鏡靠近出瞳面的表面到第一顯示器件的表面距離小于等于30mm。

可選地，雙凸透鏡靠近出瞳面的表面到第二顯示器件的表面距離為大于45mm且小于60mm。

可選地，平面反射鏡上的光線偏轉(zhuǎn)角度范圍為40°～60°。

可選地，副光路中分光鏡與正透鏡組之間光線的反射偏轉(zhuǎn)角度為90°。

可選地，分光鏡的透反比為50/50。

可選地，第一顯示器件和第二顯示器件均為OLED顯示器。

第二方面，本發(fā)明還提供一種虛擬現(xiàn)實設(shè)備，包括上述的光路結(jié)構(gòu)。

第三方面，本發(fā)明提供一種在虛擬現(xiàn)實設(shè)備中的成像方法，利用上述光路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，包括：

根據(jù)佩戴者的近視度數(shù)調(diào)整正透鏡組的氣隙間隔和正透鏡組與分光鏡之間的距離，使得主光路在視網(wǎng)膜上成像為第一圖像；

調(diào)整第二負透鏡組與分光鏡之間的距離，使得副光路在視網(wǎng)膜前方或后方成像為第二圖像；