CN112485904A - 眼睛调节距离测量设备和方法及头戴式显示器 - Google Patents

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Abstract

提供一种眼睛调节距离确定设备。该眼睛调节距离确定设备包括：干涉仪，被配置为生成在不同方向上的多个调频激光束，并使用从眼睛反射表面反射的激光束来生成多个干涉信号；信号处理单元，被配置为使用所述多个干涉信号中的每个来生成信号频谱；距离确定单元，被配置为针对所述多个激光束中的每个来确定到眼睛反射表面的距离；点坐标确定单元，被配置为针对所述激光束中的每个来确定在每个眼睛反射表面上的点的坐标；重建单元，被配置为基于所确定的点的坐标来生成眼睛内部结构模型；以及眼睛调节距离确定单元，被配置为基于所述眼睛内部结构模型来确定眼睛调节距离。

Description

眼睛调节距离测量设备和方法及头戴式显示器
技术领域
本发明涉及立体显示领域，尤其涉及一种用于头戴式显示器的眼睛调节距离测量设备和方法以及对应的头戴式显示器，并且可以用于增强现实/虚拟现实系统(AR/VR)。
背景技术
现实世界中3D对象感知的生理原理要求眼睛焦点(调节距离)和眼睛会聚点(会聚距离)相匹配。在目前的具有固定焦距的商业AR/VR系统中，这些值不能匹配，这导致所谓的视觉辐辏调节冲突(VAC)，并且因此导致用户疲劳和视觉不适。当使用AR眼镜时，VAC效应使匹配真实对象和虚拟对象的过程明显复杂化，因为在观察真实对象时，虚拟对象可能会散焦。这个问题可以通过自动眼睛焦点测量(跟踪)并向AR眼镜渲染系统提供反馈来缓解。
此外，存在由于眼睛移动而散焦的问题。通常，虚拟现实中的概览是通过头部旋转来完成的，而在现实世界中，概览也可以通过眼睛移动来完成。在常规的AR/VR系统中，眼睛移动导致所渲染的图像的破坏。需要一种提供眼睛跟踪的解决方案来解决这个问题。
AR(增强现实系统)的主要问题之一是对真实对象和人造对象的焦点匹配。如果与现实世界对象共置的虚拟图像位于不同的焦平面中，则模糊差异会迫使用户在注视应该完全清晰的对象时改变焦点。
因此，需要能够集成到AR/VR设备(例如，AR眼镜、VR头盔)中的廉价且紧凑的注视方向和眼睛聚焦跟踪设备。这种设备的附加要求是对用户的眼睛安全以及测量眼睛调节距离时的延迟小(高测量速度)。
从现有技术已知的是文献US 2014375541 A1中公开了一种眼睛跟踪系统。该已知系统使用飞行时间(TOF)相机来获得人眼的2D图像，跟踪注视方向并确定要进行显示的距离。该已知系统仅用于注视方向跟踪，没有获得关于眼睛调节距离的信息。TOF相机具有在距相机很近的距离处有盲区的缺点，这可能导致复杂的设计。
从现有技术已知的是文献US 2017109562 A1中公开了一种眼睛跟踪设备。该已知设备使用深度传感器来测量眼睛前表面的曲率以估计注视方向。该已知设备仅用于注视方向跟踪，没有获得关于眼睛调节距离的信息。
从现有技术已知的是文献US 20080208022 A1中公开了一种激光光反馈断层扫描(LOFT)传感器。该已知传感器通过将光反馈移频到激光弛豫振荡频率来提高激光自混合干涉(SMI)性能的效率。该已知传感器的缺点在于使用分束器、移频器和机械扫描。文献US20080208022 A1没有公开适合于AR/VR设备或旨在用于眼睛跟踪的传感器实现。
从现有技术已知的是文献US 10154254 A1中公开了一种头戴式显示器(HMD)。该已知显示器包括基于TOF相机的使用的眼睛跟踪系统。该眼睛跟踪系统包括照明源、成像设备和控制器。控制器确定与眼睛表面相关的深度信息并生成眼睛模型。该已知显示器主要集中在注视方向跟踪上。该显示器的缺点是基于对时间失真光图案的图像处理的复杂信号处理。如上所述，TOF相机具有在距相机很近的距离处有盲区的缺点，这可能导致复杂的设计。
从现有技术已知的是文献US 2016370605 A1中公开了一种用于使用眼睛跟踪和深度检测进行视力校正的设备。该已知设备包括具有可变透镜、眼睛跟踪传感器和深度传感器的可穿戴计算设备。该已知设备间接估计焦点深度，并且不提供所需的精度。
从现有技术已知的是文献US 2017124928 A1中公开了一种显示系统。该已知系统可以捕获所投射的光场的图像，并使用所捕获的图像来确定光场的各个区域的焦点深度(或横向焦点位置)。该系统能够校正各种显示缺陷和像差。图像是在各种焦深下构建的。该系统基于眼睛跟踪，并不涉及深度或眼睛焦点跟踪。
发明内容
提供了一种用于头戴式显示器的眼睛调节距离测量设备和方法。
提供了一种可以在增强现实/虚拟现实系统中使用的头戴式显示器。
根据实施例，一种眼睛调节距离确定设备包括：干涉仪，被配置为生成在不同方向上的多个调频激光束，并使用所述多个激光束中的从眼睛反射表面反射的激光束来生成多个干涉信号；信号处理单元，被配置为使用所述多个干涉信号中的每个来生成信号频谱；距离确定单元，被配置为分析信号频谱并针对所述多个激光束中的每个来确定到眼睛反射表面的距离；点坐标确定单元，被配置为基于所确定的到眼睛反射表面的距离和激光束方向信息来针对所述激光束中的每个确定在每个眼睛反射表面上的点的坐标；重建单元，被配置为基于所确定的在眼睛反射表面上的点的坐标来生成眼睛内部结构模型；以及眼睛调节距离确定单元，被配置为基于所述眼睛内部结构模型来确定眼睛调节距离。
由信号处理单元针对落在眼睛的视网膜上的激光束而生成的信号频谱中的每个可以在频域中具有第一峰值至第四峰值，第一峰值可以对应于角膜表面，第二峰值可以对应于晶状体前表面，第三峰值可以对应于晶状体后表面，并且第四峰值可以对应于视网膜表面。
距离确定单元还可以被配置为：根据激光束的光程长度从频域中的信号频谱中的每个的第一峰值至第四峰值中提取峰值，并计算到反射所述激光束中的每个的眼睛反射表面的距离。
所述多个激光束可以落入在眼睛反射表面上的不同点，并且信号处理单元还可以被配置为使用所述多个激光束针对在眼睛反射表面上的不同点生成信号频谱。
重建单元还可以被配置为：通过将与角膜表面、晶状体前表面和晶状体后表面相对应的点近似为球面来计算角膜曲率半径、晶状体前表面曲率半径、晶状体后表面曲率半径、晶状体厚度以及晶状体与视网膜之间的距离，并基于此确定眼睛调节距离。
重建单元还可以被配置为：将眼睛光轴的方向确定为所近似的球面的中心所在的线的方向。
信号处理单元、距离确定单元、点坐标确定单元、重建单元和眼睛调节距离确定单元可以被实现为单个软件、单个半导体芯片或单个电子电路。
干涉仪可以是自混合干涉仪，其包括具有多个激光器的激光器阵列和被配置为向激光器阵列的每个激光器提供调频控制信号的激光器阵列驱动器，并且干涉信号可以是激光自混合信号。
干涉仪可以是自混合干涉仪，其包括激光器、被配置为向激光器提供调频控制信号的激光器驱动器以及光学机械扫描系统，并且干涉信号可以是激光自混合信号。
干涉仪可以被配置为：将从眼睛反射表面反射的激光束引导回到发射该激光束的激光器的腔中。
干涉仪可以包括具有多个激光器的激光器阵列、被配置为向激光器阵列的每个激光器提供调频控制信号的激光器阵列驱动器、检测器、分束器和参考镜，并且干涉信号可以是由该检测器生成的信号。
干涉仪可以包括激光器、被配置为向激光器提供调频控制信号的激光器驱动器、检测器、分束器、参考镜以及光学机械扫描系统。
分束器可以被配置为：将由激光器发射的激光束分成第一光束和第二光束，第一光束可以从参考镜反射，第二光束可以从眼睛反射表面反射，并且所反射的第一光束和所反射的第二光束可以在检测器中形成干涉信号。
根据另一实施例，一种眼睛调节距离确定方法包括：生成在不同方向上的多个调频激光束，其中光束方向信息对应于每个光束方向，其中所述多个光束中的至少一部分入射在眼睛内部结构的反射表面上；针对所述多个光束中的每个光束生成干涉信号；针对所述多个干涉信号中的每个干涉信号生成信号频谱；分析信号频谱并针对所述多个光束中的每个光束确定到反射表面的距离；在与头戴式显示器相关联的坐标系中，基于所确定的到反射表面的距离和光束方向信息，针对所述光束中的每个光束确定眼睛表面的点的坐标；基于所确定的眼睛表面的点的坐标生成眼睛内部结构模型；基于所述眼睛内部结构模型确定眼睛调节距离。
根据另一实施例，一种可调焦距头戴式显示器包括所述眼睛调节距离确定设备和可调焦距渲染系统，其中，可调焦距渲染系统被配置为基于从眼睛调节距离确定设备获取的眼睛调节距离来自动调整焦距。
附图说明
图1描绘了根据实施例的眼睛调节距离确定设备的框图。
图2描绘了示出反射激光束的眼睛内部结构的示意图。
图3描绘了由从眼睛结构表面反射的激光束生成的信号频谱的示例。
图4描绘了示出到眼睛结构反射表面的距离的光束干涉信号频谱的解释。
图5描绘了从眼睛结构反射表面反射的多个光束的示例。
图6示意性地描绘了从眼睛结构表面反射的多个光束的干涉信号频谱。
图7描绘了眼睛内部结构的模型。
图8描绘了眼睛的有效光学布局。
图9描绘了根据第一实施例的眼睛调节距离确定设备的示意图。
图10描绘了根据第二实施例的眼睛调节距离确定设备的示意图。
图11描绘了根据第三实施例的眼睛调节距离确定设备的示意图。
图12描绘了根据第四实施例的眼睛调节距离确定设备的示意图。
图13描绘了根据另一实施例的头戴式显示器的示意图。
具体实施方式
根据下面对本发明的特定实施例的详细描述，本发明的本质将变得更加清楚。
参考图1，根据实施例，用于头戴式显示器的眼睛调节距离确定设备包括激光干涉仪1、信号处理单元2、距离确定单元3、点坐标确定单元4、重建单元5和眼睛调节距离确定单元6。在图1中，为了便于描述，分别示出了信号处理单元2、距离确定单元3、点坐标确定单元4、重建单元5和眼睛调节距离确定单元6，但是信号处理单元2、距离确定单元3、点坐标确定单元4、重建单元5和眼睛调节距离确定单元6实际上可以被实现为单个软件、单个半导体芯片或单个电子电路。
激光干涉仪1生成在不同方向上的多个调频激光束从而形成光束，并检测从眼睛的一个或多个表面(包括眼睛的外部和内部结构的表面)反射的光，从而生成每个激光束的干涉信号。例如，眼睛外部结构的表面是角膜或巩膜的表面，并且眼睛内部结构的表面是晶状体或视网膜的表面。
信号处理单元2执行干涉信号的处理并针对由激光干涉仪生成的多个干涉信号中的每个信号生成信号频谱。
从眼睛结构表面反射的光束的信号频谱具有与来自不同表面的反射相对应的不同频率的特定峰值。例如，参考图2和图3，落入眼睛瞳孔中的光束的信号频谱将具有四个不同频率的峰值，其对应于来自内部眼睛结构和外部眼睛结构的反射表面(即，来自角膜7或巩膜8的表面、晶状体9的前表面、晶状体9的后表面以及视网膜10的表面)的反射。因此，频谱峰值可以解释为不同的反射表面。例如，第一峰值对应于眼睛的角膜7和巩膜8的表面，第二峰值对应于虹膜和晶状体9的前表面，第三峰值对应于晶状体9的后表面，第四峰值对应于眼睛的视网膜10的表面。
距离确定单元3针对每个激光束执行使用干涉技术的信号频谱分析，并确定到反射激光束的一个或多个表面的一个或多个距离。例如，参考图4，距离确定单元3通过信号频谱分析，从图3所示的频域中的四个峰值中根据光程长度提取四个峰值，并计算反射每个激光束的表面之间的距离。
点坐标确定单元4基于每个光束的关于到反射表面的距离的信息和关于光束方向的信息(关于光束在空间中的位置)，在与头戴式显示器相关联的坐标系中确定眼睛结构表面的点的坐标。每个点可以与眼睛结构的特定表面相关。例如，激光束中落在眼睛的视网膜10上的激光束具有四个反射。在这种情况下，信号频谱的第一点对应于角膜表面上的点，信号频谱的第二点对应于晶状体前表面上的点，信号频谱的第三点对应于晶状体后表面上的点，并且信号频谱的第四点对应于视网膜表面上的点。对于具有两个反射的光束，信号频谱的第一峰值对应于角膜表面，并且信号频谱的第二峰值对应于虹膜表面。对于具有一个反射的光束，单个峰值对应于巩膜、巩膜表面或另一表面(如果光束没有落在用户的眼睛上)。
参考图5，多个调频激光束落在眼睛结构表面上的不同点上。因此，例如，如图6所示，频域中信号频谱的第一至第四峰值的位置根据多个调频激光束所入射到的眼睛结构表面上的点的位置而改变。信号处理单元2使用多个调频激光束为眼睛结构表面上的不同点生成信号频谱。距离确定单元3使用从多个激光束获取的多个信号频谱来确定多个激光束的传播路径上的表面之间的距离。点坐标确定单元4可以使用从距离确定单元3提供的信息来确定眼睛结构表面上的不同点的坐标。
重建单元5基于关于眼睛结构表面信息的信息来生成眼睛结构模型。例如，眼睛结构模型可以通过用几何表面近似点来生成。例如，与角膜表面、晶状体前表面和晶状体后表面相对应的点组可以由球面近似，而与视网膜相关的点组可以由平面近似。因此，眼睛结构模型可以是与眼睛结构要素的表面相对应的近似表面的组合。
重建单元可以被配置为将眼睛光轴的方向确定为与眼睛结构表面相对应的近似球面的中心所在的线的方向。
眼睛调节距离确定单元6基于眼睛内部结构模型来确定眼睛调节距离。更具体地，参考图7和图8，可以基于眼睛结构表面之间的距离(S2，d)和所述表面的曲率(R1 -1，R2 -1，R3 -1)来确定眼睛调节距离(S1)，所述眼睛结构表面之间的距离和所述表面的曲率可以基于重建单元生成的眼睛结构模型来获取。可以从以下等式组合来确定调节距离(S1)：
Figure BDA0002577080590000071
Figure BDA0002577080590000072
其中：
(1)-薄晶状体等式(有效光学布局等式)；
(2)-眼睛光学系统等式；
f-有效光学布局焦距；
R1-角膜曲率半径；
R2-晶状体前表面曲率半径；
R3-晶状体后表面曲率半径；
d-晶状体厚度；
S1-调节距离(待计算)；
S2-晶状体与视网膜之间的距离；
n1-(玻璃体的)眼介质折射率；
n2-晶状体介质折射率。
在上述值中，基于眼睛内部结构模型(见图7)确定值R1、R2、R3、d和S2，值n1和n2是预定的，值S1是待确定的。
因此，所提出的设备基于眼睛内部结构模型来提供精确的眼睛调节距离确定。
下面阐述生成干涉信号的方式和生成在不同方向上的多个调频激光束的方式不同的特定实施例。
第一实施例
根据图9中所示的本发明的第一优选实施例，眼睛调节距离确定设备的干涉仪是自混合干涉仪(SMI干涉仪)，并且包括激光器阵列11(例如，竖直腔表面发射激光器(VCSEL)的阵列)、激光器阵列驱动器12和光学系统。
激光器阵列驱动器12选择性地将提供对激光泵浦电流的调制的调频控制信号供应给阵列中的激光器，同时供应给一个激光器、一组激光器或激光器阵列11的所有激光器。同时运行的激光器的数量受到对眼睛安全的最大允许激光辐射功率的限制。阵列中的每个激光器具有彼此不同的特定光束方向，该特定光束方向是预先已知的，并且取决于激光器阵列11的激光器相对于形成光束方向所涉及的眼睛调节距离确定设备的其他部分的位置。
光学系统参与形成光束的方向，提供辐射到用户眼睛的传输，并且可以包括例如一个或多个透镜13和二向色镜14。二向色镜只是提供将辐射传输到用户眼睛的解决方案的一个示例。备选地，例如，可以使用波导。
在本说明书的范围内，术语“光束方向”应理解为在相对于与头戴式显示器相关联的坐标系的空间中激光束的轴在落在眼睛反射表面上之前在其传播路径的最后一部分上(即，在其从干涉仪的光学系统出射后光束传播路径的一部分上)的位置。
根据本实施例，干涉仪生成自混合干涉信号。特定激光器发射的光束经由光学系统的元件传递到眼睛，被眼睛结构表面反射，返回到发射激光束的激光器的腔，并影响其生成模式(发生自混合效应)。通过测量驱动器一侧的激光偏置电压或通过使用内置在激光器封装中的光电二极管(图中未示出)测量激光功率振荡，来检测这些效应。从驱动器或光电二极管获取的对应信号是自混合干涉信号。
因此，激光器阵列被用来生成多个光束，并且SMI效应被用来生成干涉信号。本实施例的特征在于最少的元件数量、简单的结构和低成本。
在此和其他实施例中，生成多个光束并将辐射传递到用户眼睛和对应元件(例如，光学系统和光学机械扫描系统)的功能有条件地与干涉仪相关，尽管如果需要，可以单独考虑这些功能。
第二实施例
根据图10中所示的本发明的第二实施例，眼睛调节距离确定设备的干涉仪是双臂干涉仪，其包括激光器阵列11、激光器阵列驱动器12、检测器15、分束器16、参考镜17和光学系统。
激光器阵列、激光器阵列驱动器和光学系统对应于第一实施例的激光器阵列、激光器阵列驱动器和光学系统，并且不再赘述。
第二实施例与第一实施例的不同之处在于生成干涉信号的方法。由阵列的特定激光器发射的光束被分束器16(部分反射镜)分成两个光束，其中一个光束从参考镜17反射，另一光束被传递到用户的眼睛并从其表面反射。两个光束都返回到分束器16，并被发送到检测器15(见图10)，其中两个光束发生干涉并形成干涉信号。
本实施例具有更多的部件，不太紧凑且更昂贵，但是在相同的激光功率下提供更好的信噪比。
第三实施例
根据图11中所示的本发明的第三实施例，眼睛调节距离确定设备的干涉仪是自混合干涉仪，并且包括单个激光器18、激光器驱动器、光学机械扫描系统和光学系统。
本实施例的光学系统对应于先前实施例的光学系统，因此不再赘述。
类似于第一实施例，使用自混合效应来执行干涉信号的生成，即，通过测量驱动器一侧的激光偏置电压或通过使用内置在激光器封装中的光电二极管测量激光功率振荡。
光学机械扫描系统提供激光束方向的改变，并且可以使用任何现有技术的光偏转技术来实现，例如，使用旋转镜、MEMS镜、可移动透镜、声光偏转器等。在图11中示意性示出的所考虑实施例的示例中，光学机械扫描系统的元件是可移动镜19。
例如，光学机械扫描系统可以包括如下系统，该系统具有由电机驱动并提供激光束扫描的可移动镜、镜位置传感器以及控制电机、读取传感器并提供信号生成的控制器，该信号表征在每个时刻扫描系统的状态以及允许确定在每个时刻激光束的位置(光束方向信息)。
关于使用光学机械扫描系统的本实施例，由于使用单个激光器，其光束可以在空间中连续移动，因此特定的激光束应理解为在小的时间间隔内(例如，在激光器的调制周期内)考虑的激光束，其中光束在空间中的位置以可忽略的方式改变，并且光束集应理解为在多个小的时间间隔中考虑的一组特定光束。本实施例的鲁棒性较差并且体积较大。
第四实施例
根据图12中所示的第四实施例，眼睛调节距离确定设备的干涉仪是双臂干涉仪，其包括单个激光器18、激光器驱动器、光学机械扫描系统、检测器15、分束器16、参考镜17和光学系统。
第四实施例与第三实施例的不同之处在于生成干涉信号的方法，该方法与第二实施例的方法类似，因此不再赘述。
本实施例具有更多的部件，不太紧凑且更昂贵，但是在相同的激光功率下提供更好的信噪比。
所提出的眼睛调节距离确定设备可以用作可调焦距头戴式显示器的一部分。例如，参考图13，可调焦距头戴式显示器20包括眼睛调节距离确定设备和可调焦距渲染系统21。可调焦距渲染系统21与眼睛调节距离确定设备连接并且从其接收关于由眼睛调节距离确定设备确定的眼睛调节距离的信号。同时，渲染系统21被配置为基于所确定的调节距离来调整焦距。用于基于所确定的调节距离来确定可视化系统的焦距的算法取决于具体的应用场景。例如，渲染系统21可以调整焦距，以使得所显示的虚拟对象总是针对用户的眼睛聚焦。例如，渲染系统21可以使用户的眼睛调节距离与虚拟对象的焦平面之间的间隙(g)最小化，并调整焦距使得虚拟对象与真实对象彼此匹配。因此，提供了对基于用户的眼睛调节距离的头戴式显示器的焦距的更准确的调整。
本说明书中公开的特定实施例不是限制性的，仅作为示例被提供。

Claims (15)

1.一种眼睛调节距离确定设备，包括：
干涉仪，被配置为生成在不同方向上的多个调频激光束，并使用所述多个激光束中的从眼睛反射表面反射的激光束来生成多个干涉信号；
信号处理单元，被配置为使用所述多个干涉信号中的每个来生成信号频谱；
距离确定单元，被配置为分析所述信号频谱并针对所述多个激光束中的每个来确定到所述眼睛反射表面的距离；
点坐标确定单元，被配置为基于所确定的到所述眼睛反射表面的距离和激光束方向信息来针对所述激光束中的每个确定在所述眼睛反射表面中的每个上的点的坐标；
重建单元，被配置为基于所确定的在所述眼睛反射表面上的点的坐标来生成眼睛内部结构模型；以及
眼睛调节距离确定单元，被配置为基于所述眼睛内部结构模型来确定眼睛调节距离。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，由所述信号处理单元针对落在眼睛的视网膜上的激光束而生成的信号频谱中的每个在频域中具有第一峰值至第四峰值，并且
第一峰值对应于角膜表面，第二峰值对应于晶状体前表面，第三峰值对应于晶状体后表面，并且第四峰值对应于视网膜表面。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述距离确定单元还被配置为：根据激光束的光程长度从所述频域中的所述信号频谱中的每个的所述第一峰值至第四峰值中提取峰值，并计算到反射所述激光束中的每个的所述眼睛反射表面的距离。
4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述多个激光束落入在所述眼睛反射表面上的不同点，并且所述信号处理单元还被配置为使用所述多个激光束针对在所述眼睛反射表面上的所述不同点生成信号频谱。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述重建单元还被配置为：通过将与角膜表面、晶状体前表面和晶状体后表面相对应的点近似为球面来计算角膜曲率半径、晶状体前表面曲率半径、晶状体后表面曲率半径、晶状体厚度以及晶状体与视网膜之间的距离，并基于所述计算来确定眼睛调节距离。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述重建单元还被配置为：将眼睛光轴的方向确定为所近似的球面的中心所在的线的方向。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述信号处理单元、所述距离确定单元、所述点坐标确定单元、所述重建单元和所述眼睛调节距离确定单元被实现为单个软件、单个半导体芯片或单个电子电路。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述干涉仪是自混合干涉仪，包括具有多个激光器的激光器阵列以及被配置为向所述激光器阵列的每个激光器提供调频控制信号的激光器阵列驱动器，并且
所述干涉信号是激光自混合信号。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述干涉仪是自混合干涉仪，包括激光器、被配置为向所述激光器提供调频控制信号的激光器驱动器以及光学机械扫描系统，并且
所述干涉信号是激光自混合信号。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述干涉仪被配置为：将从所述眼睛反射表面反射的激光束引导回到发射所述激光束的激光器的腔中。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述干涉仪包括具有多个激光器的激光器阵列、被配置为向所述激光器阵列的每个激光器提供调频控制信号的激光器阵列驱动器、检测器、分束器以及参考镜，并且
所述干涉信号是由所述检测器生成的信号。
12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述干涉仪包括激光器、被配置为向所述激光器提供调频控制信号的激光器驱动器、检测器、分束器、参考镜以及光学机械扫描系统。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述分束器被配置为：将由激光器发射的激光束分成第一光束和第二光束，所述第一光束是从所述参考镜反射的，所述第二光束是从眼睛反射表面反射的，并且所反射的第一光束和所反射的第二光束在所述检测器中形成干涉信号。
14.一种眼睛调节距离确定方法，包括：
生成在不同方向上的多个调频激光束，其中光束方向信息对应于每个光束方向，其中所述多个光束中的至少一部分入射在眼睛内部结构的反射表面上；
针对所述多个光束中的每个光束生成干涉信号；
针对所述多个干涉信号中的每个干涉信号生成信号频谱；
分析所述信号频谱并针对所述多个光束中的每个光束确定到反射表面的距离；
在与头戴式显示器相关联的坐标系中，基于所确定的到所述反射表面的距离和所述光束方向信息，针对所述光束中的每个光束确定眼睛表面的点的坐标；
基于所确定的眼睛表面的点的坐标生成眼睛内部结构模型；
基于所述眼睛内部结构模型，确定眼睛调节距离。
15.一种可调焦距头戴式显示器，包括根据权利要求1至13中任一项所述的眼睛调节距离确定设备和可调焦距渲染系统，其中，
所述可调焦距渲染系统被配置为：基于从所述眼睛调节距离确定设备获取的眼睛调节距离来自动调整焦距。
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