CN113376837A - 近眼显示光学系统、近眼显示设备及方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

近眼显示光学系统、近眼显示设备及方法

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体是涉及一种近眼显示光学系统、近眼显示设备及方法。

背景技术

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(VirtualReality，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。

发明内容

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：

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。

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：

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；

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；

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。

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

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。

图1揭露了近眼显示光学系统的结构示意图；

图2揭露了近眼显示光学系统另一实施例的结构示意图；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

图12揭露了本申请一实施例中焦平面显示图像的示意图；

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；

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；

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；

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

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。

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。

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。

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。

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 Crystalon Silicon，液晶附硅)技术的反射式矩阵液晶显示组件等。

当然，显示组件10也可以是Micro-OLED(Micro Organic Light-Emitting Diode，微型有机发光二极管)微显示器或Micro-LED(Micro Light Emitting Diode，微型发光二极管)微显示器等可发射无偏光线的微显示器。

因此近眼显示光学系统100需要在光路中对无偏光线进行偏振匹配。请参阅图2，其揭露了近眼显示光学系统100另一实施例的结构示意图。近眼显示光学系统100可在显示组件10与透镜组件20之间设置偏振转换件50。偏振转换件50可以将显示组件10发出的无偏光线转换为与后续光路匹配的特定方向线偏振光或圆偏振光。

当然，显示组件10也可以为LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示装置)微显示器等可发出偏振光的微显示器，图2中所示的近眼显示光学系统100可省略偏振转换件50。可以理解地，图2所示近眼显示光学系统100在省略偏振转换件50后，可以在后续光路中需要确定偏振方向时，再在相应地位置设置偏振转换件50或其他偏振转换装置或具有偏振转换功能的部件以进行后续光路的偏振匹配。

请参阅图1和图2，透镜组件20具有正屈光力。透镜组件20能够对显示组件10发出的具有虚拟图像信息的光线进行聚焦，并对显示组件10发出的具有虚拟图像信息的光线进行像差校正。透镜组件20可包括至少一个透镜。其中，透镜可为正透镜或负透镜。透镜可采用塑料或玻璃制成，其表面面型可以是球面或非球面。

可以理解地，本说明书的“具有正屈光力的～组件”表示组整体具有正屈光力。相同地“具有负屈光力的～组件”表示组整体具有负屈光力。“具有正屈光力的透镜”与“正透镜”含义相同。“具有负屈光力的透镜”与“负透镜”含义相同。“～透镜组件”并不限于包括多个透镜的结构，也可以设为仅包括1片透镜的结构。

第一光学组件30具有分光面。第一光学组件30设置分光面的一侧可分别朝向显示组件10和第二光学组件40设置。便于第一光学组件30的分光面接收显示组件10发出的具有虚拟图像信息的光线。便于第一光学组件30的分光面透过一部分具有虚拟图像信息的光线并反射剩余具有虚拟图像信息的光线。便于经过第二光学组件40反射回来的剩余具有虚拟图像信息的光线透过第一光学组件30到达人眼101。

在增强现实技术中，现实世界中形成具有真实图像信息的光线可透过第二光学组件40、第一光学组件30与剩余具有虚拟图像信息的光线一同到达人眼101，使得投影的虚拟图像可以叠加在用户感知的真实图像上。

第一光学组件30可包括一个透镜例如分光镜以及透镜上设置的镀膜例如分光膜。这里对于分光膜的设置方式不作限定，可以采用镀膜方式设置，也可以采用粘贴方式设置。实际中，多采用镀膜方式。

分光膜位于透镜朝向显示组件10的一侧，形成第一光学组件30的分光面。这里对于透镜或分光膜的分光比不作限定，分光比即透射光线和反射光线的比例。示例的，分光比是5:5，即该透镜或分光膜能透射一半的光线、反射一半的光线；当然，透镜或分光膜的分光比还可以是其它比例，例如6:4、7:3等，这里不再列举。

在一实施例中，在近眼显示光学系统100中使用偏振光时，第一光学组件30还可以包括四分之一波片、偏振分光膜、偏振片及塑料或玻璃基板等。其中，塑料或玻璃基板位于远离透镜组件20和第二光学组件40的一侧，偏振片贴合于基板靠近透镜组件20和第二光学组件40的一侧，偏振分光膜贴合于偏振片靠近透镜组件20和第二光学组件40的一侧，四分之一波片贴合于偏振分光膜靠近透镜组件20和第二光学组件40的一侧或独立于第一光学组件30之外位于第一光学组件30与第二光学组件40之间。

第二光学组件40采用玻璃或者塑料等材料制成。第二光学组件40可为曲面镜，具有凹面，第二光学组件40设置凹面的一侧朝向第一光学组件30，以便于将由第一光学组件30反射的剩余具有虚拟图像信息的光线反射至第一光学组件30。在增强现实技术中，现实世界中形成具有真实图像信息的光线可透过第二光学组件40、第一光学组件30与剩余具有虚拟图像信息的光线一同到达人眼101，使得投影的虚拟图像可以叠加在用户感知的真实图像上。

在一实施例中，“虚拟图像”与“真实图像”可均被称为“图像”。

在一实施例中，第二光学组件40的凹面可为球面、非球面或自由曲面等。当四分之一波片独立于第一光学组件30存在时，四分之一波片可以贴附于第二光学组件40上靠近第一光学组件30的一面(即第二光学组件40的凹面)。

在一实施例中，第二光学组件40可包括反射镜例如曲面镜。

在现实世界中，人眼101可以自动对焦一个对象，而其他元素则会脱离焦点。采用上述近眼显示光学系统100，人眼101将只盯着近眼显示光学系统100的“屏幕”，亦即看着相同的距离。换句话说，人眼101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(人眼101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。长时间佩戴上述近眼显示光学系统100，容易造成用户产生眼睛疲劳，恶心，头晕等问题。

为了解决觉辐辏调节冲突的问题，可在显示组件10与透镜组件20之间设置液态透镜阵列(Array of liquid lens)，通过液态透镜阵列分别调节不同视场光线的汇聚和发散。

请参阅图3，其揭露了本申请一实施例中近眼显示光学系统100的结构示意图。其中，近眼显示光学系统100可包括上述实施例中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。

对于显示组件10、透镜组件20、第一光学组件30和第二光学组件40，可参阅上述实施例，在此不作赘述。

当然近眼显示光学系统100还包括设置在显示组件10和透镜组件20之间的液态透镜阵列60。液态透镜阵列60用于接收并透过具有虚拟图像信息的光线，使得具有虚拟图像信息的光线透过透镜组件20。

具体地，液态透镜阵列60位于显示组件10与透镜组件20之间，且与显示组件10存在一定距离处。可对显示组件10出射的光线进行至少局部光线的汇聚和发散状态进行调节。

请参阅图4，其揭露了本申请一实施例中液态透镜阵列60的结构示意图。液态透镜阵列60可包括多个成矩阵排列的液态透镜单元61。

具体地，每一个液态透镜单元61是将液体作为透镜通过改变液体的曲率来改变焦距，进而可以改变透过液态透镜单元61并进入透镜组件20的光线的入射角。例如在本领域所熟知技术中，液态透镜单元61可是利用介质上电润湿(EWOD，Electrowetting OnDielectric)原理的可变焦光透镜。其可以通过外加电压改变液滴的形状，进而改变其焦距。

例如，液态透镜单元61可以为两种折射率不同且不相混合的液体，一种是可导电的水性溶液，另一种是不导电的矽酮油溶液，并将两种液体封装在两面均透明的圆筒型容器中。容器壁做了疏水性处理，因此水溶液会呈圆顶型聚集在容器中心部分，水溶液和矽酮油之间就会形成凸状曲面。通过施加电压改变曲面的形状即可进行对焦。即，液态透镜单元61具有正屈光力。

在一实施例中，每一个液态透镜单元61可单独被控制，改变光线的汇聚和发散实现调节后焦的效果，进而能够实现视场内局部空间的控制因此可以改善辐辏调节冲突。另外，每一个液态透镜单元61在不同的电压下呈现不同的曲率。

请参阅图5、图6和图7，分别揭露了本申请液态透镜单元61调焦过程中不同的结构示意图。在一实施例中，液体透镜单元61的形态如图5所示，光线可透过聚焦。当需要对液态透镜单元61进行调焦时，可以如图6所示，通过改变电压控制液体透镜单元61的曲率，使其曲率变大(焦距变小)，光线可透过聚焦，汇聚点较图5所示汇聚点更靠近液态透镜单元61。可以如图7所示，通过改变电压控制液体透镜单元61的曲率，使其曲率变小(焦距变大)，光线可透过聚焦，汇聚点较图5所示汇聚点更远离液态透镜单元61。

请参与图8，其揭露了本申请一实施例中近眼显示光学系统100消除辐辏调节冲突的原理分析图。对于近眼显示光学系统100，在用户使用时，无论用户看向何方，人眼101都只是盯着近眼显示光学系统100显示组件10，亦即看着相同的距离。距离人眼101的L1位置是显示组件10的虚像，A、B和C分别是近眼显示光学系统100的“屏幕”上三个物体的像。物体远近不同，视差角不同，使眼球发生转动的肌肉的紧张程度也就不同，根据这种不同的感觉，左眼1011和右眼1012能够轻易的判别远近。通过近眼显示光学系统100中两个显示组件10构建视差角，让用户能够感受到图像的物体的远近。对于现实中的物体，当我们关注到距离为L1的A物体时，人眼会调节晶状体曲率使人聚焦到A物体，相比之下距离为L2和L3的B物体和C物体相比A物体就要模糊一些，反之亦然。如图1和图2所示的近眼显示系统100中的虚像位置就始终保持不变，也就是说虽然我们通过构建视差角可以显示的物体A、B′和C′的远近，但是无论我们关注视场中的任何位置物体A、B′和C′始终是清晰的，长时间下来人眼容易产生疲劳。

但是如图3所示液态透镜阵列60的设置却可以解决这个问题。通过控制近眼显示光学系统100的显示组件10上物体B和物体C发射经过液态透镜部分的光线的发射角度，就可以控制进入人眼光线的汇聚和发散。如图8所示，控制近眼显示光学系统100的显示组件10上B物体发出的光发散，控制控制近眼显示光学系统100的显示组件10上C物体发出的汇聚就可以改善视觉的辐辏调节冲突。

请参阅图9，其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。近眼显示光学系统200可包括发出具有虚拟图像信息的光线的显示组件201、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202、置于显示组件201与透镜组件202之间且对显示组件10出射的不同视场光线的汇聚和发散状态进行调节的液态透镜阵列203以及在耦入区2041耦合经过透镜组件202的光线并在耦出区2042耦出光线的光波导204。其中，从光波导204的耦出区2042耦出的光线可在人眼中呈现图像。

具体地，在一实施例中，显示组件201可为图1中所示的显示组件10。

在一实施例中，透镜组件202可为图1中所示的透镜组件20。

在一实施例中，液态透镜阵列203可为图3中所示的液态透镜阵列60。

光波导204将光线耦合进自己的玻璃基底中，通过“全反射”原理将光传输到眼睛前方再释放出来。这个过程中光波导只负责传输图像，一般情况下不对图像本身做任何“功”(比如放大、缩小等)，可以理解为“平行光进，平行光出”。

光波导204可包括几何光波导(Geometric Waveguide)和衍射光波导(Diffractive Waveguide)。其中，几何光波导就是所谓的阵列光波导，其通过阵列反射镜堆叠实现图像的输出和动眼框的扩大。衍射光波导主要有利用光刻技术制造的表面浮雕光栅波导(Surface Relief Grating)和基于全息干涉技术制造的全息体光栅波导(Volumetric Holographic Grating)。

请参阅图10，光波导204由于设计原理不同，可将光波导204的耦入区2041和耦出区2042设置在同侧。当然，也可将光波导204的耦入区2041和耦出区2042设置在光波导204相背的两侧。例如光波导204为透射式光栅波导。

请参阅图10，其揭露了本申请另一实施例中近眼显示设备300的结构示意图。近眼显示设备300可包括近眼显示光学系统302以及安装近眼显示光学系统302的壳体301。

其中，在一实施例中，近眼显示光学系统302可为图3中所示的近眼显示光学系统100。

在一实施例中，近眼显示光学系统302可为图10中所示的近眼显示光学系统200。

接下来阐述一种改善视觉辐辏调节冲突的方法，该方法可应用于上述近眼显示光学系统中，也可以应用于上述近眼显示设备中。请参阅图11，其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。该方法可包括：

步骤S1101：在焦平面检测用户眼球的注视位置。

对于上述实施例中提到的近眼显示光学系统以及近眼显示设备，均是在焦平面呈现图像，因此，用户看到的图像位于焦平面，而一些近眼显示设备可在焦平面处设置显示屏。

对于用户，在看向处于焦平面的图像时，采用左右眼注视图像的一个位置来达到注视目的，而被注视的位置可被称为注视位置。

在使用近眼显示光学系统或近眼显示设备时，可使用眼部追踪技术对人眼的注视位置进行追踪。

例如，在一些实施例中，可通过在近眼显示光学系统或近眼显示设备中设置摄像头，或外置摄像头。以利用摄像头采集到佩戴光学系统或近眼显示设备的用户的眼球图像，而此眼球图像在被处理后可以获取用户眼球相对于基准的运动角度，比如基准为用户眼球平视前方的状态，比如基准为用户眼球平视焦平面的显示画面时的状态。可通过获取用户眼球相对于基准的运动角度，可以确定瞳孔的旋转角度和方向，以用户眼球的球心为中心(或原点)，而在瞳孔与中心的连线长短、走向已知的情况下，在此空间内可以获取到用户瞳孔的空间坐标。将瞳孔与中心的连线延伸至焦平面即可完成眼球的注视位置的确定。

对于人眼追踪技术还可采用现有技术中已经成熟的技术方案，不再赘述。

步骤S1102：在焦平面上确定与注视位置对应的第一区域以及除第一区域之外的第二区域。

请参阅图12，其揭露了本申请一实施例中焦平面显示图像的示意图。在这里，可以看到在焦平面1201上，第一区域1201为与注视位置对应的区域，第二区域1203为整个焦平面除第一区域1202外的区域。

在一实施例中，第一区域1202与注视位置的大小一致。在一些实施例中，第一区域1202可为包括注视位置在内的区域，例如，第一区域1202可为以注视位置为圆心，半径为R的圆形区域，当然，也可以为矩形区域，也可以为多边形区域，具体可以根据实际情况设定，不做赘述。

步骤S1103：调节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。

在此实施例中，图像在第一区域上形成的图像为第一图像，图像在第二区域形成的图像为第二图像。

在此实施例中，具体可通过调节液态透镜阵列的至少局部区域的焦距，例如对至少局部区域内的液态透镜单元外加电压改变液滴的形状，进而改变每一个液态透镜单元的焦距，最终可以改变透过液态透镜阵列的光线，使得第一图像的清晰度大于第二图像的清晰度。

在一些实施例中，请参阅图12，第二区域1203至少包括依次环绕在第一区域1202周围的第一子区域1204和第二子区域1205。第一子区域1204和第二子区域1205可无缝拼接形成一个整体，当然第一子区域1204和第二子区域1205也可以为间隔设置的两个区域。第一子区域1204和第一区域1202可无缝拼接形成一个整体，当然第一子区域1204和第一区域1202也可以为间隔设置的两个区域。

可以理解地，第二区域1203还可包括第三子区域1206。也可以还包括第四子区域等。在此不做赘述。

步骤S1103可包括：

调节液态透镜阵列的焦距，使得第一子图像的清晰度大于第二子图像的清晰度。

在此实施例中，图像在第一子区域上形成的图像为第一子图像，图像在第二子区域上形成的图像为第二子图像。

在此实施例中，具体调节液态透镜阵列的至少局部区域的焦距，使得第一子图像的清晰度大于第二子图像的清晰度。

可参阅上述步骤S1103，对液态透镜阵列进行调节，进而使得第一子图像的清晰度大于第二子图像的清晰度。

其中，第一子图像为图像中与第一子区域对应的图像区域，第二子图像为图像中与第二子区域对应对应的图像区域。请参阅图12，由于一子区域1205较第二子区域1206离第一区域1202近，所以，可以使得第一子图像的清晰度大于第二子图像的清晰度。

可以理解地，在其他实施例中，请参阅图13，其揭露了本申请另一实施例中焦平面显示图像的示意图。第二区域也可以是多个局部小区域例如第一子区域1302和第二子区域1304无缝拼接而成，可先判断局部小区域所属环状区域，再根据环状区域对与局部小区域对应的图像清晰度进行调节。例如第一子区域1302所在的环状区域较第二子区域1304所在的环状区域离第一区域1202近，所以可以对液态透镜阵列进行调节，进而使得第一子图像的清晰度大于第二子图像的清晰度。

请参阅图12、图14、图15和图16，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，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，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。在使用近眼显示光学系统100，可使用眼部追踪技术对人眼101的注视位置进行追踪，以作进一步消除辐辏调节冲突判断。

例如，在确定人眼关注图14中的物体B所在位置，且当物体B对应第一区域1202，A、C分别对应第二区域1203中的两个子环状区域时，可以调节液态透镜阵列60，使得物体A、B、C在图像上的清晰度为B＞A＞C。当然，在某些实施例中，在A、C分别对应第二区域1203中的两个子环状区域时，可以调节液态透镜阵列60，使得物体A、B、C在图像上的清晰度为B＞C＞A。也可以在A、C分别对应第二区域中的同一个子环状区域时，也可使得物体A、B、C在图像上的清晰度为B＞A＝C。

例如，在确定人眼关注图12中的物体A所在位置，且当物体A对应第一区域1202，B、C分别对应第二区域1203中的两个环状区域时，可以调节液态透镜阵列60，使得物体A、B、C在图像上的清晰度为A>C＞B。当然，在某些实施例中，在B、C分别对应第二区域1203中的两个环状区域时，也可以调节液态透镜阵列60，使得物体A、B、C在图像上的清晰度为A＞B>C。也可根据B、C分别对应于第二区域1203中同一个环状区域时，使得物体A、B、C在图像上的清晰度为A＞B＝C。

例如，在确定人眼关注图15中的物体C所在位置，且当物体C对应第一区域，A、B分别对应第二区域中的两个环状区域时，可以调节液态透镜阵列60，使得物体A、B、C在图像上的清晰度为C＞A＞B。当然，在某些实施例中，可以在A、B分别对应第二区域中的两个环状区域时，使得物体A、B、C在图像上的清晰度为C>A＞B。也可在A、B对应第二区域中的同一环状区域时，使得物体A、B、C在图像上的清晰度为C＞A＝B。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所公开的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅为本申请的部分实施方式，并非因此限制本申请的保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (11)

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，还包括：

光波导，设置有耦入区以及耦出区，所述耦入区用于耦入透过所述透镜组件的所述光线，所述耦出区用于耦出所述光线。

8.根据权利要求7所述的近眼显示光学系统，其特征在于，

所述耦入区与所述耦出区位于所述光波导相背的两侧；

或，所述耦入区与所述耦出区位于所述光波导的同一侧。

9.一种近眼显示设备，其特征在于，包括壳体和权利要求1-8任一项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。

10.一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，其特征在于，所述方法包括：

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；

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；

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。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二区域至少包括依次环绕在所述第一区域周围的第一子区域和第二子区域；

所述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，包括：

调节所述液态透镜阵列的焦距，使得第一子图像的清晰度大于第二子图像的清晰度，其中，所述图像在所述第一子区域上形成的图像为所述第一子图像，所述图像在所述第二子区域上形成的图像为所述第二子图像。

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