CN114397720B - 制作多焦点镜片的方法和近眼显示设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的一种制作多焦点镜片方法和近眼显示设备,利用多组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄,得到具有多个焦点的光栅元件,不同组光在光栅记录材料上拍摄过程中光栅记录材料的倾斜角度不同;利用光栅元件(例如为HOE或者DOE)制作多焦点镜片;每一组光包括物光和参考光,不同组光中的物光对应预设的不同近视度数或者远视度数,不同组光中的参考光对应的发散角度或者汇聚角度相同,不同组光对应的焦点不同,多焦点镜片具有多个不同的焦点。在使用该多焦点镜片时,将多焦点镜片可转动的连接在近眼显示设备的显示屏幕上,随着多焦点镜片转动角度的变化,多焦点镜片将对应不同的屈光度,以适应不同人群屈光度匹配需求,提高用户体验。
Description
技术领域
本申请涉及眼镜领域,更为具体的,涉及一种制作多焦点镜片的方法和近眼显示设备。
背景技术
增强现实(augmented reality,AR)和虚拟现实(virtual reality,VR)技术是一种将虚拟世界信息融合入真实世界中的显示技术,通过近眼显示设备将虚拟图像和现实图像叠加一起映射进入人眼,将虚拟的信息应用到真实世界,被人类感官所感知。
目前,市面上有很多种近眼显示设备,例如:AR眼镜、VR眼镜等。但是目前近眼显示设备并没有针对视力有问题的人群提出特殊的设计方案,这就使得近视或远视的用户在使用近眼显示设备时不得不再佩戴一副可以矫正视力的特殊镜片,降低了用户的使用体验。虽然目前有一些针对于近视或者远视的用户使用近眼显示设备时的解决方案,但是依然存在限制了人眼自身的视场角(angle of view,FOV)、无法匹配更多不同屈光度用户的使用等问题。因此,如何提高视力有问题的人群使用近眼显示设备的用户体验仍然是一个急需解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种制作多焦点镜片的方法和近眼显示设备,基于角度复用的光栅元件制作多焦点镜片,利用多组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄,得到具有多个焦点的光栅元件,不同组光在光栅记录材料上拍摄过程中光栅记录材料的倾斜角度不同;利用光栅元件制作多焦点镜片,不同组光中的参考光对应的发散角度或者汇聚角度相同,不同组光对应的焦点不同,多焦点镜片具有多个不同的焦点。将多焦点镜片可转动的连接在近眼显示设备的显示屏幕上,随着多焦点镜片转动角度的变化,多焦点镜片将对应不同的屈光度,以适应不同人群在使用近眼显示设备时屈光度匹配需求,提高了近眼显示设备的使用效率,提高用户体验。
第一方面,提供了一种制作多焦点镜片的方法,该方法包括:利用N组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄,得到具有多个焦点的光栅元件,不同组光在该光栅记录材料上拍摄过程中,该光栅记录材料的倾斜角度不同;利用该光栅元件制作多焦点镜片;其中,该N组光中的每一组光包括物光和参考光,不同组光中的物光对应预设的不同近视度数或者远视度数,不同组光中的参考光对应的发散角度或者汇聚角度相同,不同组光对应的光栅记录材料的倾斜角度不同,不同组光对应的焦点不同,N为大于或者等于2的整数,该多焦点镜片具有N个不同的焦点。
第一方面提供的制作多焦点镜片的方法,基于角度复用的光栅元件技术制作多焦点镜片,实现镜片的屈光度可控阶梯变化。通过预设的多组光在同一片光栅记录材料进行拍摄,在该光栅记录材料上记录光栅,得到具有多个光焦点的光栅元件。不同组光在光栅记录材料上拍摄过程中,光栅记录材料的倾斜角度(预设的倾斜角度)不同。每一组光包括物光和参考光,不同组光中的参考光的发散角度或者汇聚角度相同,不同组光中的物光对应预设的不同的近视度数或者远视度数,不同组光中的物光具有不同的发散角度或者汇聚角度。每一组光均对应一个预设的焦点(或者也可以称为屈光度或者焦距),不同组光对应的焦点不同,不同组光对应光栅记录材料不同的预设倾斜角度(即光栅记录材料不同的倾斜角度对应不同的焦点),使得多组光分别对应的焦点均记录在同一片光栅记录材料上,利用这种方式可以制作出具有多个焦点的光栅元件,之后,利用该光栅元件制作多焦点镜片。
在使用该多焦点镜片过程中,将该多焦点镜片转动连接在近眼显示设备的图像显示区域之前(即该多焦点镜片位于近眼显示设备与用户的眼睛之间),该多焦点镜片的倾斜角度可变化。用户佩戴近眼显示设备观看图像时,近眼显示设备出射的光入射至该多焦点镜片上,随着多焦点镜片的倾斜角度(即光栅元件的倾斜角度)的变化,当该多焦点镜片的倾斜角度与拍摄时光栅记录材料的倾斜角度(或者预设倾斜角度)中任意一个相同时,该多焦点镜片就可以出现与该预设倾斜角度对应的衍射光,从而形成该衍射光对应的焦点以及焦距(即屈光度),实现多焦点镜片对应不同的屈光度,以适应不同人群的屈光度匹配需求。
示例性的,在本申请实施例中,光栅元件可以包括:HOE、DOE、表面浮雕光栅、超表面光栅结构中的任意一种。
示例性的,光栅记录材料可以包括:软膜材料(硬度较低)和干板材料(硬度较高);或者,光栅记录材料可以包括由银盐、光致聚合物、或者聚合物分散型液晶(例如包括HPDLC)等制成的光栅记录材料。
在第一方面一种可能的实现方式中,在利用N组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄之前,该方法还包括:确定该多焦点镜片适用的近视度数和远视度数,以及与不同的近视度数和远视度数分别对应的光栅元件的倾斜角度;根据该近视度数和远视度数、以及该光栅元件的倾斜角度,确定N个物光,不同的物光对应的光栅元件的倾斜角度不同;确定与N个物光分别对应的参考光,该参考光的个数为N个,不同的参考光对应的光栅元件的倾斜角度不同;将对应该光栅元件相同倾斜角度的物光和参考光分别进行组合,得到该N组光。
在第一方面一种可能的实现方式中,该根据该近视度数和远视度数、以及该光栅元件的倾斜角度,确定N个物光,包括:根据该近视度数和远视度数,确定与每个近视度数和远视度数分别对应的焦点,该近视度数和远视度数的个数之和为N个;根据每个近视度数和远视度数分别对应的焦点,以及与每个近视度数和远视度数分别对应的光栅元件的倾斜角度,确定与每个焦点对应的衍射光发散角度或者汇聚角度;根据每个衍射光的发散角度或者汇聚角度,确定与每个衍射光对应的物光的发散角度或者汇聚角度,该衍射光的个数为N个;根据N个物光分别对应的发散角度或者汇聚角度,确定N个物光。
在第一方面一种可能的实现方式中,利用N组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄,包括:利用激光光源产生第一光束,并将第一光束入射至第一分束镜中;第一分束镜将第一光束分为第一参考光和第一物光,第一参考光和第一物光为该N组光中的任意一组,第一分束镜将第一参考光入射至第一反射镜中,将第一物光入射至第二反射镜中,第一参考光为N个参考光中任意一个,第一物光为该N个物光中的任意一个;第一反射镜将第一参考光入射至第一空间滤波器中,第一空间滤波器将第一参考光入射至第一傅里叶透镜中,第一傅里叶透镜将第一参考光入射至第二分束镜中,第一傅里叶透镜入射至第二分束镜的第一参考光的发散角度或者汇聚角度与第一参考光的发散角度或者汇聚角度相同,第二分束镜将来自于第一傅里叶透镜的第一参考光反射至该光栅记录材料上,该光栅记录材料的倾斜角度为与第一参考光或者第一物光对应的倾斜角度;第二反射镜将第一物光入射至第二空间滤波器中,第二空间滤波器将第一物光入射至第二傅里叶透镜中,第二傅里叶透镜将第一物光入射至第二分束镜中,第二傅里叶透镜入射至第二分束镜的第一物光的发散角度或者汇聚角度与第一物光的发散角度或者汇聚角度相同,第二分束镜来将自于第二傅里叶透镜的第一物光透射至该光栅记录材料上。
在第一方面一种可能的实现方式中,该激光光源包括:红光激光光源、蓝光激光光源、绿光激光源,该方法还包括:该红光激光光源将产生的红光入射至第三反射镜中,第三反射镜将红光反射至第一二向色镜中,第一二向色镜中将该红光透射至第二二向色镜中,第二二向色镜将该红光反射至第一分束镜中;该绿光激光光源将产生的绿光入射至第一二向色镜中,第一二向色镜中将该绿光反射至第二二向色镜中,第二二向色镜将该绿光反射至第一分束镜中;该蓝光激光光源将产生的蓝光入射至第二二向色镜中,第二二向色镜将该蓝光透射至第一分束镜中。在该实现方式中,这样可以使得利用光栅记录材料制成的光栅元件在使用过程中不形成颜色差,利用波长进行复用,使用效果更好。
在第一方面一种可能的实现方式中,不同组光中的参考光均为平行光,该平行光对应的发散角度或者汇聚角度为0度。
第二方面,提供了一种多焦点镜片,该多焦点镜片是利用上述第一方面或者第一方面任一种可能的实现方式中的制作多焦点镜片的方法制成的,该多焦点镜片不同的倾斜角度对应不同的焦点,该多焦点镜片具有N个不同的焦点。
第二方面提供的多焦点镜片,在使用该多焦点镜片过程中,当光机出射的光入射至该多焦点镜片上,随着多焦点镜片的倾斜角度(即光栅元件的倾斜角度)的变化,当该多焦点镜片的倾斜角度与拍摄时光栅记录材料的倾斜角度(或者预设倾斜角度)中任意一个相同时,该多焦点镜片就可以出现与该预设倾斜角度对应的衍射光,从而形成该衍射光对应的焦点以及焦距(即屈光度),实现多焦点镜片对应不同的屈光度,以适应不同人群的屈光度匹配需求。并且,实现镜片的屈光度可控阶梯变化,实现了更小阶跃变化范围的多焦点镜片,也不易引起远视和近视切换时因屈光度变化幅度过大引起的视觉疲劳,更好的保护眼睛,提高了多焦点镜片的使用效率和用户体验。
第三方面,提供了一种近眼显示设备,该近眼显示设备包括上述第二方面提供的多焦点镜片,该多焦点镜片转动连接在该近眼显示设备的图像显示区域之前,该多焦点镜片的倾斜角度随着该多焦点镜片转动而改变,该多焦点镜片不同的倾斜角度对应不同的屈光度,该多焦点镜片具有N个不同的焦点,N为大于或者等于2的整数。
第三方面提供的近眼显示设备,该多焦点镜片可转动的固定在(或者可转动的连接在)近眼显示设备图像显示区域之前,即该多焦点镜片可转动的连接在近眼显示设备图像显示区域靠近用户眼镜的一侧(近眼显示设备与用户的眼睛之间),用户佩戴近眼显示设备观看图像时,近眼显示设备出射的光入射至该多焦点镜片上,随着多焦点镜片的倾斜角度(即光栅元件的倾斜角度)的变化,当该多焦点镜片的倾斜角度与拍摄时光栅记录材料的倾斜角度(或者预设倾斜角度)中任意一个相同时,该多焦点镜片就可以出现与该预设倾斜角度对应的衍射光,从而形成该衍射光对应的焦点以及焦距(即屈光度),实现多焦点镜片对应不同的屈光度,以适应不同人群的屈光度匹配需求。即随着多焦点镜片转动角度的变化,该多焦点镜片将对应不同的焦点,实现了多焦点镜片的屈光度可控变化,以适应不同人群在使用近眼显示设备时屈光度匹配需求,提高了近眼显示设备的使用效率,提高用户体验。
示例性的,近眼显示设备可以包括:AR设备、VR设备、XR设备、以及MR设备中的至少一种。
例如:近眼显示设备可以为HMD设备,例如:AR眼镜或者AR头盔,VR或MR眼镜,VR或MR头盔,或者VR或MR一体机,或者近眼显示设备也可以包括在以上举例头戴式虚拟显示设备中。
第四方面,提供了一种近眼显示设备的使用方法,该近眼显示设备包括上述第二方面提供的多焦点镜片,该多焦点镜片转动连接在该近眼显示设备的图像显示区域之前,该多焦点镜片的倾斜角度随着该多焦点镜片转动而改变,该多焦点镜片不同的倾斜角度对应不同的近视度数或者远视度数,该多焦点镜片具有N个不同的焦点,N为大于或者等于2的整数,该方法包括:确定用户的近视度数或者远视度数;根据用户的近视度数或者远视度数,将该多焦点镜片的倾斜角度改变至与预设的近视度数或者远视度数对应倾斜角度上,所多焦点镜片度数为与该倾斜角度对应的预设近视度数或者远视度数,该预设的近视度数或者远视度数与该用户的近视度数或者远视度数的差值小于预设的阈值。
第四方面提供的近眼显示设备的使用方法,用户佩戴近眼显示设备观看图像时,近眼显示设备出射的光入射至该多焦点镜片上,随着多焦点镜片的倾斜角度(即光栅元件的倾斜角度)的变化,当该多焦点镜片的倾斜角度与拍摄时光栅记录材料的倾斜角度(或者预设倾斜角度)中任意一个相同时,该多焦点镜片就可以出现与该预设倾斜角度对应的衍射光,从而形成该衍射光对应的焦点以及焦距(即屈光度),实现多焦点镜片对应不同的屈光度,以适应不同人群的屈光度匹配需求。
在第四方面一种可能的实现方式中,该预设的近视度数和远视度数的个数为N个,N个预设的近视度数和远视度数对应N组光,其中,每一组光包括物光和参考光,不同组光中的参考光的发散角度或者汇聚角度相同,不同组光中的物光对应预设的不同的近视度数或者远视度数,不同组光中的物光具有不同的发散角度或者汇聚角度。每一组光均对应一个预设的焦点(或者也可以称为屈光度或者焦距),不同组光对应的焦点不同,不同组光对应光栅记录材料不同的预设倾斜角度(即光栅记录材料不同的倾斜角度对应不同的焦点)。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一例制作多焦点镜片的方法的示意性流程图。
图2是本申请实施例提供的一例HOE倾斜角度的示意图。
图3是本申请实施例提供的一例在设计过程中确定物光1和参考光1的光路示意图。
图4是本申请实施例提供的一例在设计过程中确定物光2和参考光2的光路示意图。
图5是本申请实施例提供的一例在设计过程中确定物光3和参考光3的光路示意图。
图6是本申请实施例提供的一例在设计过程中确定物光4和参考光4的光路示意图。
图7是本申请实施例提供的一例参考光1和物光1在光栅记录材料上拍摄过程中光路的示意图。
图8是本申请实施例提供的一例参考光2和物光2在光栅记录材料上拍摄过程中光路的示意图。
图9是本申请实施例提供的一例参考光3和物光3在光栅记录材料上拍摄过程中光路的示意图。
图10是本申请实施例提供的一例参考光4和物光4在光栅记录材料上拍摄过程中光路的示意图。
图11是本申请实施例提供的一例用于调整多焦点镜片倾斜角度和屈光度的旋转装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
AR和VR技术是一种将虚拟世界信息融合入真实世界中的显示技术,通过近眼显示设备(例如AR设备或者VR设备)中的处理器以及光学器件(例如包括光机、阵列反射镜或二元衍射元件等)将图像整合与真实环境的光场信息叠加一起映射进入人眼,实现虚拟图像与真实环境的叠加,将虚拟的信息应用到真实世界,被人类感官所感知。随着增强现实技术的不断发展,各种近眼显示设备不断迭代跟新刷新人们的视野。
现今随着科学技术的不断发展,各种各样的电子产品占据了人们的生活,频繁的使用这些电子产品,导致用眼健康问题日益严重。据调研,当前仅中国就有大约4.5亿人需要长期配戴眼镜,但是目前近眼显示设备并没有针对视力有问题的人群提出特殊的设计方案,再加上现有的视力矫正眼镜并不是为适配近眼显示设备所制造和匹配,这就使得近视或远视的人士在使用近眼显示设备时不得不再佩戴一副可以矫正视力的特殊镜片,这增加了视力矫正使用者的头部鼻梁、耳朵承受的重量,也很大程度的降低了视力矫正使用者使用近眼显示设备的舒适性和实用性,降低了视力矫正使用者使用近眼显示设备的体验。
目前,相关技术中提到的近眼显示镜片,包含至少一层光栅结构和至少一个曲面衬底,该近眼显示镜片具有光学屈光度。利用光栅结构实现虚拟三维景物的显示,利用曲面衬底(即视力矫正镜片)进行视力矫正,直接将视力矫正镜片整合到一个镜片组件中,使得由光栅衍射出的像被具有屈光度镜片调制屈光度,进而正好落在使用者的视网膜上清晰成像。但是,该技术方案由于采用的是具有屈光度的镜片进行屈光度匹配调整,所以只能具有一个屈光度(或者也可以称为焦点),只对应(或者适用于)一个近视度数或者远视度数。由于不同的用户可能具有不同的近视或者远视度数(即具有不同的屈光度),或者,同一个用户在使用过程中屈光度发生变化后,该近眼显示镜片将不再适用,用户需要更换新的近眼显示镜片,造成使用范围受限,用户体验差。
另外,相关技术中还提到:可以将具有屈光度矫正的全息介质膜分为三个不同屈光度的区域,将该全息介质膜贴附在近眼显示镜片上。在显示虚拟图像的同时,对显示环境在三个不同镜片区域所成的图像进行三个不同屈光度矫正成像,以适应不同屈光度的用户佩戴时的屈光度适配问题。但是,该技术采用分区域多焦点(屈光度)的方式对不同屈光度的使用者情况进行适配,由于在使用该眼镜时永远只能同时使用一个区域的面积,大大限制了人眼自身的视场角(angle of view,FOV),影响实际场景中的使用。另外,受制于镜片面积有限,可分的区域个数总是有限制的,将全息介质膜分为三个具有不同焦距的区域,只对应(或者适用于)三个不同的度数(包括近视度数和/或远视度数),无法实现更多焦距(或者焦点)的观测区域,由于不同的用户可能具有不同的近视或者远视度数(即具有不同的屈光度),不同用户的近视度数或者远视度数很有可能与该近眼显示镜片适用的度数不匹配;或者,同一个用户在使用过程中屈光度发生变化后,导致该用户的近视度数或者远视度数很有可能与该近眼显示镜片适用的度数不匹配,该近眼显示镜片将不再适用,用户需要更换新的近眼显示镜片,造成使用范围受限,用户体验差。
鉴于此,本申请提供了一种制作多焦点镜片的方法和近眼显示设备,利用本申请提供的制作多焦点镜片的方法制得制作多焦点镜片可以应用于近眼显示设备中。
本申请提供的制作多焦点镜片方法,基于角度复用的光栅元件技术制作多焦点镜片,实现镜片的屈光度可控阶梯变化。通过预设的多组光在同一片光栅记录材料进行拍摄,在该光栅记录材料上记录光栅,得到具有多个光焦点(光焦点也可以称为焦点)的光栅元件(光栅元件也可以称为:光栅薄膜、光栅光学元件等)。不同组光在光栅记录材料上拍摄过程中,光栅记录材料的倾斜角度(预设的倾斜角度)不同。每一组光包括物光和参考光,不同组光中的参考光的发散角度或者汇聚角度相同,不同组光中的物光对应预设的不同的近视度数或者远视度数,不同组光中的物光具有不同的发散角度或者汇聚角度。每一组光均对应一个预设的焦点(或者也可以称为屈光度或者焦距),不同组光对应的焦点不同,不同组光对应光栅记录材料不同的预设倾斜角度(即光栅记录材料不同的倾斜角度对应不同的焦点),使得多组光分别对应的焦点均记录在同一片光栅记录材料上,利用这种方式可以制作出具有多个焦点的光栅元件,之后,利用该光栅元件制作多焦点镜片。
在使用该多焦点镜片过程中,将该多焦点镜片转动连接在近眼显示设备的图像显示区域之前(即该多焦点镜片位于近眼显示设备与用户的眼睛之间),该多焦点镜片的倾斜角度可变化。用户佩戴近眼显示设备观看图像时,近眼显示设备出射的光入射至该多焦点镜片上,随着多焦点镜片的倾斜角度(即光栅元件的倾斜角度)的变化,当该多焦点镜片的倾斜角度与拍摄时光栅记录材料的倾斜角度(或者预设倾斜角度)中任意一个相同时,该多焦点镜片就可以出现与该预设倾斜角度对应的衍射光,从而形成该衍射光对应的焦点以及焦距,实现了多焦点镜片对应不同的屈光度,使得多焦点镜片的屈光度可控变化,以适应不同人群在使用近眼显示设备(例如AR眼镜、VR眼镜等)时屈光度匹配需求,提高了近眼显示设备的使用效率,提高用户体验。
示例性的,本申请实施例提供的近眼显示设备可以包括:AR设备、VR设备、扩展现实(extended reality,XR)设备、以及混合现实(mixed reality,MR)设备中的至少一种。
在具体实现中,本申请实施例提供的近眼显示设备可以为头戴式显示(Head-mounted display,HMD)设备,例如:AR眼镜或者AR头盔。VR或MR眼镜,VR或MR头盔,或者VR或MR一体机,或者近眼显示设备也可以包括在以上举例头戴式虚拟显示设备中。需要说明的是,在一些实施例中,近眼显示设备还可以用于支持混合现实技术的实现。
可选的,在本申请实施例中,光栅元件可以包括:全息光学元件(holographicoptical elements,HOE)、衍射光学元件(difractive optical element,DOE)、表面浮雕光栅、超表面光栅结构中的任意一种。但应该理解的是,这不应该对应本申请实施例中的光栅元件产生限制,例如,在本申请的其他实施例中,该光栅元件还可以为其它类型或者形式的光栅元件等。本申请实施例在此不作限制。
下面结合具体的例子说明本申请提供的制作多焦点镜片的方法。
下文的描述中,将以光栅元件为HOE为例具体说明本申请的方法,但应该理解的是,这不应该对应本申请实施例中的光栅元件产生限制。例如,在本申请的其他实施例中,该光栅元件还可以为DOE、表面浮雕光栅或者超表面光栅结构等。本申请实施例在此不作限制。
图1所示的为一例本申请提供的制作多焦点眼镜镜片的方法的示意性流程图。如图1所示的,该方法包括:S110至S140。
S110:确定多焦点镜片适用的近视度数和远视度数,以及预设的与不同度数分别对应的HOE的倾斜角度。
在本申请实施例中,可以预设该多焦点镜片适用的不同近视度数以及远视度数,其中,近视度数的值可以包括多个不同的近视度数,远视度数的值也可以包括多个不同的远视度数。
示例性的,假设:预设的多焦点镜片适用度数为:300度的近视度数、500度的近视度数、300度的近视度数、500度的远视。
在本申请实施例中,还可以预设与每个适用度数分别对应的光栅元件(以HOE为例)的倾斜角度。
可选的,在本申请实施例中,由于HOE为片状材料,因此,HOE的倾斜角度可以理解为:HOE转动(或者旋转)之前所在的平面与HOE转动之后所在的平面,这两个平面之间的夹角。例如,HOE转动之前和HOE转动后分别所在的平面相交于一条线(称为共线),在两个平面内分别作垂直于这条共线的直线,这两条直线的夹角即为HOE的倾斜角度。
可选的,在本申请实施例中,HOE转动(或者旋转)之前所在的平面可以垂直与水平面,即HOE转动之前垂直放置。例如,图2所示的为一例HOE倾斜角度的示意图。图2中所示的为HOE转动之前垂直放置的情况,图2中的a图为HOE顺时针旋转后的倾斜角度α示意图,图2中的b图所示的为HOE逆时针旋转后的倾斜角β度示意图。
下文的示例中,以HOE转动之前垂直放置为例进行说明,但是这不应该对本申请实施例造成任何限制。在本申请的其他实施例中,HOE转动之前也可以不是垂直放置。
示例性的,假设:HOE顺时针旋转后的倾斜角度对应近视度数,HOE逆时针旋转后的倾斜角度对应远视度数,并且,假设:
HOE顺时针旋转1度,对应300度的近视度数;
HOE顺时针旋转2度,对应500度的近视度数;
HOE逆时针旋转1度,对应300度的远视度数;
HOE逆时针旋转2度,对应500度的远视度数。
应该理解,上述预设的近视度数以及远视度数的值,以及近视度数以及远视度数与HOE倾斜角度之间的对应关系仅仅是示例性的,不应该对本申请的实施例造成任何限制。例如:在本申请其他实施例中,还可以设置:HOE顺时针旋转后的倾斜角度对应远视度数,HOE逆时针旋转后的倾斜角度对应近视度数;或者,还可以设置不同近视度数以及远视度数对应其他数值的倾斜角度等。本申请实施例在此不作限制。
S120:根据预设的近视度数以及远视度数、以及预设的与不同度数分别对应的HOE的倾斜角度,确定多个不同的物光。
在一些可能的实施例中,S120可以包括如下步骤S121至步骤S123。
S121,根据预设的多焦点镜片适用的近视度数以及远视度数,确定不同度数分别对应的焦点和焦距。
例如,可以根据如下的公式(1)和公式(2)确定多个不同的焦距。
S=100×D (2)
在公式(1)中,f表示焦距,在公式(1)和公式(2)中,D表示屈光度,在公式(2)中,S表示眼镜的度数。其中,对于近视度数而言,f和D均为负值,表示该镜片设置为近视镜(或者凹透镜),不会有实焦点,此时该镜片的焦点为虚焦点,焦距为虚焦点的焦距。对于远视度数而言,f和D均为正值,表示该镜片设置为远视镜(或者凸透镜),存在实焦点,焦距为实焦点的焦距。
由于多焦点镜片适用的近视度数以及远视度数是可以提前确定的,因此,可以根据预设的近视度数以及远视度数S,确定屈光度,根据计算出的屈光度,进一步确定不同度数分别对应的焦距。
例如,结合上述的例子:预设的适用度数为:300度的近视度数、500度的近视度数、300度的近视度数、500度的远视。
对于300度的近视度数,利用公式(1)和(2)计算得到:f1=-0.333m,D1=-3;
对于500度的近视度数,利用公式(1)和(2)计算得到:f2=-0.2m,D2=-5;
对于300度的远视度数,利用公式(1)和(2)计算得到:f3=0.333m,D3=3;
对于500度的远视度数,利用公式(1)和(2)计算得到:f4=0.2m,D4=5。
示例性的,在本申请实施例中,焦距f1对应的焦点用F1表示,焦距f2对应的焦点用F2表示,焦距f3对应的焦点用F3表示,焦距f4对应的焦点用F4表示。F1对应的是300度的近视度数,为虚焦点,F2对应的是500度的近视度数,为虚焦点,F3对应的是300度的远视度数,为实焦点,F4对应的是500度的远视度数,为实焦点。
焦点F1距离光栅元件(以HOE为例)的距离(焦距f1)为0.333m,焦点F2距离HOE的距离(焦距f2)为0.2m,焦点F1和焦点F2为虚焦点,是由衍射光边界的反向延长线确定,位于HOE(或者多焦点镜片)远离人眼的一侧。焦点F3距离HOE的距离(焦距f3)为0.333m,焦点F4距离HOE的距离(焦距f4)为0.2m。焦点F3和焦点F4为实焦点,是由衍射光边界的延长线确定,位于HOE(多焦点镜片)靠近人眼的一侧。
S122,根据不同的度数分别对应的焦点或者焦距,以及不同度数分别对应的HOE的倾斜角度,确定不同的衍射光分别对应的发散角度或者汇聚角度。
可以理解的是,不同的焦点对应的衍射光的发散角度或者汇聚角度是不同的。
在本申请一些可能的实施例中,预设制作的HOE面积区域是可以确定的,并且,预设的与不同度数分别对应的HOE或者DOE的倾斜角度也是确定的。例如,图3所示的为一例在设计过程中确定物光1和参考光1的光路示意图,图3所示的过程可以理解为是在HOE设计阶段过程的光路图,并非使用由该HOE制作的眼镜时的实际光路图。
如图3所示的,HOE中带有阴影的部分为预设制作的HOE面积区域(或者也可称为HOE的有效面积区域),HOE面积区域是提前设定的,并且,预设的与不同度数分别对应的HOE的倾斜角度也是确定的,因此,根据已知的多个不同的焦点或者焦距,就可以确定出衍射光的边界线,进而可以确定衍射光的汇聚角度或发散角度。
其中,图3中所示的为:HOE顺时针旋转1度(HOE的倾斜角度为正的1度),对应300度的近视度数时物光1的光路示意图。
如图3所所示的,结合上述的例子,已经确定了F1(或者f1),则可以确定与F1对应的衍射光1的边界线,如图3中所示的,进一步的根据衍射光1的边界线,可以确定衍射光1的发散角。如图3所示的,角1表示与F1对应的衍射光1的发散角。
图4所示的为另一例在设计过程中确定物光2和参考光2的光路示意图,图4所示的过程可以理解为是在HOE设计阶段过程的光路图,并非使用由该HOE制作的眼镜时的实际光路图。
如图4所示的,HOE中带有阴影的部分为预设制作的HOE面积区域(或者也可称为HOE的有效面积区域),HOE面积区域是提前设定的,并且,预设的与不同度数分别对应的HOE的倾斜角度也是确定的。其中,图4中所示的为:HOE顺时针旋转2度(HOE的倾斜角度为正的2度),对应500度的近视度数时物光2的光路示意图。
如图4所所示的,结合上述的例子,已经确定了F2(或者f2),则可以确定与F2对应的衍射光2的边界线,如图4中所示的,进一步的根据衍射光2的边界线,可以确定衍射光2的发散角。如图4所示的,角2表示与F2对应的衍射光2的发散角。
图5所示的为另一例在设计过程中确定物光3和参考光3的光路示意图,图5所示的过程可以理解为是在HOE设计阶段过程的光路图,并非使用由该HOE制作的眼镜时的实际光路图。
如图5所示的,HOE中带有阴影的部分为预设制作的HOE面积区域(或者也可称为HOE的有效面积区域),HOE面积区域是提前设定的,并且,预设的与不同度数分别对应的HOE的倾斜角度也是确定的。其中,图5中所示的为:HOE逆时针旋转1度(HOE的倾斜角度为负的1度),对应300度的远视度数时物光3的光路示意图。
如图5所所示的,结合上述的例子,已经确定了F3(或者f3),则可以确定与F3对应的衍射光3的边界线,如图5中所示的,进一步的根据衍射光3的边界线,可以确定衍射光3的汇聚角。如图5所示的,角3表示与F3对应的衍射光3的汇聚角。
图6所示的为另一例在设计过程中确定物光4和参考光4的光路示意图,图6所示的过程可以理解为是在HOE设计阶段过程的光路图,并非使用由该HOE制作的眼镜时的实际光路图。
如图6所示的,HOE中带有阴影的部分为预设制作的HOE面积区域(或者也可称为HOE的有效面积区域),HOE面积区域是提前设定的,并且,预设的与不同度数分别对应的HOE的倾斜角度也是确定的。其中,图6中所示的为:HOE逆时针旋转2度(HOE的倾斜角度为负的2度),对应500度的远视度数时物光4的光路示意图。
如图6所所示的,结合上述的例子,已经确定了F4(或者f4),则可以确定与F4对应的衍射光4的边界线,如图6中所示的,进一步的根据衍射光4的边界线,可以确定衍射光4的汇聚角。如图6所示的,角4表示与F4对应的衍射光4的汇聚角。
应该理解的是,图3、图4、图5以及图6中所示的衍射光1、衍射光2、衍射光3以及衍射光4表示的为衍射光的边界线,在实际中,角1、角2、角3以及角4均是空间圆锥角,衍射光也是一个圆锥范围的光束。
S123,根据不同的衍射光的发散角度或者汇聚角度,确定不同的物光的发散角度或者汇聚角度。
根据衍射光学的特性,使用时的衍射光的发散角度或汇聚角度是由物光的发散角度或汇聚角决定的,衍射光的边界和物光的边界共线,因此,衍射光的发散角度或汇聚角度和物光的发散角度或汇聚相等,根据衍射光的发散角度或者汇聚角度,就可以确定物光的发散角度或者汇聚角度。
例如结合上述的例子,如图3所示的,图3所示的物光1表示物光的边界线。衍射光1的边界和物光1的边界共线,这样就可以确定物光1的边界,进而确定物光1的发散角度,物光1的边界的延长线组成的夹角为角1(角1即为物光1的发散角度)。
如图4所示的,图4所示的物光2表示物光的边界线。衍射光2的边界和物光2的边界共线,这样就可以确定物光2的边界,进而确定物光2的发散角度,物光2的边界延长线组成的夹角为角2(角2即为物光2的发散角度)。
如图5所示的,图5所示的物光3表示物光的边界线。衍射光3的边界和物光3的边界共线,这样就可以确定物光3的边界,进而确定物光3的发散角度,物光3的边界的反向延长线组成的夹角为角3(角3即为物光3的汇聚角度)。
如图6所示的,图6所示的物光4表示物光的边界线。衍射光4的边界和物光4的边界共线,这样就可以确定物光4的边界,进而确定物光4的发散角度,物光4的边界的反向延长线组成的夹角为角4(角4即为物光4的汇聚角度)。
物光的发散角度或者汇聚角度确定之后,物光便随之确定了,这样,就确定出了四个不同的物光。
S130,确定与多个物光分别对应的参考光,不同的参考光对应的HOE的倾斜角度不同,不同的参考光对应相同的发散角度或者汇聚角度。
在本申请实施例中,由于该多焦点镜片适用于近眼显示设备中,而用于佩戴近眼显示设备时距离被观看物体一般距离比较远,因此,可以认为:被观看物体反射至该多焦点镜片上的光的发散角度或者汇聚角度是相同的,即被观看物体距离该多焦点镜片的距离也是相同的。
在下文的示例中,将以被观看物体反射至该多焦点镜片上的光的发散角度或者汇聚角度为0度,即被观看物体反射至该多焦点镜片上的光为平行光为例进行说明。但应该理解的是,在本申请的其他实施例中,被观看物体反射至该多焦点镜片上的光还可以不是平行光,其发散角度或者汇聚角不是0度。
例如,结合上述的例子,确定出来的物光分别为:物光1、物光2、物光3、物光4,
则与物光1对应的参考光为参考光1,如图3所示的,参考光1对应的HOE倾斜角度为顺时针旋转1度;与物光2对应的参考光为参考光2,如图4所示的,参考光2对应的HOE倾斜角度为顺时针旋转2度;与物光3对应的参考光为参考光3,如图5所示的,参考光3对应的HOE倾斜角度为逆时针旋转1度;与物光4对应的参考光为参考光4,如图6所示的,参考光4对应的HOE倾斜角度为顺时针旋转2度。其中,参考光1、参考光2、参考光3、参考光4均为平行光。参考光的个数和物光的个数是相同的。
可以理解的是,S110至S130描述的过程为HOE设计阶段的过程。
在S130之后,便可以确定出多组光,每组光包括物光和参考光,不同组光中的参考光对应的发散角度或者汇聚角度相同,不同组光对应的HOE的倾斜角度不同,不同组光对应的焦点不同。
示例性的,结合上述的例子,则可以设置:参考光1和物光1设置为一组,参考光1设置为平行光,物光1设置为虚焦距f1为33.3cm、发散角为图3中所示的角1的发散光;参考光1和物光1对应的HOE倾斜角度为顺时针旋转1度。
参考光2和物光2设置为一组,参考光2设置为设置为平行光,物光2设置为虚焦距f2为20cm、发散角为图4中所示的角2的发散光;参考光2和物光2对应的HOE倾斜角度为顺时针旋转2度。
参考光3和物光3设置为一组,参考光3设置为平行光,物光3设置为焦距f3为33.3cm、汇聚角度为图5中所示的角3的汇聚光;参考光3和物光3对应的HOE倾斜角度为逆时针旋转1度。
参考光4和物光4设置为一组,参考光4设置为平行光,物光4设置为焦距f4为20cm、汇聚角度为图6中所示的角4的汇聚光;参考光4和物光4对应的HOE倾斜角度为逆时针旋转2度。
S140:利用多组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄,在该光栅记录材料上记录光栅,得到具有多个光焦点的HOE,不同组光在光栅记录材料上拍摄过程中光栅记录材料的倾斜角度不同,不同组光对应的焦点不同。
示例性的,在本申请实施例中,光栅记录材料按照材料本身的硬度不同可以分为:软膜材料(硬度较低)和干板材料(硬度较高);按成分和反应机制可分为:由银盐、光致聚合物、或者聚合物分散型液晶(例如包括HPDLC)等制成的光栅记录材料。应该理解的是,在本申请其他实施例中,光栅记录材料也可以由其他类似的材料制备而成,本申请实施例在此不作限制。
还应理解,在本申请其他实施例中,按照光栅记录材料制作和曝光的工艺不同,对光栅记录材料经过曝光(拍摄)后得到的光栅元件还可以为DOE、表面浮雕光栅或者超表面光栅结构等,本申请实施例在此不作限制。下文的示例中,将以在光栅记录材料上经过曝光后得到的光栅元件为HOE为例进行说明。
应该理解,在本申请实施例中,光栅记录材料的倾斜角度、由该光栅记录材料制成的光栅元件的倾斜角度、以及由该光栅元件制成的多焦点镜片的倾斜角度均是相同的。换句话说,在设计过程中预设的光栅元件(例如HOE)的倾斜角度决定了在拍摄过程中光栅记录材料的倾斜角度,从而也就决定了由该光栅元件制成的多焦点镜片在使用过程中的倾斜角度。
例如,结合上述的例子,得到四组光,其中,参考光1和物光1设置为一组,参考光1和物光1对应的光栅记录材料的倾斜角度为顺时针旋转1度;参考光2和物光2设置为一组,参考光1和物光1对应的光栅记录材料的倾斜角度为顺时针旋转2度;参考光3和物光3设置为一组,参考光3和物光3对应的光栅记录材料的倾斜角度为逆时针旋转1度;参考光4和物光4设置为一组,参考光4和物光4对应的光栅记录材料的倾斜角度为逆时针旋转2度。
图7所示的为本申请提供的一例参考光1和物光1在光栅记录材料上拍摄过程中光路的示意图,图7中所示的光栅记录材料的倾斜角度为顺时针旋转1度。
如图7所示的,激光器B用于产生蓝光,激光器G用于产生绿光,激光器R用于产生红光。激光器R产生红光入射至第三反射镜,经过第三反射镜的反射后入射至第一二向色镜,激光器G产生绿光也入射至第一二向色镜,第一二向色镜用于反射绿光,透射红光,因此,第一二向色镜出射的光为红光和绿光。第一二向色镜出射红光和绿光入射至第二二向色镜中。激光器B产生蓝光也入射至第二二向色镜中,第二二向色镜用于透射蓝光,反射红光和绿光,因此,第二二向色镜出射的光为蓝光、红光和绿光,换句话说,第二二向色镜将蓝光、红光和绿光合为一路光。第二二向色镜出射的光(包括蓝光、红光和绿光)入射至第一分束镜中,第一分束镜将来自于第二二向色镜的光进行分束,分为参考光1和物光1。
物光1入射至第二反射镜上,经过第二反射镜的反射后入射至第二空间滤波器中,第二空间滤波器将物光1进行滤波和扩束,并将滤波和扩束后的物光1入射至第二傅里叶透镜中,通过调整第二空间滤波器和第二傅里叶透镜之间的相对位置,使得第二傅里叶透镜出射的物光1的发散角等于图3中所示的角1。第二傅里叶透镜出射的物光1入射至第二分束镜中,第二分束镜将来自于第二傅里叶透镜的物光1进行透射,并将透射后的物光1入射至光栅记录材料上(光栅记录材料倾斜角度为顺时针旋转1度),入射至光栅记录材料上的物光1的边界的反向延长线将在光栅记录材料的左边相交于一点,这个点相当于图3中的焦点F1。
参考光1入射至衰减片中,对参考光1的光强进行衰减,衰减片将强度衰减后的参考光1入射至第一反射镜上,经过第一反射镜的反射后入射至第一空间滤波器中,第一空间滤波器将参考光1进行滤波和扩束,并将滤波和扩束后的参考光1入射至第一傅里叶透镜中,通过调整第一空间滤波器和第一傅里叶透镜之间的相对位置,使得第一傅里叶透镜出射的参考光1为平行光。第一傅里叶透镜出射的参考光1入射至第二分束镜中,第二分束镜将来自于第一傅里叶透镜的参考光进行反射,使得反射后的参考光1入射至光栅记录材料上。
应理解,图7中所示的衰减片为可选的,即图7中光路结构中也可以不包括衰减片。其中,衰减片用于调整参考光1的光强,使得反射至光栅记录材料的参考光1和透射至光栅记录材料上的物光1的光强度相同。
通过图7所示的方式,便完成了将参考光1和物光1拍摄在光栅记录材料上。换句话说,在经过图7所示的拍摄过程(或者也可以称为曝光过程)之后,在光栅记录材料上便记录上了全息光栅,图7所示的拍摄过程也可以称为全息曝光。
在经过图7所示的拍摄过程之后,该光栅记录材料对应的焦点为图3中所示的虚焦点F1,焦距f1=-33.3cm,屈光度为-3。使用由该光栅记录材料制成的镜片时,当该镜片的倾斜角度(或者光栅记录材料的倾斜角度)为顺时针方向的一度时,该镜片对应为300度的近视镜。
结合上述的例子,参考光2和物光2设置为一组,参考光2设置为平行光,物光2设置为虚焦距f2为20cm、发散角为图4中所示的角2的发散光,参考光2和物光2对应的光栅记录材料倾斜角度为顺时针旋转2度。在参考光1和物光1在光栅记录材料上拍摄完成之后,将参考光2和物光2在该光栅记录材料上继续进行拍摄,即同一片光栅记录材料上分别拍摄参考光1和物光1、以及参考光2和物光2。图8所示的为本申请提供的一例参考光2和物光2在光栅记录材料上拍摄过程中光路的示意图。其中,图8中所示的光栅记录材料为已经经过图7所示的方式进行拍摄之后得到的光栅记录材料。图8中所示的光栅记录材料的倾斜角度为顺时针旋转2度。
如图8所示的,激光器B用于产生蓝光,激光器G用于产生绿光,激光器R用于产生红光。激光器R产生红光入射至第三反射镜,经过第三反射镜的反射后入射至第一二向色镜,激光器G产生绿光也入射至第一二向色镜,第一二向色镜用于反射绿光,透射红光,因此,第一二向色镜出射的光为红光和绿光。第一二向色镜出射红光和绿光入射至第二二向色镜中,激光器B产生蓝光也入射至第二二向色镜中,第二二向色镜用于透射蓝光,反射红光和绿光,因此,第二二向色镜出射的光为蓝光、红光和绿光,换句话说,第二二向色镜将蓝光、红光和绿光合为一路光。第二二向色镜出射的光(包括蓝光、红光和绿光)入射至第一分束镜中,第一分束镜将来自于第二二向色镜的光进行分束,分为参考光2和物光2。
物光2入射至第二反射镜上,经过第二反射镜的反射后入射至第二空间滤波器中,第二空间滤波器将物光2进行滤波和扩束,并将滤波和扩束后的物光2入射至第二傅里叶透镜中,通过调整第二空间滤波器和第二傅里叶透镜之间的相对位置,使得第二傅里叶透镜出射的物光2的发散角等于图4中所示的角2。第二傅里叶透镜出射的物光2入射至第二分束镜中,第二分束镜将来自于第二傅里叶透镜的物光2进行透射,并将透射后的物光2入射至光栅记录材料上(光栅记录材料倾斜角度为顺时针旋转2度),入射至光栅记录材料上的物光2的边界的反向延长线将在光栅记录材料的左边相交于一点,这个点相当于图4中的虚焦点F2。
参考光2入射至衰减片中,对参考光2的光强进行衰减,衰减片将强度衰减后的参考光2入射至第一反射镜上,经过第一反射镜的反射后入射至第一空间滤波器中,第一空间滤波器将参考光2进行滤波和扩束,并将滤波和扩束后的参考光2入射至第一傅里叶透镜中,通过调整第一空间滤波器和第一傅里叶透镜之间的相对位置,使得第一傅里叶透镜出射的参考光2为平行光。第一傅里叶透镜出射的参考光2入射至第二分束镜中,第二分束镜将来自于第一傅里叶透镜的参考光进行反射,使得反射后的参考光2入射至光栅记录材料上。
应理解,图8中所示的衰减片为可选的,即图8中光路结构中也可以不包括衰减片。
通过图8所示的拍摄过程之后,便完成了将参考光2和物光2拍摄在光栅记录材料上。换句话说,在经过图8所示的拍摄过程之后,光栅记录材料对应的焦点包括:图3中所示的虚焦点F1,焦距f1=33.3cm,屈光度为-3,以及图4中所示的虚焦点F2,焦距f2=20cm,屈光度为-5。使用由该光栅记录材料制成的镜片时,当该镜片的倾斜角度(或者光栅记录材料的倾斜角度)为顺时针方向的1度时,该镜片对应为300度的近视镜;当该镜片的倾斜角度(或者光栅记录材料的倾斜角度)为顺时针方向的2度时,该镜片对应为500度的近视镜。
结合上述的例子,参考光3和物光3设置为一组,参考光3设置为平行光,物光3设置为焦距f3为33.3cm、汇聚角度为图5中所示的角3的汇聚光。参考光3和物光3对应的光栅记录材料倾斜角度为逆时针旋转1度。在参考光1和物光1、以及参考光2和物光2在同一片光栅记录材料上拍摄完成之后,将参考光3和物光3在该光栅记录材料上继续进行拍摄,即在同一片光栅记录材料上分别拍摄参考光1和物光1、参考光2和物光2、以及参考光3和物光3。图9所示的为本申请提供的一例参考光3和物光3在光栅记录材料上拍摄过程中光路的示意图。其中,图9中所示的光栅记录材料为已经经过图8所示的方式进行拍摄之后得到的光栅记录材料。图9中所示的光栅记录材料倾斜角度为逆时针旋转1度。
如图9所示的,激光器B用于产生蓝光,激光器G用于产生绿光,激光器R用于产生红光。激光器R产生红光入射至第三反射镜,经过第三反射镜的反射后入射至第一二向色镜,激光器G产生绿光也入射至第一二向色镜,第一二向色镜用于反射绿光,透射红光,因此,第一二向色镜出射的光为红光和绿光。第一二向色镜出射红光和绿光入射至第二二向色镜中,激光器B产生蓝光也入射至第二二向色镜中,第二二向色镜用于透射蓝光,反射红光和绿光,因此,第二二向色镜出射的光为蓝光、红光和绿光,换句话说,第二二向色镜将蓝光、红光和绿光合为一路光。第二二向色镜出射的光(包括蓝光、红光和绿光)入射至第一分束镜中,第一分束镜将来自于第二二向色镜的光进行分束,分为参考光3和物光3。
物光3入射至第二反射镜上,经过第二反射镜的反射后入射至第二空间滤波器中,第二空间滤波器将物光3进行滤波和扩束,并将滤波和扩束后的物光3入射至第二傅里叶透镜中,通过调整第二空间滤波器和第二傅里叶透镜之间的相对位置,使得第二傅里叶透镜出射的物光3的汇聚角度等于图5中所示的角3。第二傅里叶透镜出射的物光3入射至第二分束镜中,第二分束镜将来自于第二傅里叶透镜的物光3进行透射,并将透射后的物光3入射至光栅记录材料上(光栅记录材料倾斜角度为逆时针旋转1度),入射至光栅记录材料上的物光3的边界的延长线将在光栅记录材料的右边相交于一点,这个点相当于图5中的焦点F3。
参考光3入射至衰减片中,对参考光3的光强进行衰减,衰减片将强度衰减后的参考光3入射至第一反射镜上,经过第一反射镜的反射后入射至第一空间滤波器中,第一空间滤波器将参考光3进行滤波和扩束,并将滤波和扩束后的参考光3入射至第一傅里叶透镜中,通过调整第一空间滤波器和第一傅里叶透镜之间的相对位置,使得第一傅里叶透镜出射的参考光3为平行光。第一傅里叶透镜出射的参考光3入射至第二分束镜中,第二分束镜将来自于第一傅里叶透镜的参考光进行反射,使得反射后的参考光3入射至光栅记录材料上。
通过图9所示的拍摄过程之后,便完成了将参考光3和物光3拍摄在光栅记录材料上。换句话说,在经过图9所示的拍摄过程之后,该光栅记录材料对应的焦点包括:图3中所示的虚焦点F1,焦距f1=33.3cm,屈光度为-3;图4中所示的虚焦点F2,焦距f2=20cm,屈光度为-5;图5中所示的焦点F3,焦距f3=33.3cm,屈光度为3。使用由该光栅记录材料制成的镜片时,当该镜片的倾斜角度(或者光栅记录材料的倾斜角度)为顺时针方向的1度时,该镜片对应为300度的近视镜;当该镜片的倾斜角度(或者光栅记录材料的倾斜角度)为顺时针方向的2度时,该镜片对应为500度的近视镜;当该镜片的倾斜角度(或者光栅记录材料的倾斜角度)为逆时针方向的1度时,该镜片对应为300度的远视镜。
结合上述的例子,参考光4和物光4设置为一组,参考光4设置为平行光,物光4设置为焦距f3为20cm、汇聚角度为图6中所示的角4的汇聚光,参考光4物光4应的光栅记录材料倾斜角度为逆时针旋转2度。在参考光1和物光1、参考光2和物光2、以及参考光3和物光3在同一片光栅记录材料上拍摄完成之后,将参考光4和物光4在该光栅记录材料上继续进行拍摄,即在同一片光栅记录材料上分别拍摄参考光1和物光1、参考光2和物光2、参考光3和物光3、以及参考光4和物光4。图10所示的为本申请提供的一例参考光4和物光4在光栅记录材料上拍摄过程中光路的示意图。其中,图10中所示的光栅记录材料为已经经过图9所示的方式进行拍摄之后得到的光栅记录材料。图10中所示的光栅记录材料倾斜角度为逆时针旋转2度。
如图10所示的,激光器B用于产生蓝光,激光器G用于产生绿光,激光器R用于产生红光。激光器R产生红光入射至第三反射镜,经过第三反射镜的反射后入射至第一二向色镜,激光器G产生绿光也入射至第一二向色镜,第一二向色镜用于反射绿光,透射红光,因此,第一二向色镜出射的光为红光和绿光。第一二向色镜出射红光和绿光入射至第二二向色镜中,激光器B产生蓝光也入射至第二二向色镜中,第二二向色镜用于透射蓝光,反射红光和绿光,因此,第二二向色镜出射的光为蓝光、红光和绿光,换句话说,第二二向色镜将蓝光、红光和绿光合为一路光。第二二向色镜出射的光(包括蓝光、红光和绿光)入射至第一分束镜中,第一分束镜将来自于第二二向色镜的光进行分束,分为参考光4和物光4。
物光4入射至第二反射镜上,经过第二反射镜的反射后入射至第二空间滤波器中,第二空间滤波器将物光4进行滤波和扩束,并将滤波和扩束后的物光4入射至第二傅里叶透镜中,通过调整第二空间滤波器和第二傅里叶透镜之间的相对位置,使得第二傅里叶透镜出射的物光4的汇聚角度等于图5中所示的角3。第二傅里叶透镜出射的物光4入射至第二分束镜中,第二分束镜将来自于第二傅里叶透镜的物光4进行透射,并将透射后的物光4入射至光栅记录材料上(光栅记录材料倾斜角度为逆时针旋转1度),入射至光栅记录材料上的物光4的边界的延长线将在光栅记录材料的右边相交于一点,这个点相当于图6中的焦点F4。
参考光4入射至衰减片中,对参考光4的光强进行衰减,衰减片将强度衰减后的参考光4入射至第一反射镜上,经过第一反射镜的反射后入射至第一空间滤波器中,第一空间滤波器将参考光4进行滤波和扩束,并将滤波和扩束后的参考光4入射至第一傅里叶透镜中,通过调整第一空间滤波器和第一傅里叶透镜之间的相对位置,使得第一傅里叶透镜出射的参考光4为平行光。第一傅里叶透镜出射的参考光4入射至第二分束镜中,第二分束镜将来自于第一傅里叶透镜的参考光进行反射,使得反射后的参考光4入射至光栅记录材料上。
通过图10所示的拍摄过程之后,便完成了将参考光4和物光4拍摄在光栅记录材料上。换句话说,在经过图10所示的拍摄过程之后,光栅记录材料对应的焦点包括:图3中所示的虚焦点F1,焦距f1=-33.3cm,屈光度为-3;图4中所示的虚焦点F2,焦距f2=-20cm,屈光度为-5;图5中所示的焦点F3,焦距f3=33.3cm,屈光度为3;图6中所示的焦点F4,焦距f4=20cm,屈光度为5。
通过图10所示的拍摄过程之后,便得到了光栅元件HOE,使用由HOE制成的镜片时,当该镜片的倾斜角度(或者HOE的倾斜角度)为顺时针方向的1度时,该镜片对应为300度的近视镜;当该镜片的倾斜角度(或者HOE的倾斜角度)为顺时针方向的2度时,该镜片对应为500度的近视镜;当该镜片的倾斜角度(或者HOE的倾斜角度)为逆时针方向的1度时,该镜片对应为300度的远视镜;当该镜片的倾斜角度(或者HOE的倾斜角度)为逆时针方向的2时,该镜片对应为500度的远视镜。
可以理解的是,S140以及图7至图10所示的过程为根据S110至S130中描述的HOE设计过程制作HOE的过程。
应理解,利用多组光在光栅记录材料上进行拍摄记录时,对多组光拍摄顺序不作限制。只需要依次将多组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄,记录全息光栅或者衍射光栅即可,本申请实施例在此不作限制。
在将多组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄完成之后,便得到了具有多个焦点的光栅元件。
例如,结合上述的例子,在图10所示的拍摄过程之后,便得到了HOE,该HOE为角度复用的HOE,具有四个不同的焦点,分别为虚焦点F1、虚焦点F2、焦点F3和焦点F4,不同的焦点对应不同的屈光度。
S150,利用该HOE制作多焦点镜片。
在S150之后,便制成了基于角度复用的HOE的多焦点镜片。
例如,结合上述S110至S140中具体的例子,即在同一片光栅记录材料上进行拍摄时,使用上述示例中的四组参考光和物光,则多焦点镜片具有四个不同的焦距或者屈光度,分别对应300度的近视度数、500度的近视度数、300度的近视度数、500度的远视,不同的屈光度对应HOE不同的倾斜角度。
应理解,利用多组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄的过程中,对多组光拍摄顺序不作限制。只需要依次将多组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄即可,本申请实施例在此不作限制。
本申请实施例提供的制作多焦点镜片的方法,基于角度复用的光栅元件技术制作多焦点镜片。通过预设的多组光在同一片光栅记录材料进行拍摄,在该光栅记录材料上记录光栅,得到具有多个光焦点的光栅元件。不同组光在光栅记录材料上拍摄过程中,光栅记录材料的倾斜角度不同,每一组光包括物光和参考光,不同组光中的参考光的发散角度或者汇聚角度相同,不同组光中的物光对应预设的不同的近视度数或者远视度数,不同组光中的物光具有不同的发散角度或者汇聚角度。每一组光均对应一个预设的焦点,不同组光对应的焦点不同,不同组光对应的光栅记录材料的倾斜角度不同(即光栅记录材料不同的倾斜角度对应不同的焦点),使得多组光分别对应的焦点均记录在同一片光栅记录材料上,得到光栅元件,利用该光栅元件制作多焦点镜片。
在使用该多焦点镜片过程中,当光机出射的光入射至该多焦点镜片上,随着多焦点镜片的倾斜角度(即光栅元件的倾斜角度)的变化,当该多焦点镜片的倾斜角度与拍摄时光栅记录材料的倾斜角度(或者预设倾斜角度)中任意一个相同时,该多焦点镜片就可以出现与该预设倾斜角度对应的衍射光,从而形成该衍射光对应的焦点以及焦距(即不同的屈光度),实现多焦点镜片对应不同的屈光度,以适应不同人群的屈光度匹配需求。并且,实现镜片的屈光度可控阶梯变化,实现了更小阶跃变化范围的多焦点镜片,也不易引起远视和近视切换时因屈光度变化幅度过大引起的视觉疲劳,更好的保护眼睛,提高了多焦点镜片的使用效率和用户体验。
本申请实施例还提供了一种多焦点镜片,该多焦点镜片是利用本申请提供的任一实施例中制作多焦点镜片的方法制得的,该多焦点镜片具有多个不同的焦距(或者屈光度)。
本申请实施例还提供了一种近眼显示设备,该近眼显示设备包括本申请实施例提供的任意一种多焦点镜片。该多焦点镜片可转动的固定在(或者可转动的连接在)近眼显示设备图像显示区域之前,即该多焦点镜片可转动的连接在近眼显示设备图像显示区域靠近用户眼镜的一侧(近眼显示设备与用户的眼睛之间),该多焦点镜片的倾斜角度可变化。用户佩戴近眼显示设备观看图像时,近眼显示设备出射的光入射至该多焦点镜片上,随着多焦点镜片的倾斜角度(即光栅元件的倾斜角度)的变化,当该多焦点镜片的倾斜角度与拍摄时光栅记录材料的倾斜角度(或者预设倾斜角度)中任意一个相同时,该多焦点镜片就可以出现与该预设倾斜角度对应的衍射光,从而形成该衍射光对应的焦点以及焦距(即屈光度),实现多焦点镜片对应不同的屈光度,以适应不同人群的屈光度匹配需求,实现了多焦点镜片的屈光度可控变化,以适应不同人群在使用近眼显示设备(例如AR眼镜、VR眼镜等)时屈光度匹配需求,提高了近眼显示设备的使用效率,提高用户体验。
可选的,在本申请实施例中,作为一种可能的实现方式,该多焦点镜片可以以可拆卸的方式连接在近眼显示设备上,并且,在多焦点镜片连接在近眼显示设备上的过程中,该多焦点镜片的倾斜角度是可以改变的。换句话说,该多焦点镜片可以以可拆卸的方式、根据需要连接在任何一个近眼显示设备上,并且,通过机械结构的设计,该镜片的倾斜角度可以改变。即随着多焦点镜片转动角度的变化,该多焦点镜片将对应不同的焦点,以适应不同人群在使用近眼显示设备时屈光度匹配需求。
可选的,在本申请实施例中,作为另一种可能的实现方式,该多焦点镜片可以永久的连接在某一个近眼显示设备上,并且,在多焦点镜片连接在近眼显示设备上的过程中,该多焦点镜片的倾斜角度是可以改变的。换句话说,还多焦点镜片可以永久连接在特定的一个近眼显示设备上,并且,通过机械结构的设计,该镜片的倾斜角度可以改变,随着多焦点镜片转动角度的变化,该多焦点镜片将对应不同的焦点,以适应不同人群在使用近眼显示设备时屈光度匹配需求。
可选的,在本申请实施例中,作为又一种可能的实现方式,还可以利用该多焦点镜片制作成多焦点眼镜,该多焦点眼镜中多焦点镜片的倾斜角度是可以改变的。用户在使用近眼显示设备时,可以先佩戴该多焦点眼镜,然后再佩戴近眼显示设备(例如AR眼镜或者VR眼镜),即随着多焦点镜片转动角度的变化,该多焦点眼镜将对应不同的焦点,实现了多焦点镜片的屈光度可控变化,以适应不同人群在使用近眼显示设备时屈光度匹配需求。
例如:在实际使用中,无论是阵列波导AR眼镜、表面浮雕光栅AR眼镜、体全息波导光栅AR眼镜或是其他AR眼镜或者VR眼镜,只需要将制作的多焦点镜片可转动连接在目标AR眼镜或者VR眼镜后(AR眼镜或者VR眼镜与人眼之间),并且,可以通过机械结构的设计,使得多焦点镜片的可倾斜的角度的和预设的倾斜角度相同。
例如,结合上述S110至S140中的例子,在用户实际使用近眼显示设备的过程中,根据衍射光学的特性,当光机出射的光入射至该多焦点镜片上时,只要给予近眼显示设备上的多焦点镜片的倾斜角度和预设的倾斜角度(即拍摄时光栅记录材料的倾斜角度)相同,该多焦点镜片就会衍射出与设计过程中完全一致的衍射光1、衍射光2、衍射光3以及衍射光4,衍射光1会产生虚焦点F1,对应的焦距f1=-33.3cm,该镜片为300度的近视镜;衍射光2会产生虚焦点F2,对应的焦距f2=-20cm,该镜片为500度的近视镜;衍射光3会产生焦点F3,对应的焦距f3=33.3cm,该镜片为300度的远视镜;衍射光4会产生焦点F4,对应的焦距f4=20cm,该镜片为500度的远视镜。
例如,在实际的设计中,可以利用设置一个旋转装置,该旋转装置用于改变多焦点镜片的倾斜角度,该旋转装置包括一个旋钮,当该旋钮处于初始位置时,多焦点镜片的倾斜角度为0度,表示多焦点镜片适用于视力正常用户;该旋钮可以处于多个不同位置,不同的位置对应多焦点镜片不同的倾斜角度。旋钮的不同位置处可以存在对应的近视度数或者远视度数值,用户可以根据自己的近视度数或者远视度数,将旋钮旋转至相应的位置上。
例如,结合上述S110至S140中的例子,可知上述制作的多焦点镜片具有的四个屈光度分别为:D1=-3,D2=-5,D3=3,D4=5,即近视镜300度、近视镜500度,远视镜300度、远视镜500度。其中,300度的近视度数对应多焦点镜片顺时针旋转1度;500度的近视度数对应多焦点镜片顺时针旋转2度;300度的远视度数对应多焦点镜片逆时针旋转1度;500度的远视度数对应多焦点镜片逆时针旋转2度。在这种情况下,可以在近眼显示设备或者多焦点镜片上设置如图11所示的旋转装置,该旋转装置包括旋钮,旋钮可以处于五个不同的位置,五个位置分别对应:视力正常、近视镜300度、近视镜500度,远视镜300度、远视镜500度。当该旋钮处于初始位置时,表示多焦点镜片适用于视力正常用户,如图11中的a图所示的,此时,多焦点镜片的倾斜角度为0度;假设该用户的为300度的近视度数,用户可以将旋钮旋转至近视300度对应的位置,当将旋钮旋转至近视300度对应的位置上时,通过旋钮和其他机械构件的组合,使得多焦点镜片的倾斜角度为顺时针旋转1度,此时,该多焦点镜片的屈光度为3,即多焦点镜片为300度的近视镜,从而实现了对近眼显示设备所成图像和显示场景的图像进行屈光度匹配。利用本申请提供的近眼显示设备,可以适应不同人群在使用近眼显示设备时屈光度匹配需求,提高了近眼显示设备的使用效率,提高用户体验。
还应理解,在上述的示例中,仅仅以四组物光和参考光的复用为例进行说明,在本申请的其他实施例中,还可以复用更多组的物光和参考光在同一片光栅记录材料进行拍摄,记录光栅,得到光栅元件。
例如,假设预设的多焦点镜片的适用的近视和远视度数分别为:近视200度、近视300度、近视400度、近视500度、近视600度、远视400度、远视500度、远视600度,则可以分别设置与各个近视度数和远视度数分别对应光栅元件的倾斜角度,这样可以复用8组物光和参考光,其中,8组光中的参考光均为平行光,8组光中的物光的发散角度或者汇聚角度由不同的近视度数以及远视度数对应的焦点或者焦距确定,8组光中的参考光的发散角度或者汇聚角度均相同。利用这8组组的分别在同一片光栅记录材料进行,得到光栅元件,这样可以制得具有8个不同焦距的光栅元件,利用该光栅元件制作多焦点镜片,并将该多焦点镜片可转动的连接在近眼显示设备图像显示区域之前,从而实现近眼显示设备可以匹配更多不同的屈光度。
还应理解,在上述的示例中,以预设的HOE的倾斜角度为1度或者1度的整倍数进行说明,在本申请的其他实施例中,预设的HOE的倾斜角度的还可为其他数值或者其他粒度,例如:HOE顺时针旋转2度,对应300度的近视度数;HOE顺时针旋转5度,对应500度的近视度数;HOE逆时针旋转4度,对应300度的远视度数;HOE逆时针旋转7度,对应500度的远视度数。本申请实施例在此不作限制。
还应理解,在上述的示例中,所有组光在光栅记录材料上复用拍摄过程中都不选取光栅记录材料竖直放置的角度进行拍摄记录。在实际使用中,当一个视力正常的人在使用本申请提供的近眼显示设备时,将近眼显示设备上的多焦点镜片设置为竖直放置即可,即倾斜角为0度。在这种情况下,因为光栅记录材料复用时并未对光栅记录材料竖直放置时进行复用拍摄,所以多焦点镜片(由该光栅记录材料经拍摄后得到的光栅元件制成)竖直放置时,只是一片透明状玻璃基底器件,不具有屈光度调节功能,不影响视力正常的人使用。
还应理解,在上述的具体示例中,所有不同度数的复用拍摄过程都是使用的平行光作为参考光,是因为大部分近眼显示设备(例如AR、VR眼镜)都是将出光图像调制为平行光。在本申请另一些可能的实现方式中,在近眼显示设备的出光图像不是平行光,是发散光或汇聚光的情况下,只需要测试出近眼显示设备实际出光的发散角或汇聚角,将复用拍摄时所有的参考光更换为对应发散角或者汇聚角的发散光或者汇聚光即可。
还应理解,在上述实施例中,在光栅记录材料上进行拍摄记录的过程中,仅仅以每组参考光和物光都是使用RGB三种波长进行拍摄,这样可以使得利用光栅记录材料制成的光栅元件在使用过程中不形成颜色差,利用波长进行复用,使用效果更好。但是应该理解的是,在本申请的其他实施例中,用于产生参考光和物光的光源还可以是其它类型或者形式的光源,本申请在此不作限制。
还应理解,在本申请实施例中,根据预设的适用近视度数和远视度数,对多个不同的参考光进行分组复用,可能会存在拍摄记录过程中的分组不够精细,而实际用户的度数可能处于预设的两个度数之间的情况,例如:假设预设适用的近视度数为300和400度,而实际使用时用户的近视度数为350度。造成这种情况的原因是由于预设的适用近视度数和远视度数细分不够精细导致的。根据复用理论,复用次数是没有具体次数限制的,因此,在本申请的另一些实施例中,可以根据使用时用户不同的近视度数和远视度数,对预设的适用近视度数和远视度数进行更精细的划分,使得实际使用时用户实际的近视度数或者远视度数在预设的适用近视度数和远视度数中包含。例如,预设适用的近视度数为300度、350度和400度。这样,当实际使用时用户的近视度数为350度时,该近眼显示设备所匹配的屈光度便是预设近视度数为350度对应的屈光度。
另外,在预设的适用近视度数和远视度数细化到足够的程度时,用户实际使用时近眼显示设备时,用户实际的近视度数或者远视度数可能处于预设的两个度数之间的情况,例如:预设适用的近视度数为300度、350度和400度,用户实际的近视度数为320度,在这种情况下,用户可以选用与实际近视度数最接近的适用度数即可,例如,用户可以选择近视300度或者近视350度,通过调节部件(例如旋转装置等)将多焦点镜片调节至与近视300度或者近视350度对应的倾斜角度上后,该多焦点镜片的度数即为近视300度或者近视350度,这样也不会影响该用户的使用,因为即使屈光度调节能力不正常的人(例如为近视眼或远视眼),其眼睛本身也还是有屈光度自适应的范围(一般情况下大于或者等于50度),所以此时所引起焦点F或焦距f的变化完全在人眼(包括屈光度调节能力不正常的人)自适应的范围内,不会影响多焦点眼镜功能的实现和使用。
应理解,上述只是为了帮助本领域技术人员更好地理解本申请实施例,而非要限制本申请实施例的范围。本领域技术人员根据所给出的上述示例,显然可以进行各种等价的修改或变化,例如,上述方法各个方法中某些步骤可以是不必须的,或者可以新加入某些步骤等。或者上述任意两种或者任意多种实施例的组合。这样的修改、变化或者组合后的方案也落入本申请实施例的范围内。
还应理解,在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分,并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解,在本申请的各个实施例中,如果没有特殊说明以及逻辑冲突,不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用,不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述实施例中的对应过程,在此不再赘述。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种制作多焦点镜片的方法,其特征在于,所述方法包括:
利用N组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄,得到具有多个焦点的光栅元件,不同组光在所述光栅记录材料上拍摄过程中,所述光栅记录材料的倾斜角度不同;
利用所述光栅元件制作多焦点镜片;
其中,所述N组光中的每一组光包括物光和参考光,不同组光中的物光对应预设的不同近视度数或者远视度数,不同组光中的参考光对应的发散角度或者汇聚角度相同,不同组光对应的所述光栅记录材料的倾斜角度不同,不同组光对应的焦点不同,N为大于或者等于2的整数,所述多焦点镜片具有N个不同的焦点。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在利用N组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄之前,所述方法还包括:
确定所述多焦点镜片适用的近视度数和远视度数,以及与不同的近视度数和远视度数分别对应的所述光栅元件的倾斜角度;
根据所述近视度数和远视度数、以及所述光栅元件的倾斜角度,确定N个物光,不同的物光对应的所述光栅元件的倾斜角度不同;
确定与N个物光分别对应的参考光,所述参考光的个数为N个,不同的参考光对应的所述光栅元件的倾斜角度不同;
将对应所述光栅元件相同倾斜角度的物光和参考光分别进行组合,得到所述N组光。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述近视度数和远视度数、以及所述光栅元件的倾斜角度,确定N个物光,包括:
根据所述近视度数和远视度数,确定与每个近视度数和远视度数分别对应的焦点,所述近视度数和远视度数的个数之和为N个;
根据每个近视度数和远视度数分别对应的焦点,以及与每个近视度数和远视度数分别对应的所述光栅元件的倾斜角度,确定与每个焦点对应的衍射光发散角度或者汇聚角度;
根据每个衍射光的发散角度或者汇聚角度,确定与每个衍射光对应的物光的发散角度或者汇聚角度,所述衍射光的个数为N个;
根据N个物光分别对应的发散角度或者汇聚角度,确定N个物光。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述利用N组光在同一片光栅记录材料上进行拍摄,包括:
利用激光光源产生第一光束,并将所述第一光束入射至第一分束镜中;
所述第一分束镜将所述第一光束分为第一参考光和第一物光,所述第一参考光和第一物光为所述N组光中的任意一组,所述第一分束镜将所述第一参考光入射至第一反射镜中,将所述第一物光入射至第二反射镜中,所述第一参考光为N个参考光中任意一个,所述第一物光为所述N个物光中的任意一个;
所述第一反射镜将所述第一参考光入射至第一空间滤波器中,所述第一空间滤波器将所述第一参考光入射至第一傅里叶透镜中,所述第一傅里叶透镜将所述第一参考光入射至第二分束镜中,所述第一傅里叶透镜入射至所述第二分束镜的第一参考光的发散角度或者汇聚角度与所述第一参考光的发散角度或者汇聚角度相同,所述第二分束镜将来自于所述第一傅里叶透镜的第一参考光反射至所述光栅记录材料上,所述光栅记录材料的倾斜角度为与所述第一参考光或者所述第一物光对应的倾斜角度;
所述第二反射镜将所述第一物光入射至第二空间滤波器中,所述第二空间滤波器将所述第一物光入射至第二傅里叶透镜中,所述第二傅里叶透镜将所述第一物光入射至所述第二分束镜中,所述第二傅里叶透镜入射至所述第二分束镜的第一物光的发散角度或者汇聚角度与所述第一物光的发散角度或者汇聚角度相同,所述第二分束镜来将自于所述第二傅里叶透镜的第一物光透射至所述光栅记录材料上。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述激光光源包括:红光激光光源、蓝光激光光源、绿光激光源,所述方法还包括:
所述红光激光光源将产生的红光入射至第三反射镜中,所述第三反射镜将所述红光反射至第一二向色镜中,所述第一二向色镜中将所述红光透射至第二二向色镜中,所述第二二向色镜将所述红光反射至所述第一分束镜中;
所述绿光激光光源将产生的绿光入射至所述第一二向色镜中,所述第一二向色镜中将所述绿光反射至所述第二二向色镜中,所述第二二向色镜将所述绿光反射至所述第一分束镜中;
所述蓝光激光光源将产生的蓝光入射至所述第二二向色镜中,所述第二二向色镜将所述蓝光透射至所述第一分束镜中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,不同组光中的参考光均为平行光,所述平行光对应的发散角度或者汇聚角度为0度。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,所述光栅元件包括:HOE、DOE、表面浮雕光栅、超表面光栅结构中的任意一种。
8.一种多焦点镜片,其特征在于,所述多焦点镜片是利用权利要求1至7中任一项所述的制作多焦点镜片的方法制成的,所述多焦点镜片不同的倾斜角度对应不同的焦点,所述多焦点镜片具有N个不同的焦点。
9.一种近眼显示设备,其特征在于,所述近眼显示设备包括权利要求8所述的多焦点镜片,所述多焦点镜片转动连接在所述近眼显示设备的图像显示区域之前,所述多焦点镜片的倾斜角度随着所述多焦点镜片转动而改变,所述多焦点镜片不同的倾斜角度对应不同的焦点,所述多焦点镜片具有N个不同的焦点,N为大于或者等于2的整数。
10.一种近眼显示设备的使用方法,其特征在于,所述近眼显示设备包括权利要求8所述的多焦点镜片,所述多焦点镜片转动连接在所述近眼显示设备的图像显示区域之前,所述多焦点镜片的倾斜角度随着所述多焦点镜片转动而改变,所述多焦点镜片不同的倾斜角度对应不同的近视度数或者远视度数,所述多焦点镜片具有N个不同的焦点,N为大于或者等于2的整数,所述方法包括:
确定用户的近视度数或者远视度数;
根据所述用户的近视度数或者远视度数,将所述多焦点镜片的倾斜角度改变至与预设的近视度数或者远视度数对应倾斜角度上,所述 多焦点镜片度数为与所述倾斜角度对应的预设近视度数或者远视度数,所述预设的近视度数或者远视度数与所述用户的近视度数或者远视度数的差值小于预设的阈值。
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