一种近眼显示系统技术方案

本发明专利技术实施例涉及投影显示技术领域，公开了一种近眼显示系统，其包括用于出射包含图像信息的光束的图像显示单元，以及依次设置在图像显示单元的出光方向上的波导片和调焦单元，调焦单元包括两块阿尔瓦雷斯透镜，用于调整所述光束的成像位置，本发明专利技术实施例提供的近眼显示系统在波导片出光侧设置一由两块阿尔瓦雷斯透镜的调焦单元，能够使得真实环境和图像同时进行屈光度的调整，在不影响真实环境和图像的差异性的情况下能够满足更多的人群，且系统体积较小。

【技术实现步骤摘要】
一种近眼显示系统
本专利技术实施例涉及投影显示
，特别涉及一种近眼显示系统。
技术介绍
近眼显示系统，也称为头盔显示器，它最初起源于空军领域，主要是解决驾驶员面对飞机上日益增多的精密仪器及武器系统所收集的大量信息的困扰，利用近眼显示产品可以将各仪器仪表的所有的信息全部呈现在驾驶员前面的视场内,使驾驶员集中精力操作飞机和进行瞄准。随着技术的成熟和普及化，近眼显示系统在民用领域也有着广泛的应用，因其具有将增加的部分信息或图像与真实环境重叠，能够在同一空间和时间内同时存在的特性，其被广泛应用到消防、教育、广告、信息检索和设计交互等领域。在实现本专利技术实施例过程中，专利技术人发现以上相关技术中至少存在如下问题：随着民用的普及以及人群的复杂化，例如，不同用户的眼睛的屈光度是不同，对于产品的适用性成为一个新的挑战，由于近眼显示系统中眼睛到显示系统的空间有限，因此在增加调焦单元的同时还要兼顾系统的小型化就成为了一个设计难题。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本专利技术实施例的目的是提供一种可调焦且小型化的近眼显示系统。本专利技术实施例的目的是通过如下技术方案实现的：为解决上述技术问题，本专利技术实施例中提供了一种近眼显示系统，包括：图像显示单元，用于出射包含图像信息的光束；波导片，其设置在所述图像显示单元的出光方向上，用于传输所述光束；调焦单元，其包括两块阿尔瓦雷斯透镜，所述调焦单元设置在所述波导片的出光方向上，用于调整所述光束的成像位置。在一些实施例中，还包括：驱动单元，其与所述调焦单元连接，且配置为能够移动所述两块阿尔瓦雷斯透镜中的至少任意一块，以改变所述两块阿尔瓦雷斯透镜的相对位移，从而调整所述调焦单元的焦长。在一些实施例中，所述调焦单元的焦长满足以下关系：φx,y＝Axx3+Axyx2+Ayy3+Ayxy2+Bx2+Cxy+Dy2+Ex+Fy+G其中，φx,y表示所述调焦单元的焦长，(x,y)表示所述两块阿尔瓦雷斯透镜在Ex和Ey两个方向上的相对位移量，Ex和Ey为垂直于所述阿尔瓦雷斯透镜的曲面且相互垂直的两个方向，(A,B,C,D,E,F,G)为所述调焦单元的焦长与所述两块阿尔瓦雷斯透镜的相对位移的三次拟合常数。在一些实施例中，所述两块阿尔瓦雷斯透镜皆包括相对设置的一矩形平面和一自由曲面，所述两块阿尔瓦雷斯透镜的矩形平面相邻设置。在一些实施例中，所述两块阿尔瓦雷斯透镜中心对称设置。在一些实施例中，所述图像显示单元包括：像源，用于出射所述包含图像信息的光束；光机放大模块，其设置在所述像源和所述波导片之间，用于放大所述光束。在一些实施例中，所述像源为反射式像源时，所述图像显示单元还包括照明模块，其由发光二极管与至少一个准直透镜、衍射器件、微透镜阵列和/或散射片组成。在一些实施例中，所述系统还包括：度数输入单元，其与所述调焦单元连接，用于获取用户输入的近视或远视度数，所述调焦单元还配置为能够根据所述用户输入的近视或远视度数，确定所述调焦单元的目标焦长并根据所述目标焦长调整所述两块阿尔瓦雷斯透镜的相对位移。在一些实施例中，所述系统还包括：人眼位置检测单元，其与所述调焦单元连接，用于检测人眼所在的位置信息，所述调焦单元还配置为能够根据所述人眼所在的位置信息，确定所述调焦单元的目标焦长并根据所述目标焦长调整所述两块阿尔瓦雷斯透镜的相对位移。在一些实施例中，所述系统还包括：调节旋钮，其与所述调焦单元连接，用于接收用户的手势动作，并根据所述用户的手势动作调整所述两块阿尔瓦雷斯透镜的相对位移。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术实施例中提供了一种近眼显示系统，其包括用于出射包含图像信息的光束的图像显示单元，以及依次设置在图像显示单元的出光方向上的波导片和调焦单元，调焦单元包括两块阿尔瓦雷斯透镜，用于调整所述光束的成像位置，本专利技术实施例提供的近眼显示系统在波导片出光侧设置一由两块阿尔瓦雷斯透镜的调焦单元，能够使得真实环境和图像同时进行屈光度的调整，在不影响真实环境和图像的差异性的情况下能够满足更多的人群，且系统体积较小。附图说明一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块表示为类似的元件/模块，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是本专利技术实施例提供的近眼显示系统的一种结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的近眼显示系统的另一种结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的近眼显示系统的一种示例的具体结构示意图；图4是图3所示近眼显示系统中波导片和调焦单元的局部放大示意图；图5是图4所示波导片和调焦单元的三维结构示意图；图6是图3所示近眼显示系统的光路示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，如果不冲突，本专利技术实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。为了便于连接结构限定，本专利技术以光束的传输方向为参考进行部件的位置限定。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本专利技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。具体地，下面结合附图，对本专利技术实施例作进一步阐述。本专利技术实施例提供了一种近眼显示系统，请参见图1，其示出了本专利技术实施例提供的近眼显示系统的一种结构，如图1所示，所述近眼显示系统100包括：图像显示单元101、波导片201和调焦单元301。所述图像显示单元101，用于出射包含图像信息的光束；所述波导片201，其设置在所述图像显示单元101的出光方向上，用于传输所述光束；调焦单元301，其包括两块阿尔瓦雷斯(Alvarezlens)透镜，所述调焦单元301设置在所述波导片201的出光方向上，用于调整所述光束的成像位置。本专利技术实施例利用阿尔瓦雷斯透镜(Alvarezlens)来实现紧凑式变焦系统，来实现对成像屈光度的调整，缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近眼显示系统，其特征在于，包括：/n图像显示单元，用于出射包含图像信息的光束；/n波导片，其设置在所述图像显示单元的出光方向上，用于传输所述光束；/n调焦单元，其包括两块阿尔瓦雷斯透镜，所述调焦单元设置在所述波导片的出光方向上，用于调整所述光束的成像位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示系统，其特征在于，包括：
图像显示单元，用于出射包含图像信息的光束；
波导片，其设置在所述图像显示单元的出光方向上，用于传输所述光束；
调焦单元，其包括两块阿尔瓦雷斯透镜，所述调焦单元设置在所述波导片的出光方向上，用于调整所述光束的成像位置。


2.根据权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，还包括：
驱动单元，其与所述调焦单元连接，且配置为能够移动所述两块阿尔瓦雷斯透镜中的至少任意一块，以改变所述两块阿尔瓦雷斯透镜的相对位移，从而调整所述调焦单元的焦长。


3.根据权利要求2所述的近眼显示系统，其特征在于，所述调焦单元的焦长满足以下关系：
φx,y＝Axx3+Axyx2+Ayy3+Ayxy2+Bx2+Cxy+Dy2+Ex+Fy+G
其中，φx,y表示所述调焦单元的焦长，(x,y)表示所述两块阿尔瓦雷斯透镜在Ex和Ey两个方向上的相对位移量，Ex和Ey为垂直于所述阿尔瓦雷斯透镜的曲面且相互垂直的两个方向，(A,B,C,D,E,F,G)为所述调焦单元的焦长与所述两块阿尔瓦雷斯透镜的相对位移的三次拟合常数。


4.根据权利要求3所述的近眼显示系统，其特征在于，
所述两块阿尔瓦雷斯透镜皆包括相对设置的一矩形平面和一自由曲面，所述两块阿尔瓦雷斯透镜的矩形平面相邻设置。


5.根据权利要求4所述的近眼显示系统，其特征在于，
所述两块阿尔瓦雷斯透镜中心对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景，宋强，黄浩，郭晓明，马国斌，
申请(专利权)人：深圳珑璟光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44