近眼显示装置、近眼显示方法、电子设备以及存储介质与流程

专利2026-03-03  18


本发明涉及扩展现实领域,尤其涉及一种近眼显示装置、近眼显示方法、电子设备以及存储介质。


背景技术:

1、扩展现实(extended reality,xr)显示技术大致包括增强现实(augmentedreality,ar)显示技术、虚拟现实(virtual reality,vr)显示技术、混合现实(mixedreality,mr)显示技术。近眼显示装置,作为扩展现实显示技术落地应用的电子终端的其中一种产品形态,可以为用户创造虚拟世界或者结合真实和虚拟世界,创造新的可视化环境,在军事、医疗、教育、游戏和生活等重要领域有着广泛的应用前景。

2、用户在使用扩展现实显示装置的过程中,人眼根据注视的区域不同会进行辐辏调节,辐辏调节与焦距调节是协同的。例如用户看近处物体时,人眼会相对聚拢,看远处物体时,人眼会相对分散。但是近眼显示装置形成的3d虚拟信息成像位于一平面上,该平面各处与用户的距离是固定的,即人眼看3d虚拟信息时的晶状体的焦距不变。但是人眼看3d虚拟信息的不同位置时或者3d虚拟信息发生改变时,人眼的辐辏角度会发生变化,若是人眼的晶状体的焦距不变,人眼仅进行辐辏调节,会产生视觉辐辏调节冲突。


技术实现思路

1、本申请实施例提供一种近眼显示装置、近眼显示方法、电子设备以及存储介质,用于解决视觉辐辏调节冲突的问题。

2、本申请实施例提供一种近眼显示装置,包括:

3、架托;

4、眼球追踪器,所述眼球追踪器设置在所述架托上;

5、深度获取器,所述深度获取器设置在所述架托上;

6、显示组件,所述显示组件设置在所述架托上,所述显示组件包括显示屏以及变焦透镜组,所述变焦透镜组设置在所述显示屏的出光侧,所述变焦透镜组包括电致形变透镜以及电极,所述电致形变透镜与所述电极电连接;

7、处理器,所述处理器与所述架托、眼球追踪器、显示屏以及所述电极连接,所述处理器用于:

8、根据眼球追踪器获取用户的人眼注视区域;

9、根据深度获取器在所述人眼注视区域处获取深度信息;

10、根据所述深度信息确定所述变焦透镜组的目标焦距值;

11、控制所述电极施加至所述电致形变透镜的电压,以将所述变焦透镜组的焦距调整为目标焦距值。

12、在一些实施例中,所述电极的形状为环状,所述电极的几何中心位于所述电致形变透镜的光轴上,所述处理器用于控制所述电极施加至所述电致形变透镜的电压的数值,以改变所述电致形变透镜的弯曲状态。

13、在一些实施例中,所述变焦透镜组还包括基板层以及弹性填充层,所述基板层与所述电致形变透镜相对设置,所述弹性填充层设置在所述基板层与所述电致形变透镜层之间,所述弹性填充层用于对所述电致形变透镜进行支撑。

14、在一些实施例中,所述变焦透镜组还包括调节透镜,所述调节透镜与所述电致形变透镜共光轴。

15、在一些实施例中,所述深度获取器包括飞行时间测距传感器,所述处理器用于:当检测到飞行时间测距传感器接收到经位于人眼注视区域的物体反射的近红外光时,计算近红外光从发射到接收的时间间隔;以及,根据所述时间间隔计算所述深度信息。

16、在一些实施例中,所述眼球追踪器为摄像机,所述摄像机用于获取所述用户的眼动数据,所述处理器用于根据所述眼动数据确定所述人眼注视区域。

17、在一些实施例中,所述显示屏包括第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元以及合色器,所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元的发光颜色不同,所述合色器被配置为合并所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元发出的光线;或者,所述显示屏为彩色显示屏。

18、本申请实施例还提供一种近眼显示方法,应用于上述近眼显示装置中,所述显示方法包括:

19、获取用户的人眼注视区域;

20、根据所述人眼注视区域获取深度信息;

21、根据所述深度信息确定目标焦距值;

22、控制所述电极施加至所述电致形变透镜的电压,以将所述变焦透镜组的焦距调整为目标焦距值。

23、本申请实施例还提供一种电子设备,包括:

24、第一获取模块,用于获取用户的人眼注视区域;

25、第二获取模块,用于根据所述人眼注视区域获取深度信息

26、确定模块,用于根据所述深度信息确定目标焦距值;

27、控制模块,用于控制所述电极施加至所述电致形变透镜的电压,以将所述变焦透镜组的焦距调整为目标焦距值。

28、本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的近眼显示方法中的步骤。

29、本申请实施例提供的近眼显示装置、近眼显示方法、电子设备以及存储介质,该近眼显示装置包括架托、眼球追踪器、深度获取器、显示组件以及处理器,显示组件包括显示屏以及变焦透镜组,该变焦透镜组包括电致形变透镜以及电极,电致形变透镜与电极电连接,通过电极施加在电致形变透镜上的电压能够改变电致形变透镜的形状,进而改变变焦透镜组的焦距。该处理器用于根据眼球追踪器获取用户的人眼注视区域,也就是获取人眼的辐辏角度,根据深度传感器获取人眼注视区的深度信息,根据深度信息确定变焦透镜组的目标焦距值,然后调整施加在电致形变透镜上的电压改变电致形变透镜的形状,最后将变焦透镜组的焦距的调整为目标焦距值。本申请中,当获取到人眼的辐辏角度,便可以利用电致形变透镜跟随改变变焦透镜组的焦距,进而改变变焦透镜组的像距,即虚拟画面与变焦透镜组的距离,此时虚拟画面与人眼的距离也随之改变,人眼的晶状体的焦距继续适应性改变,进而实现焦距与辐辏角度调节协同作用,以解决视觉辐辏调节冲突的问题。



技术特征:

1.一种近眼显示装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的近眼显示装置,其特征在于,所述电极的形状为环状,所述电极的几何中心位于所述电致形变透镜的光轴上,所述处理器用于控制所述电极施加至所述电致形变透镜的电压的数值,以改变所述电致形变透镜的弯曲状态。

3.根据权利要求2所述的近眼显示装置,其特征在于,所述变焦透镜组还包括基板层以及弹性填充层,所述基板层与所述电致形变透镜相对设置,所述弹性填充层设置在所述基板层与所述电致形变透镜层之间,所述弹性填充层用于对所述电致形变透镜进行支撑。

4.根据权利要求1至3任一项所述的近眼显示装置,其特征在于,所述变焦透镜组还包括调节透镜,所述调节透镜与所述电致形变透镜共光轴。

5.根据权利要求1至3任一项所述的近眼显示装置,其特征在于,所述深度获取器包括飞行时间测距传感器,所述处理器用于:当检测到飞行时间测距传感器接收到经位于人眼注视区域的物体反射的近红外光时,计算近红外光从发射到接收的时间间隔;根据所述时间间隔计算所述深度信息。

6.根据权利要求1至3任一项所述的近眼显示装置,其特征在于,所述眼球追踪器为摄像机,所述摄像机用于获取所述用户的眼动数据,所述处理器用于根据所述眼动数据确定所述人眼注视区域。

7.根据权利要求1至3任一项所述的近眼显示装置,其特征在于,所述显示屏包括第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元以及合色器,所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元的发光颜色不同,所述合色器被配置为合并所述第一发光单元、所述第二发光单元以及所述第三发光单元发出的光线;或者,所述显示屏为彩色显示屏。

8.一种近眼显示方法,其特征在于,应用于权利要求1至7任一项所述近眼显示装置中,所述显示方法包括:

9.一种电子设备,其特征在于,包括:

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的近眼显示方法中的步骤。


技术总结
本申请实施例提供一种近眼显示装置、近眼显示方法、电子设备以及存储介质,该近眼显示装置包括架托;眼球追踪器,眼球追踪器设置在架托上;深度获取器,深度获取器设置在架托上;显示组件,显示组件设置在架托上,显示组件包括显示屏以及变焦透镜组,变焦透镜组设置在显示屏的出光侧,变焦透镜组包括电致形变透镜以及电极,电致形变透镜与电极电连接;处理器,处理器与架托、眼球追踪器、显示屏以及电极连接,处理器用于:根据眼球追踪器获取用户的人眼注视区域;根据深度获取器在人眼注视区域处获取深度信息;根据深度信息确定变焦透镜组的目标焦距值;控制电极施加至电致形变透镜的电压,以将变焦透镜组的焦距调整为目标焦距值。

技术研发人员:朱建锋,冯剑明
受保护的技术使用者:雷鸟创新技术(深圳)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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