本发明涉及近眼显示,尤其涉及一种近眼显示设备、近眼显示方法、电子设备以及存储介质。
背景技术:
1、随着扩展现实技术(vr(virtual reality,vr)/ar(augmented reality,ar)/mr(mixed reality,mr)等统称为xr(extended reality,xr),即扩展现实在工业领域的产线巡检、医疗领域的手术模拟、文旅领域的场景重现、营销领域的空间展示等的广泛应用,以及个人智能移动消费终端领域的逐渐推广渗透,作为扩展现实技术落地应用重要载体的近眼显示设备例如智能穿戴眼镜,越来越受到人们的关注。
2、目前市面上的xr智能眼镜更强调给用户带来感官上的沉浸感,更倾向于特种设备:用户佩戴xr智能眼镜后,等于在眼睛正前方的真实视野中放置了一个虚拟画面,虚拟画面占据用户眼睛正前方真实视野的一小块区域。智能眼镜的这种光学显示架构设计对定位为短时间佩戴使用的特种设备来说是可行的,但对定位为日常全天候佩戴使用的普通随行设备来说却不可行。因为在实际生活工作中,用户并不想真实视野受到虚拟画面的干扰,尤其是当虚拟画面呈现的只是提示类信息时,用户并不需要虚拟画面与真实视野叠加的虚实融合效果。虚拟画面在真实视野中给用户的带来不必要的干扰以及信息负载。
技术实现思路
1、本技术实施例提供一种近眼显示设备、近眼显示方法、电子设备以及存储介质,该近眼显示设备能够避免虚拟画面在真实视野中给用户带来不必要的干扰及信息负载。
2、本技术实施例提供一种近眼显示设备,包括:
3、架托;
4、光引擎,所述光引擎与所述架托连接,所述光引擎用于出射图像光;
5、镜片,所述镜片与架托连接;
6、光学显示组件,所述光学显示组件设置在所述镜片上,所述光学显示组件设置在所述光引擎的出光侧,所述光学显示组件上设置有出射区域,所述光学显示组件用于将所述图像光从所述出射区域射出以形成出射光路;
7、其中,所述出射光路沿人眼的侧视方向的反方向,所述出射光路与第一平面的夹角的范围为10至30度,所述出射光路与第二平面的夹角的范围为0至30度,所述第一平面与所述第二平面相互垂直,所述第一平面与所述第二平面均垂直于所述镜片所在平面。
8、在一些实施例中,
9、所述出射区域的中心与所述第一平面的距离满足公式(ⅰ):
10、l1=d×tanα(ⅰ);
11、所述出射区域的中心与所述第二平面的距离满足公式(ⅱ):
12、l2=d×tanβ(ⅱ);
13、其中,所述l1为所述光学显示组件的出射区域的中心与所述第一平面的距离,所述d为所述镜片至人眼的距离,所述α为所述出射光路与所述第一平面的夹角,所述l2为所述光学显示组件的出射区域的中心与所述第二平面的距离,所述β为所述出射光路与所述第二平面的夹角;
14、所述出射区域的高度和宽度根据目标参数确定,所述目标参数至少包括眼动范围、出瞳距以及视场区域;
15、所述出射区域的宽度满足公式(ⅲ):
16、w=eyeboxw+2erf×tan(fovw/2)(ⅲ);
17、所述出射区域的高度满足公式(ⅳ):
18、h=eyeboxh+2erf×tan(fovh/2)(ⅳ);
19、其中,w为出射区域的宽度,eyeboxw为眼动范围宽度,erf为瞳距,fovw为视场区域宽度,h为出射区域的高度,eyeboxh为眼动范围高度,fovh为视场区域高度。
20、在一些实施例中,所述近眼显示设备还包括距离传感器,所述距离传感器与所述架托连接,所述距离传感器用于测量所述镜片至人眼的距离。
21、在一些实施例中,所述光学显示组件为衍射波导,所述衍射波导的耦出光栅为可调谐式液晶光栅,所述近眼显示设备还包括处理器,所述处理器分别与所述可调谐式液晶光栅以及所述光学显示组件连接,所述处理器用于根据所述出射区域的中心与所述第一平面的距离、所述出射区域的中心与所述第二平面的距离、所述出射区域的宽度以及所述出射区域的高度调节所述耦出光栅的耦出区域的位置。
22、在一些实施例中,所述近眼显示设备还包括生理特征传感器,所述处理器还与所述生理特征传感器连接,所述生理特征传感器用于检测人体面部特征,所述处理器用于根据所述人体面部特征调节所述耦出光栅的出射光路的角度。
23、在一些实施例中,所述近眼显示设备还包括处理器,所述处理器与所述光引擎电连接,所述处理器用于接受指令,根据所述指令控制所述光引擎的开闭。
24、在一些实施例中,所述近眼显示设备还包括眼动传感器,所述眼动传感器与所述架托连接,所述眼动传感器用于检测所述人眼的位置以及角度,所述处理器与所述眼动传感器电连接,所述处理器用于:
25、通过所述眼动传感器检测到的人眼的运动状态确定所述人眼视线;
26、若所述人眼视线并非朝向所述出射区域,则关闭所述光引擎;
27、若所述人眼视线朝向所述出射区域,则打开所述光引擎。
28、在一些实施例中,所述指令包括用户手势、用户语音、用户触控、预设时间、预设地点中的至少一种。
29、本技术实施例还提供一种近眼显示方法,应用于上述近眼显示设备,所述近眼显示方法包括:
30、接受指令;
31、根据所述指令控制所述光引擎的开闭。
32、在一些实施例中,所述近眼显示设备还包括眼动传感器,所述眼动传感器与所述架托连接,所述眼动传感器用于检测所述人眼的位置以及角度;所述近眼显示方法还包括:
33、所述接收指令包括:通过所述眼动传感器检测到的人眼的位置以及角度确定所述人眼视线;
34、所述根据指令控制所述光引擎的开闭包括:若所述人眼视线非朝向所述出射区域,则关闭所述光引擎,若所述人眼视线朝向所述出射区域,则打开所述光引擎。
35、在一些实施例中,所述光学显示组件为衍射波导,所述衍射波导的耦出光栅为可调谐式液晶光栅,所述显示方法包括:若所述人眼视线朝向所述耦出区域,调节所述耦出光栅的耦出区域的位置和/或所述出射光路的角度,以使得所述出射光路射入对应所述人眼。
36、在一些实施例中,所述指令包括用户手势、用户语音、用户触控、预设时间、预设地点中的至少一种。
37、本技术实施例提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述近眼显示方法中的步骤。
38、本技术实施例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上述近眼显示方法中的步骤。
39、本技术实施例提供的近眼显示设备、近眼显示方法、电子设备以及存储介质,该近眼显示设备包括架托、光引擎、镜片以及光学显示组件,该架托用于为光引擎、镜片以及光学显示组件起到支撑作用。光引擎用于出射图像光。该光学显示组件设置在光引擎的出光侧,该光学显示组件用于将图像光形成为出射至人眼的出射光路。可以理解的是,当用户佩戴近眼显示设备时,用户的人眼正视方向一般为正前方,即视线与镜片所在平面垂直。而本技术中的近眼显示设备的出射光路沿人眼的侧视方向的反方向,该出射光路与第一平面的夹角的范围为10度至30度,与第二平面的夹角的范围为0至30度,用户在观看该出射光路在该角度范围下形成的虚拟画面不会感到疲劳和模糊,该虚拟画面也不会在用户的正视方向上对用户的真实视野产生干扰及信息负载。
1.一种近眼显示设备,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的近眼显示设备,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的近眼显示设备,其特征在于,还包括距离传感器,所述距离传感器与所述架托连接,所述距离传感器用于测量所述镜片至人眼的距离。
4.根据权利要求3所述的近眼显示设备,其特征在于,所述光学显示组件为衍射波导,所述衍射波导的耦出光栅为可调谐式液晶光栅,所述近眼显示设备还包括处理器,所述处理器分别与所述可调谐式液晶光栅以及所述光学显示组件连接,所述处理器用于根据所述出射区域的中心与所述第一平面的距离、所述出射区域的中心与所述第二平面的距离、所述出射区域的宽度以及所述出射区域的高度调节所述耦出光栅的出射区域的位置。
5.根据权利要求4所述的近眼显示设备,其特征在于,所述近眼显示设备还包括生理特征传感器,所述处理器还与所述生理特征传感器连接,所述生理特征传感器用于检测人体面部特征,所述处理器用于根据所述人体面部特征调节所述耦出光栅的出射光路的角度。
6.根据权利要求1至5任一项所述的近眼显示设备,其特征在于,还包括处理器,所述处理器与所述光引擎电连接,所述处理器用于接受指令,根据所述指令控制所述光引擎的开闭。
7.根据权利要求6所述的近眼显示设备,其特征在于,还包括眼动传感器,所述眼动传感器与所述架托连接,所述眼动传感器用于检测所述人眼的位置以及角度,所述处理器与所述眼动传感器电连接,所述处理器用于:
8.根据权利要求6所述的近眼显示设备,其特征在于,所述指令包括用户手势、用户语音、用户触控、预设时间、预设地点中的至少一种。
9.一种近眼显示方法,其特征在于,应用于权利要求1至8任一项所述的近眼显示设备,所述近眼显示方法包括:
10.根据权利要求9所述的近眼显示方法,其特征在于,所述近眼显示设备还包括眼动传感器,所述眼动传感器与所述架托连接,所述眼动传感器用于检测所述人眼的位置以及角度;所述近眼显示方法还包括:
11.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求9或10所述的近眼显示方法中的步骤。
12.一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9或10所述的近眼显示方法中的步骤。
