[发明专利]具有焦点可调透镜的眼镜设备

说明书

提供了一种具有焦点可调透镜的眼镜设备。一种眼镜设备，包括左透镜组件和右透镜组件。左透镜组件包括左焦点可调透镜和左焦点固定透镜。右透镜组件包括右焦点可调透镜和右焦点固定透镜。该眼镜设备可以用在3D显示应用、虚拟现实应用、增强现实应用、远程呈现应用等中。该眼镜设备还可以用作视觉校正眼镜。

技术领域

本发明一般而言涉及眼镜(eyewear)设备，尤其涉及调焦-转向(accommodation-vergence)解决方案中具有焦点可调(tunable)透镜的眼睛设备。

背景技术

视网膜是指(例如，人的、观看者的，等等)眼睛的内表面的、与眼睛瞳孔相对的、具有视觉传感器的大部分(substantial part)。中央凹(fovea)是指视网膜的相对小的中间部分，该部分集结(host)眼睛中能够获得最敏锐视觉和最灵敏颜色接收的众多视觉传感器。

人类大脑使用转向过程来控制眼外肌，以同时朝着情景中的任何可见物体会聚(converge)或发散(diverge)(人类)观看者的两只眼睛，以便支持将物体感知为3D物体。同时，人类大脑使用调焦过程来控制睫状肌，来使位于两只眼睛中瞳孔后面的每个眼睛透镜适应于某些焦距(或焦度(power))，以便支持物体的清晰视觉或中央凹视觉。

当在现实世界环境(或情景)中观看现实世界物体时，人类大脑使用自然的相互依赖的调焦和转向过程来同时控制睫状肌和眼外肌，以适应观看者的单独眼睛透镜的两个焦距，以便支持位于某个空间位置的现实世界物体的清晰视觉(或中央凹视觉)，同时朝着某个空间位置处的现实世界物体会聚和发散两只眼睛，以便支持对包括该现实世界物体的现实世界环境的感知。

相比之下，当用近眼显示器(near-eye display)观看3D图像时，人类大脑必须经过重新学习过程，以使用冲突的调焦和转向过程来控制睫状肌和眼外肌。在观看3D图像时这些冲突的调焦和转向过程与在观看现实世界环境中的现实世界物体时调焦和转向过程如何控制睫状肌和眼外肌截然不同地控制睫状肌和眼外肌。

更具体而言，人类大脑需要控制睫状肌，以将观看者的眼睛的眼睛透镜设置为恒定的焦距，以便支持在位于离眼睛固定距离处的近眼显示器上渲染的图像的清晰视觉(或中央凹视觉)，而不管正在被观看者观看的图像中的物体应该位于哪里。同时，当睫状肌固定眼睛透镜的焦距以便在近眼显示器处清晰地观看时，人类大脑仍然需要控制眼外肌，以使眼睛朝着远离近眼显示器一定距离处的、图像中描绘的物体同时会聚或发散，以便支持物体被感知为3D物体。

这被称为调焦-转向冲突。即，在观看3D图像时大脑必须与在观看现实世界物体时非常不同地控制睫状肌和眼外肌。不幸的是，在3D图像观看中的调焦-转向冲突会在观看3D图像期间和之后造成频繁和严重的生理不适/疾病(诸如恶心、头痛、定向障碍等)。

本节中描述的方法是可以追求的方法，但不一定是先前已经设想或追求的方法。因此，除非另有指示，否则不应当假定本节中描述的任何方法仅仅因为它们包含在本节中而有资格作为现有技术。类似地，除非另有指示，否则关于一种或多种方法识别出的问题不应当基于这一节就假定已经在任何现有技术中被认识到。

附图说明

在附图的图中以示例的方式而非限制的方式示出了本发明，并且附图中相同的附图标记是指相似的元件，其中：

图1A示出了示例人类眼睛的横截面图；图1B示出了由左眼和右眼对位于物体平面中的现实世界物体的示例观看；

图2A、图2B和图2D示出了包括左图像和右图像的立体图像中所描绘的(一个或多个)虚拟物体的示例观看；图2C示出了在观看立体图像的时间序列时对观看者的转向角度的示例跟踪；图2E示出了示例模糊滤波器；

图3A直至图3C示出了示例视频流传输服务器和客户端；

图4A和图4B示出了示例处理流程；