[发明专利]一种近眼显示系统

说明书

本发明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。

技术领域

本发明实施例涉及投影显示技术领域，特别涉及一种近眼显示系统。

背景技术

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。

在实现本发明实施例过程中，发明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。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明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。

本发明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，本发明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：

φ_x,y＝A_xx³+A_xyx²+A_yy³+A_yxy²+Bx²+Cxy+Dy²+Ex+Fy+G

其中，φ_x,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。