本發(fā)明屬于光學(xué)成像領(lǐng)域，具體而言涉及一種離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近視的形成原因之一，是由于人眼長期觀看圖像的距離小于明視距離，此時圖像在人眼內(nèi)的聚焦點位于視網(wǎng)膜之后，為了看清圖像人眼的視網(wǎng)膜會跟隨圖像的聚焦點向后移動，導(dǎo)致人眼眼軸增大，由此形成近視。

2、為了減緩這一過程，可以通過將圖像在人眼內(nèi)的聚焦點置于視網(wǎng)膜和晶狀體之間，來“牽引”視網(wǎng)膜，減緩其后移的趨勢，實現(xiàn)近視防控。

3、目鏡離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)一般包含光學(xué)鏡頭和微顯示器，是一種可以將微顯示器上的圖像放大，并形成可以直接供人眼觀察的虛擬像的光學(xué)裝置。目鏡離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)一般具有視度調(diào)節(jié)功能，可以實現(xiàn)對虛擬圖像深度的控制。根據(jù)這種原理，可以通過調(diào)節(jié)目鏡離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)所顯示虛擬圖像的深度，控制圖像在人眼內(nèi)聚焦點的位置，實現(xiàn)近視防控的功能。在現(xiàn)有的目鏡系統(tǒng)中，一般通過移動微顯示器的位置實現(xiàn)虛擬圖像深度的變化，無法同時令一個虛擬圖像中的不同區(qū)域具有不同深度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明正是基于現(xiàn)有技術(shù)的上述需求而提出的，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)以抑制眼軸伸長防控近視。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案包括：

3、提供了一種離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，包括：光源，提供光線；光學(xué)組件，與所述光源相對設(shè)置，改變光源發(fā)出的光線的傳播路徑，使得光線向出瞳位置射出；驅(qū)動裝置，與所述光源連接，驅(qū)動所述光源沿預(yù)設(shè)方向移動，所述預(yù)設(shè)方向包括所述光源向所述光學(xué)組件所在位置靠近或遠離的方向；透光區(qū)域，包括具有不同光焦度的子透光區(qū)域，多個子透光區(qū)域分別與所述光源和所述光學(xué)組件相對設(shè)置；根據(jù)觀看者眼睛狀態(tài)使驅(qū)動裝置調(diào)整沿預(yù)設(shè)方向移動的所述光源的位置，光源發(fā)出的光線依次通過所述透光區(qū)域和光學(xué)組件在出瞳位置形成像，所述像的至少部分的中心區(qū)域能夠落在觀看者的視網(wǎng)膜上，且所述像的至少部分的周邊區(qū)域能夠落在觀看者的視網(wǎng)膜前。

4、通過上述設(shè)置以通過移動所述光源的位置調(diào)整所述光源形成的像落在觀看者視網(wǎng)膜上的位置，設(shè)置透光區(qū)域使得同一平面發(fā)出的光線落在視網(wǎng)膜的不同位置，而驅(qū)動裝置根據(jù)觀看者眼睛的情況調(diào)整光源的位置，使得成像的部分區(qū)域落在觀看者的視網(wǎng)膜上，成像的另一部分區(qū)域落在觀看者的視網(wǎng)膜前，從而使得觀看者產(chǎn)生想要看清落在其視網(wǎng)膜前的圖像的趨勢，形成拉動視網(wǎng)膜向前移動的趨勢，以有效抑制眼軸伸長，并防控近視。

5、優(yōu)選的，所述透光區(qū)域包括第一區(qū)域，所述第一區(qū)域位于所述透光區(qū)域的中心位置，且所述第一區(qū)域的光焦度基于觀看者眼睛的近視程度設(shè)置；第二區(qū)域，位于所述透光區(qū)域的周邊位置；所述光源透過所述第一區(qū)域的光線將在觀看者視網(wǎng)膜上成像，所述光源透過所述第二區(qū)域的光線將在觀看者視網(wǎng)膜前成像。

6、通過上述對于透光區(qū)域的設(shè)置，使得基于觀看者的實際情況調(diào)整離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，使得與觀看者中央視場所對應(yīng)的像能夠落在視網(wǎng)膜上，與周邊視場相對應(yīng)的像能夠落在視網(wǎng)膜前，進而形成周邊離焦刺激，產(chǎn)生帶動視網(wǎng)膜向前移動的力，有效抑制眼軸伸長，防控近視。

7、優(yōu)選的，所述透光區(qū)域上分布有微透鏡陣列，所述微透鏡陣列包括多個微透鏡；當(dāng)所述微透鏡陣列中的微透鏡為正透鏡時，中心區(qū)域的微透鏡的光焦度小于周邊區(qū)域的微透鏡的光焦度；當(dāng)所述微透鏡陣列中的微透鏡為負透鏡時，中心區(qū)域的微透鏡的光焦度大于周邊區(qū)域的微透鏡的光焦度。

8、通過對于微透鏡陣列光焦度的調(diào)整改變光源所呈現(xiàn)的圖像落在觀看者眼睛中的位置，進而易于形成周邊離焦，抑制眼軸伸長。

9、優(yōu)選的，所述第一區(qū)域為空白區(qū)域，所述空白區(qū)域無光焦度，且位于所述透光區(qū)域的中心位置；所述第二區(qū)域為微透鏡陣列區(qū)域，所述微透鏡陣列區(qū)域圍繞所述空白區(qū)域設(shè)置。

10、當(dāng)僅由光源和光學(xué)組件所形成的離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)能夠使得成像落在觀看者視網(wǎng)膜上時，設(shè)置第一區(qū)域為空白區(qū)域，僅對第二區(qū)域近視設(shè)置以調(diào)控周邊圖像的具體位置，產(chǎn)生周邊離焦刺激，抑制眼軸伸長。

11、優(yōu)選的，所述光學(xué)組件包括第一反射鏡，所述第一反射鏡與所述透光區(qū)域相對設(shè)置；第一分光元件，分別與所述第一反射鏡和所述出瞳位置相對設(shè)置；所述光源發(fā)出的光線通過所述透光區(qū)域入射至所述第一反射鏡上，經(jīng)過反射入射至所述第一分光元件上，部分光線朝向所述出瞳位置反射，部分光線透過所述第一分光元件出射到外界環(huán)境中；外界的光線至少部分的通過所述第一分光鏡向所述出瞳位置入射。

12、通過上述設(shè)置在出瞳位置處形成光源對應(yīng)圖像的像，設(shè)置第一分光元件能過在將光源產(chǎn)生的光線向出瞳位置處傳播的同時，還能夠?qū)⑼饨绲墓饩€向出瞳位置處傳播，從而增強虛擬現(xiàn)實。

13、優(yōu)選的，所述光學(xué)組件包括第二分光元件，所述第二分光元件與所述透光區(qū)域相對設(shè)置；第二反射鏡，與所述第二分光元件相對設(shè)置；所述光源發(fā)出的光線通過所述透光區(qū)域入射至所述第二分光元件上，部分光線朝向所述第二反射鏡反射，入射至的第二反射鏡上的光線朝向所述出瞳位置射出。

14、通過上述設(shè)置以在出瞳位置處形成帶有近視離焦刺激的像。

15、優(yōu)選的，所述光學(xué)組件包括第二分光元件，所述第二分光元件與所述透光區(qū)域相對設(shè)置；第三分光元件，分別與所述第二分光元件和所述出瞳位置相對設(shè)置；所述光源發(fā)出的光線通過所述透光區(qū)域入射至所述第二分光元件上，部分光線朝向所述第二反射鏡反射，入射至的第三分光元件上的一部分光線朝向所述出瞳位置射出；外界的光線至少部分的通過所述第三分光鏡向所述出瞳位置入射。

16、通過上述設(shè)置在出瞳位置處形成光源對應(yīng)圖像的像，設(shè)置第三分光元件能過在將光源產(chǎn)生的光線向出瞳位置處傳播的同時，還能夠?qū)⑼饨绲墓饩€向出瞳位置處傳播，從而增強虛擬現(xiàn)實。

17、優(yōu)選的，所述離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)還包括透鏡，所述透鏡設(shè)置在所述透光區(qū)域和所述光學(xué)組件之間，所述透鏡將所述光源發(fā)出的光線匯聚并朝向所述光學(xué)組件射出。

18、通過上述設(shè)置以提高光線的利用率，增加入射至光學(xué)組件中的光線量。

19、優(yōu)選的，所述透鏡與所述第二分光區(qū)域相對設(shè)置。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在光源和光學(xué)組件之間設(shè)置透光區(qū)域，并通過調(diào)整透光區(qū)域的光焦度以在出瞳位置形成帶有周邊離焦刺激的像，即與中央視場對應(yīng)的像落在觀看者的視網(wǎng)膜上，與周邊視場對應(yīng)的像將落在觀看者的視網(wǎng)膜前，進而產(chǎn)生帶動視網(wǎng)膜向前移動的力，有效抑制眼軸伸長。同時通過設(shè)置第一分光元件和第三分光元件以允許外界光線入射至離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)，并向所述出瞳位置入射，以增強虛擬現(xiàn)實。

技術(shù)特征：

1.一種離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述透光區(qū)域包括第一區(qū)域，所述第一區(qū)域位于所述透光區(qū)域的中心位置，且所述第一區(qū)域的光焦度基于觀看者眼睛的近視程度設(shè)置；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一區(qū)域?qū)?yīng)觀看者的中央視場，所述第二區(qū)域?qū)?yīng)觀看者的周邊視場。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述透光區(qū)域上分布有微透鏡陣列，所述微透鏡陣列包括多個微透鏡；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一區(qū)域為空白區(qū)域，所述空白區(qū)域無光焦度，且位于所述透光區(qū)域的中心位置；

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)組件包括第一反射鏡，所述第一反射鏡與所述透光區(qū)域相對設(shè)置；

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)組件包括第二分光元件，所述第二分光元件與所述透光區(qū)域相對設(shè)置；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)組件包括第二分光元件，所述第二分光元件與所述透光區(qū)域相對設(shè)置；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)還包括透鏡，所述透鏡設(shè)置在所述透光區(qū)域和所述光學(xué)組件之間，所述透鏡將所述光源發(fā)出的光線匯聚并朝向所述光學(xué)組件射出。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡與所述第二分光元件相對設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于光學(xué)成像領(lǐng)域，具體而言涉及一種離焦顯示光學(xué)系統(tǒng)，包括：光源，提供光線；光學(xué)組件，與光源相對設(shè)置，改變光源發(fā)出的光線的傳播路徑，使得光線向出瞳位置射出；驅(qū)動裝置，與光源連接，驅(qū)動光源沿預(yù)設(shè)方向移動，預(yù)設(shè)方向包括光源向光學(xué)組件所在位置靠近或遠離的方向；透光區(qū)域，包括具有不同光焦度的子透光區(qū)域，多個子透光區(qū)域分別與光源和光學(xué)組件相對設(shè)置；根據(jù)觀看者眼睛狀態(tài)調(diào)整支架沿預(yù)設(shè)方向移動的位置，光源發(fā)出的光線依次通過透光區(qū)域和光學(xué)組件在出瞳位置形成像，像的至少部分的中心區(qū)域能夠落在觀看者的視網(wǎng)膜上，且像的至少部分的周邊區(qū)域能夠落在觀看者的視網(wǎng)膜前。以在出瞳位置形成近視離焦刺激，有效抑制眼軸的伸長。

技術(shù)研發(fā)人員：陳海龍,沈文睿,姚俊,劉玥
受保護的技術(shù)使用者：上海睿視健康科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15