[发明专利]具有可变焦透镜元件的增强现实系统和方法

权利要求书

1.一种显示系统，包括：

头戴式显示器，其被配置为向观看者投射光以在一个或多个深度平面上显示图像信息，所述显示器包括：

一个或多个波导，其被配置为向所述观看者投射所述光，其中所述一个或多个波导进一步被配置为将来自周围环境中的对象的光透射给所述观看者；

第一可变焦透镜元件，其位于所述一个或多个波导与所述观看者的第一眼睛之间；以及

第二可变焦透镜元件，其位于所述一个或多个波导与所述周围环境之间；以及

眼睛跟踪系统，其被配置为确定所述观看者的眼睛的聚散，

其中，所述显示系统被配置为通过基于所确定的所述观看者的眼睛的聚散以及基于用于矫正观看者的第一眼睛的屈光不正的量调节所述第一可变焦透镜元件的光焦度来矫正所述观看者的眼睛的屈光不正，以及基于调节后的所述第一可变焦透镜元件的光焦度来调节所述第二可变焦透镜元件的光焦度。

2.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述显示系统被配置为根据用于显示所述图像信息的深度平面来修改所述第一可变焦透镜元件的光焦度。

3.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述一个或多个波导被配置为向所述观看者投射发散光以显示所述图像信息。

4.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述一个或多个波导中的每一者具有固定的光焦度。

5.根据权利要求1所述的显示系统，进一步包括第三可变焦透镜元件，其位于所述一个或多个波导与所述观看者的第二眼睛之间。

6.根据权利要求5所述的显示系统，进一步包括第四可变焦透镜元件，其位于所述一个或多个波导与所述周围环境之间。

7.根据权利要求5所述的显示系统，其中，所述系统被配置为基于所确定的聚散来调节所述第三可变焦透镜元件的光焦度以改变所投射的光的波前。

8.根据权利要求6所述的显示系统，其中，所述系统被配置为基于所确定的聚散来调节所述第四可变焦透镜元件的光焦度以改变来自所述周围环境中的所述对象的入射光的波前。

9.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述眼睛跟踪系统包括一个或多个相机。

10.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述第一可变焦透镜元件和/或所述第二可变焦透镜元件的光焦度根据用于在两个或更多个距离处矫正所述观看者的视力的处方而被调节。

11.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述系统针对所述第一可变焦透镜元件和所述第二可变焦透镜元件中的每一者具有三个或更多个预设的处方光焦度。

12.根据权利要求1所述的显示系统，其中，可用的处方光焦度的数量至少等于所述显示器的深度平面的总数。

13.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述第一可变焦透镜元件和/或所述第二可变焦透镜元件包括被夹在两个基板之间的液晶层。

14.根据权利要求13所述的显示系统，其中，所述第一可变焦透镜元件和/或所述第二可变焦透镜元件包括用于在施加电压时改变所述液晶层的折射率的电极。

15.根据权利要求13所述的显示系统，其中，所述基板包括玻璃。

16.根据权利要求1所述的显示系统，进一步包括电子硬件控制系统，其被配置为通过施加电流或电压来改变所述第一可变焦透镜元件和/或所述第二可变焦透镜元件的折射率。