本發明涉及虛擬現實領域，尤其涉及一種近眼顯示系統以及虛擬現實設備。
背景技術：
虛擬現實(英文：Virtual Reality；簡稱：VR)是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，通過交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中，為用戶帶來超越真實生活環境的感官體驗。在視覺方面而言，虛擬現實技術利用計算機設備生成虛擬場景的圖像，并通過光學器件將圖像光線傳遞到人眼，使得用戶能夠在視覺上能夠完全感受該虛擬場景。
目前，頭戴式顯示器等虛擬現實設備對于近視的用戶群體，是通過機械結構調節顯示屏與光學透鏡之間的距離，使得從光學透鏡出射的光線的焦點不相同，從而滿足不同近視程度的用戶，但是，這種方式不僅會增加結構設計的復雜性，還會增加重量，同時用戶也不一定能夠將焦點精確地調整到適合自己的位置，不便于用戶使用。
因此，現有技術中的虛擬現實設備存在因具備用于調整焦距的機械結構而會增加結構設計的復雜性和重量的技術問題。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種近眼顯示系統以及虛擬現實設備，無需通過機械結構對焦距進行調整，解決了現有技術的虛擬現實設備存在的因具備用于調整焦距的機械結構而會增加結構設計的復雜性和重量的技術問題。
為了實現上述發明目的，本發明實施例第一方面提供了一種近眼顯示系統，其特征在于，包括圖像源、電控液晶透鏡、第一分光透鏡、放大目鏡、人眼屈光度檢測裝置、存儲裝置和處理器；
所述圖像源出射的光線依次透射過所述電控液晶透鏡、所述第一分光透鏡和所述放大目鏡后進入人眼；
所述人眼屈光度檢測裝置用于檢測當前用戶的人眼屈光度；
所述存儲裝置用于存儲人眼屈光度與施加在所述電控液晶透鏡的電壓之間的第一對應關系；
所述處理器與所述人眼屈光度檢測裝置、所述存儲裝置和所述電控液晶透鏡相連，用于在所述人眼屈光度檢測裝置確定出所述當前用戶的人眼屈光度時，根據所述第一對應關系，控制施加在所述電控液晶透鏡上的電壓為與所述當前用戶的人眼屈光度對應的電壓，使得所述近眼顯示系統的焦距與所述當前用戶的人眼屈光度對應。
可選地，所述圖像源具體為LCD顯示屏、LED顯示屏或OLED顯示屏。
可選地，所述第一分光透鏡具體為鍍有分光膜的平面透鏡。
可選地，所述人眼屈光度檢測裝置具體包括驅動電機、紅外光源，第二分光透鏡和紅外探測器；
所述驅動電機與所述紅外光源相連，所述驅動電機能夠驅動所述紅外光源在出射紅外線的軸向上移動；
所述紅外光源出射的光線透射過所述第二分光透鏡后，再被所述第一分光透鏡反射后再透射過所述放大目鏡后被人眼反射，被人眼反射的光線透射過所述放大目鏡后，再被所述第一分光透鏡反射后，最后被所述第二分光透鏡反射進入所述紅外探測器；
所述存儲裝置還用于存儲所述紅外光源的位移與人眼屈光度之間的第二對應關系；
所述處理器具體與所述驅動電機和所述紅外探測器相連，用于檢測所述紅外探測器接收到的光斑的大小，并在所述紅外探測器接收到的光斑最小時，確定所述驅動電機驅動所述紅外光源在軸向上的位移，并根據所述第二對應關系，確定所述當前用戶的人眼屈光度。
可選地，所述人眼屈光度檢測裝置還包括紅外濾光片，所述紅外濾光片設置于所述紅外探測器和所述第一分光透鏡之間的光路上。
可選地，所述第二分光透鏡具體為鍍有分光膜的平面透鏡。
本發明實施例第二方面提供了一種虛擬現實設備，包括兩套第一方面所述的近眼顯示系統，其中一套出射的光線進入人的左眼，另一套出射的光線進入人的右眼。
本發明實施例中的一個或者多個技術方案，至少具有如下技術效果或者優點：
本發明實施例提供的近眼顯示系統由于采用了控制施加在電控液晶透鏡上的電壓來自動調節焦距的技術方案，避免了因采用調整焦距的機械結構而增加的結構設計的復雜性和重量的技術問題，所以減少了結構設計的復雜性，減輕了近眼顯示系統的重量，同時無需用戶進行手動調節，保證了近眼顯示系統的焦距與當前用戶的人眼屈光度之間對應，從而保證了近眼顯示系統提供給用戶的視覺體驗。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的近眼顯示系統的結構圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
請參考圖1，圖1為本發明實施例提供的近眼顯示系統的結構圖，如圖1所示，該近眼顯示系統包括圖像源101、電控液晶透鏡102、第一分光透鏡103、放大目鏡104、人眼屈光度檢測裝置105、存儲裝置106和處理器107；
如圖1所示，電控液晶透鏡102設置在圖像源101的出射光路上，第一分光透鏡103設置在電控液晶透鏡102的出射光路上，放大目鏡104設置在第一分光透鏡103的出射光路上，透射過放大目鏡104的光線即能夠進入人眼，這樣，圖像源101出射的光線即能夠依次透射過電控液晶透鏡102、第一分光透鏡103和放大目鏡104進入人眼；
人眼屈光度檢測裝置105能夠檢測當前用戶的人眼屈光度，例如，檢測出當前用戶的人眼屈光度為5D；
存儲裝置106中存儲有人眼屈光度與施加在所述電控液晶透鏡的電壓之間的第一對應關系，例如，在人眼屈光度為5D時，施加在電控液晶透鏡102的電壓為0.3V，在人眼屈光度為8D時，施加在電控液晶透鏡102的電壓為0.5V，等等；在實際應用中，根據所使用的電控液晶透鏡的材質、技術等不同，本領域所屬的技術人員能夠根據實際情況，對人眼屈光度和電壓之間的第一對應關系進行詳細標定，以滿足實際情況的需要，在此就不再贅述了；
處理器107與人眼屈光度檢測裝置105、存儲裝置106和電控液晶透鏡102相連，在通過人眼屈光度檢測裝置105確定出當前用戶的人眼屈光度之后，即根據第一對應關系，控制施加在電控液晶透鏡102上的電壓為與當前用戶的人眼屈光度對應的電壓，這樣即能夠使得近眼顯示系統的焦距與當前用戶的人眼屈光度對應。
可以看出，本發明實施例提供的近眼顯示系統由于采用了控制施加在電控液晶透鏡上的電壓來自動調節焦距的技術方案，避免了因采用調整焦距的機械結構而增加的結構設計的復雜性和重量的技術問題，所以減少了結構設計的復雜性，減輕了近眼顯示系統的重量，同時無需用戶進行手動調節，保證了近眼顯示系統的焦距與當前用戶的人眼屈光度之間對應，從而保證了近眼顯示系統提供給用戶的視覺體驗。
請繼續參考圖1，在本實施例中，人眼屈光度檢測裝置105具體包括驅動電機1051、紅外光源1052、第二分光透鏡1053和紅外探測器1054，驅動電機1051與紅外光源1052相連，第二分光透鏡1053設置在紅外光源1052的出射光路上，透射過第二分光透鏡1053的光線會入射到第一分光透鏡103上，被第二分光透鏡1053反射的會入射到紅外探測器1054中。
請繼續參考圖1，該人眼屈光度檢測裝置105還包括紅外濾光片1055，紅外濾光片1055設置在紅外探測器1054和第一分光透鏡103之間的光路上，在本實施例中，紅外濾光片1055設置紅外探測器1054和第二分光透鏡1053之間，在另一實施例中，紅外濾光片1055也可以設置在第二分光透鏡1053和第一分光透鏡103之間，這樣，即能夠濾去圖像源101出射的光線，避免對紅外探測器1054的探測結果造成不利的影響，保證探測結果的準確性。
在具體實施過程中，圖像源101具體可以為LCD顯示屏、LED顯示屏或者OLED顯示屏，以滿足實際情況的需要為準，在此不做限制。
在具體實施過程中，電控液晶透鏡102是由兩塊導電玻璃之間夾一層液晶構成液晶盒結構，一種方式可以將液晶盒的導電玻璃一面刻蝕出圓孔或者環帶等形狀，形成上下玻璃導電基板的非對稱結構，這樣在兩片導電玻璃施加電壓時會產生非均勻電場分布，對液晶指向矢產生誘導，形成非均勻的有效折射率分布，即液晶樣品呈現出光學透鏡漸變折射率梯度分布，造成對光線的偏折,達到聚焦效果，形成聚焦光學透鏡，另一種方式在平板對稱的導電液晶盒內部制作成突起的球面面型結構，將液晶注入微結構，產生聚焦，但是在電場調控下，液晶光軸的轉動產生折射率的變化，實現調節焦距的目的。
在具體實施過程中，如圖1所示，在本實施例中，第一分光透鏡103和第二分光透鏡1053具體可以為鍍有分光膜的平面透鏡，分光膜例如可以是可反可透膜層，可反可透膜具體可以是通過在平板玻璃上鍍選用具有高折射率的硫化鋅(化學式：ZnS)和具有低折射率的氟化鎂(化學式：MgF2)等材料形成的膜層，具體地，以采用折射率為2.3的硫化鋅和折射率為1.38的氟化鎂為例，可以通過G|HLHL|A或者G|2LHLHL|A的鍍膜結構來實現可透可反的功能，其中，G為玻璃基材，H為硫化鋅，L氟化鎂，2L表示鍍兩層氟化鎂，A表示空氣，在實際應用中，可以通過膜層的厚度來控制透射光和反射光的比例，例如可以將透射光和反射光的比例控制為1:1等等，在此就不再贅述了。
在另一實施例中，第一分光透鏡103和第二分光透鏡1053還可以為將兩個直角棱鏡的斜面粘合而成的柱狀棱鏡，任一斜面上可以鍍上上述介紹的可反可透膜層，在此就不再贅述了。
在具體實施過程中，放大目鏡104例如可以是凸透鏡，或者可以是能夠實現同樣功能的透鏡組合，在此不做限制。
在具體實施過程中，驅動電機1051可以是能夠驅動紅外光源1052在軸向上移動的電機，需要說明的是，圖1所示的驅動電機1051與紅外光源1052之間的連接方式僅僅是一個示例，在其他實施例中，驅動電機1051與紅外光源1052之間的連接方式以滿足實際情況的需求為準，保證在驅動電機1051的作用下，紅外光源1052能夠在軸向上移動即可，此處的軸向是指紅外光源1052出射的紅外光線的方向。
在具體實施過程中，紅外光源1052出射的紅外光線的波長可以由本領域所屬的技術人員根據實際情況進行選擇，以滿足實際情況的需要為準，在此就不再贅述了。
在具體實施過程中，紅外探測器1054能夠根據檢測到的紅外光線，生成對應的圖像，需要說明的是，紅外探測器1054能夠檢測的紅外光線波長范圍需要包括紅外光源1052出射的紅外光線的波長范圍。
在接下來的部分中，將介紹本發明實施例提供的近眼顯示系統的運行過程。
請繼續參考圖1，在用戶使用該近眼顯示系統的過程中，放大目鏡104會位于人眼201的前方，首先，可以先將電控液晶透鏡102設置為未加電壓的狀態，圖像源101出射的光線在透射過電控液晶透鏡102、第一分光透鏡103和放大目鏡104后進入人眼201，由于電控液晶透鏡102處于不工作狀態，所以此時圖像源101出射的光線會被放大透鏡調制成在無窮遠或者在人眼201前方1～2m成像的光束，此時人眼會盡可能地放松眼部周圍肌肉，試圖獲得清晰的圖像。
同時，紅外光源1052出射的紅外光線透射過第二分光透鏡1053后，再被第一分光透鏡103反射，再透射過放電目鏡104后進入人眼201，經過人眼瞳孔、晶狀體等，最后會聚于人眼視網膜2011附近，形成一個近似共焦系統，這時，部分紅外光線會被人眼201反射，反射后的紅外光線透射過放大目鏡104，再被第一分光透鏡103反射至第二分光透鏡1053，再由第二分光透鏡1053反射至紅外探測器1054，紅外探測器1054即能夠根據探測到的紅外光線形成圖像，例如可以是一個光斑。
然后，通過驅動電機10驅動紅外光源1052在軸向上前后移動，由于紅外光源1052和紅外探測器1054之間的光路發生變化，所以紅外探測器1054根據檢測到的紅外光線所形成的光斑大小也會隨之而變化，在光斑最小時，紅外探測器1054所在的位置就是完全共焦的位置，通過事先標定紅外光源1052在軸向上的位移和人眼屈光度之間的第二對應關系，此時就能夠獲取人眼的屈光度。
最后，在獲得了人眼的屈光度之后，即能夠通過第一對應關系獲取到應當施加在電控液晶透鏡102上的電壓，改變電控液晶透鏡102的焦距，使得近眼顯示系統能夠適應于人眼的屈光度，從而使得人眼能夠觀察到清晰的虛擬圖像。
可以看出，本發明實施例提供的近眼顯示系統由于采用了控制施加在電控液晶透鏡上的電壓來自動調節焦距的技術方案，避免了因采用調整焦距的機械結構而增加的結構設計的復雜性和重量的技術問題，所以減少了結構設計的復雜性，減輕了近眼顯示系統的重量，同時無需用戶進行手動調節，保證了近眼顯示系統的焦距與當前用戶的人眼屈光度之間對應，從而保證了近眼顯示系統提供給用戶的視覺體驗。
當然，在實際應用中，在檢測人眼的屈光度時，可以多檢測幾次，然后取平均值或者中位數，從而提高所檢測的人眼的屈光度的準確性，在此就不再贅述了。
基于同一發明構思，本發明實施例另一方面還提供一種虛擬現實設備，該虛擬現實設備包括兩套如前述部分介紹的近眼顯示系統，其中一套出射的光線進入人的左眼，另一套出射的光線進入人的右眼，這樣，在用戶使用該虛擬現實設備時，由于虛擬現實設備中的近眼顯示系統采用了控制施加在電控液晶透鏡上的電壓來自動調節焦距的技術方案，避免了因采用調整焦距的機械結構而增加的結構設計的復雜性和重量的技術問題，所以減少了結構設計的復雜性，減輕了近眼顯示系統的重量，同時無需用戶進行手動調節，保證了近眼顯示系統的焦距與當前用戶的人眼屈光度之間對應，從而保證了近眼顯示系統提供給用戶的視覺體驗，通過前述部分的介紹，本領域所屬的技術人員能夠清楚地了解近眼顯示系統的結構及其運行過程，在此就不再贅述了。
本發明實施例中的一個或者多個技術方案，至少具有如下技術效果或者優點：
本發明實施例提供的近眼顯示系統由于采用了控制施加在電控液晶透鏡上的電壓來自動調節焦距的技術方案，避免了因采用調整焦距的機械結構而增加的結構設計的復雜性和重量的技術問題，所以減少了結構設計的復雜性，減輕了近眼顯示系統的重量，同時無需用戶進行手動調節，保證了近眼顯示系統的焦距與當前用戶的人眼屈光度之間對應，從而保證了近眼顯示系統提供給用戶的視覺體驗。
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
本發明并不局限于前述的具體實施方式。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。