一種虛擬實境裝置的製作方法
2023-12-10 01:18:16 2
本發明涉及虛擬實境技術領域，尤其涉及一種虛擬實境裝置。
背景技術：
虛擬實境目視光學系統是一種利用透鏡成像原理，將顯示屏所產生的影像由光學系統呈一放大的虛像。同時，通過調節人眼左右眼視差，讓使用者可以看到立體圖像。
為了滿足使用者使用虛擬實境頭盔時的沉浸感，虛擬實境目視光學系統需要有足夠大的視場角度，同時，為了增加使用者的舒適度，虛擬實境頭盔應具備小巧以及質量輕的特點，這就要求虛擬實境的光學系統必須緊湊且質量較輕。另一方面，目前所有的虛擬實境技術都會使使用者在使用虛擬頭盔時出現眩暈感以及眼疲勞現象，不利於保護使用者的視力，這也是目前虛擬實境技術的技術瓶頸。
技術實現要素：
本發明提供一種虛擬實境裝置，用以解決在使用現有虛擬實境裝置時容易產生視覺疲勞的技術問題。
本發明實施例提供一種虛擬實境裝置，包括光學透鏡及與所述光學透鏡相對設置的顯示屏幕，所述顯示屏幕設置在所述光學透鏡的焦點位置與所述光學透鏡的最佳聚焦位置之間；其中，所述最佳聚焦位置為預定視場角所對應的彌散圓中直徑最小的彌散圓所在平面的位置。
可選的實施例中，所述顯示屏幕固定設置在所述光學透鏡的焦點位置與所述光學透鏡的最佳聚焦位置之間，且所述顯示屏幕與所述最佳聚焦位置之間的距離為s，s的取值範圍為：或者，0<s≤f2/s0，其中，s0為明視距離，f為所述光學透鏡的焦距。
可選的實施例中，所述顯示屏幕可移動地設置在所述光學透鏡的焦點位置與所述光學透鏡的最佳聚焦位置之間；所述顯示屏幕的移動使得所述顯示屏幕與所述最佳聚焦位置之間的最大距離為或者，f2/s0，其中，s0為明視距離，f為所述光學透鏡的焦距。
進一步的，所述光學透鏡的焦距f的取值範圍為：37mm<f<50mm。
進一步的，所述光學透鏡的視場角大於或等於100°。
進一步的，所述光學透鏡的有效口徑大於或等於23mm。
可選的實施例中，所述光學透鏡包括沿同一旋轉軸旋轉而成的第一面和第二面，所述第一面設置在靠近人眼的一側，所述第二面設置在靠近所述顯示屏幕的一側，所述第一面和所述第二面為曲面，其中，所述第一面的曲率半徑大於所述第二面的曲率半徑。
進一步的，所述光學透鏡為菲涅爾透鏡，且所述第二面為菲涅爾面，所述菲涅爾面包括多個同心環，所述多個同心環等間距，或者所述多個同心環等深度。
進一步的，所述光學透鏡包括第一面和第二面，所述第一面設置在靠近人眼的一側，所述第二面設置在靠近所述顯示屏幕的一側，所述第一面為平面，所述第二面為菲涅爾面。
可選的，所述光學透鏡還包括一固定框架，所述固定框架固定在所述光學透鏡的外邊緣，所述固定框架的厚度與所述光學透鏡的邊緣厚度一致。
可選的，所述光學透鏡的邊緣厚度d2，滿足1mm≤d2≤1.5mm。
可選的，所述固定框架上覆蓋有不透光介質。
本發明實施例中，為保證人眼能夠看到清楚顯示屏幕所成的像，將顯示屏幕的位置設置在最佳聚焦位置與光學透鏡的焦點位置之間，使顯示屏幕所成的像既能被人眼看清，又能減對人眼的壓迫感，避免人眼長時間觀看產生視覺疲勞。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的一種虛擬實境裝置的結構示意圖；
圖2為本發明實施例提供的一種虛擬實境裝置的結構示意圖；
圖3為本發明實施例提供的一種等間距的菲涅爾面的結構示意圖；
圖4為本發明實施例提供的一種等深度的菲涅爾面的結構示意圖；
圖5為本發明實施例提供的一種帶有固定框架的光學透鏡的結構示意圖；
圖6為本發明實施例提供的一種帶有固定框架的光學透鏡的結構示意圖；
圖7為本發明實施例提供的第一種示例中虛擬實境裝置的目視光學系統的結構示意圖；
圖8為本發明實施例提供的第二種示例中虛擬實境裝置的目視光學系統的結構示意圖；
圖9為本發明實施例提供的第三種示例中虛擬實境裝置的目視光學系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明實施例提供的一種虛擬實境裝置進行詳細說明。
虛擬實境裝置的目視光學系統，可以理解為人眼通過一光學透鏡觀察顯示屏幕所顯示的圖像，顯示屏幕為使用者所觀察的物體，光學透鏡相當於一個放大鏡，當物體與光學透鏡的距離小於光學透鏡的焦距時，即顯示屏幕放置在光學透鏡的焦距以內時，顯示屏幕經光學透鏡呈放大的虛像。為了減弱使用者在使用虛擬實境裝置(如虛擬頭盔)時的眩暈感，在使用者通過光學透鏡觀察顯示屏幕所成的虛像時，顯示屏幕所成的虛像既要滿足人眼能夠看清，還要滿足成像位置設計在遠處，這樣才能減少顯示屏幕所成的虛像對人眼的壓迫感，避免人眼疲勞。基於這一發明構思，本發明實施例提供一種虛擬實境裝置，用以解決在使用現有虛擬實境裝置時容易產生視覺疲勞的技術問題。
本發明實施例提供的一種虛擬實境裝置，如圖1或圖2所示，包括光學透鏡2及與光學透鏡2相對設置的顯示屏幕3，其中，在該虛擬實境裝置的目視光學系統中，人眼位置1靠近光學透鏡2的第一面s1設置，光學透鏡2的第二面s2靠近顯示屏幕3設置，顯示屏幕3設置在光學透鏡2的焦點位置f與光學透鏡2的最佳聚焦位置p之間，最佳聚焦位置p為預定視場角所對應的彌散圓中直徑最小的彌散圓所在平面的位置。
在人眼位置1、光學透鏡2和顯示屏幕3構成的目視光學系統中，根據人眼成像原理和放大鏡原理，人眼通過光學透鏡2觀察顯示屏幕3所成的像時，顯示屏幕3發出的光經光學透鏡2進行人眼1時，人眼能夠觀察到的視野角度稱為視場角，在人眼中心位置發生變化時也即人眼處於不同位置時，它的視場角是不同的。本發明實施例中將預定視場角所對應的彌散圓中直徑最小的彌散圓所在平面的位置，稱作最佳聚焦位置，其中預定視場角不限，可以是任意合理的視場角，在優選的實施例中可將中心視場角設定為預定視場角，中心視場角是指人眼的中心與光學透鏡2的光軸所成的夾角為零度時所成的視場角，最佳聚焦位置可參照圖1或圖2中的p點。可選的，本發明實施例中的最佳聚焦位置p點，可以通過以下方式確定：根據人眼成像原理對目視光學系統進行反向建模，仿真出目視光學系統中光學透鏡2的最佳聚焦位置p點。參照圖2所示的目鏡光學系統，經過目視光學系統反向建模，光學透鏡2的最佳聚焦點為p點。
第一方面，根據光路的可逆性可知，當顯示屏幕3位於最佳聚焦位置p點時，顯示屏幕3所成的像進入人眼時，人眼能夠清楚的看到顯示屏幕3所成的像。第二方面，根據放大鏡成像原理，當顯示屏幕3在1倍焦距以內，並且越接近焦點位置，顯示屏幕3所成的像越遠，顯示屏幕3所成的像對人眼的壓迫感越小，為了增加人眼到虛像的距離，顯示屏幕3應更靠近焦點。兼顧這兩個方面的成像特點，本發明實施例中，為了使顯示屏幕3所成的像既能讓人眼看清，又能減少顯示屏幕3所成的虛像對人眼的壓迫感，避免人眼疲勞，兼顧上述兩個方面的成像特點，將顯示屏幕3的位置設置在介於最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間，而不是將顯示屏幕3設置在最佳聚焦位置p點。
但是，顯示屏幕3不能過於接近光學透鏡2的焦點位置f，否則就會導致不同視場角所對應的彌散圓過大，因而導致人眼不能分辨清楚像的細節，由此，人眼會感覺到看到的是模糊的像。為了能夠使人眼所觀察的像具有足夠多的細節，顯示屏幕3的位置可介於最佳觀察位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間，並且顯示屏幕3與最佳聚焦位置p點之間的距離不超過設定閾值，這個設定閾值為顯示屏幕3與最佳聚焦位置p點之間的最大距離。本發明實施例中，顯示屏幕3與最佳聚焦位置p點之間的最大距離，相當於顯示屏幕3由最佳聚焦位置p點朝向光學透鏡2的焦點位置f移動的最遠距離。
物理學裡，人眼看太遠和太近的物體時，眼球都要進行調節，也就是改變眼球的突起程度，但是有一個距離恰能使眼球不需要調整晶狀體就能看清楚，這個距離稱作明視距離，約為250mm。當顯示屏幕3所成像的位置能夠接近明視距離，恰能使眼球不需要調整晶狀體就能看清楚，使得人眼能在較為舒適、放鬆的情況下觀看顯示屏幕3顯示的內容，這時人眼的調節功能不太緊張，可以長時間觀察而不易疲勞。
為了確定顯示屏幕3由最佳聚焦位置p點朝向光學透鏡2的焦點位置f移動的最遠距離，本發明的發明人發現，如果用肉眼觀察物體，當物體由遠移近時，當到達明視距離s0以後，繼續往人眼方向移動，眼睛將會感覺疲勞甚至看不清，因此可以認為眼睛的晶狀體對觀察的物體的調節範圍在無窮大∞～s0之間，且越靠近s0越能看清細節。將這一發現應用在虛擬實境裝置的目視光學系統中時，本發明的發明人發現，假設眼睛靠近光學透鏡2，顯示屏幕3設置在光學透鏡2與光學透鏡2的焦點位置f之間，且顯示屏幕3位於可允許移動的一個焦深大小的範圍內時，可以使光學透鏡2所成的像在人眼的調焦範圍內，並且此時所成的像為清晰的像。這是因為焦深是指保持物體所成的像為清晰的像的基礎上，焦點位置f(焦平面)沿著光學透鏡光軸所允許移動的最大距離。在焦點位置f允許移動的距離內，物體位置，以及物體所成的像的位置在原位置的基礎上，也有一個可以允許移動的距離，將這一發現應用在本發明實施例的目視光學系統中時，在將顯示屏幕3的位置設置在介於最佳聚焦位置p點與焦點位置f之間，且顯示屏幕3位於可允許移動的一個焦深大小的範圍內時，能夠使光學透鏡2所成的像在人眼的調焦範圍內，並且此時所成的像為清晰的像。進一步的，在將顯示屏幕3的位置設置在介於最佳聚焦位置p點與焦點位置f之間時，為了使人眼能夠看清顯示屏幕3所成的像的細節，可以根據光學透鏡2的焦深δx來確定顯示屏幕3的位置由最佳聚焦位置p點朝向光學透鏡2的焦點位置f移動的最遠距離。
可選的，光學透鏡2的焦深δx可以根據牛頓公式確定。
根據牛頓公式x*x'＝f*f'，其中，x表示物點到物方焦點的距離，x'表示為像點的位置，f、f'分別表示物方焦距和像方焦距。根據放大鏡原理，當像點位置x'從-∞向-s0移動時，相應的物點到物方焦點的距離從0到變化。在保持物體所成的像為清晰的像的基礎上，物點逐漸遠離物方焦點時，物點到物方焦點的最大距離，可以看作是物方焦點沿著光軸允許移動的最大距離，在將這一發現應用在本發明實施例的目視光學系統中時，物方焦點沿著光軸允許移動的最大距離就是光學透鏡2的焦點位置f沿著光學透鏡2的光軸所允許移動的最大距離，即焦深δx。
根據牛頓公式，其中，s0為明視距離，f為光學透鏡2的焦距，同時物方焦距f和像方焦距f』相等。
綜上，在本發明實施例提供的虛擬實境裝置的目視光學系統中，為保證人眼能夠看到清楚顯示屏幕3所成的像，需將顯示屏幕3設置在最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間，為保證顯示屏幕3所成的像對人眼的壓迫感最小，令顯示屏幕3距離最佳聚焦位置p點的最遠距離為光學透鏡2的焦深的大小，相當於顯示屏幕3可以以最佳聚焦位置p點為起始點朝向焦點位置f的方向移動，且顯示屏幕3可移動的最大距離滿足進而顯示屏幕3所成的像既能被人眼看清，又能減小對人眼的壓迫感，避免人眼長時間觀看產生視覺疲勞。
基於上述實施例中顯示屏幕3與光學透鏡2的焦點位置f、光學透鏡2的最佳聚焦位置p點之間的位置關係，一種可選的實施例中，顯示屏幕3固定設置在光學透鏡2的焦點位置f與所述光學透鏡2的最佳聚焦位置p點之間，若顯示屏幕3與最佳聚焦位置p之間的距離為s，則s的取值範圍為：其中，s0為明視距離，f為光學透鏡2的焦距。
本發明實施例中，並不限於將顯示屏幕3設置在最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間，理論上也可以包括將顯示屏幕3設置在最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的第二面s2之間，令顯示屏幕3距離最佳聚焦位置p點的最遠距離等於光學透鏡2的焦深的大小，即相當於顯示屏幕3可以以最佳聚焦位置p點為起始點朝向光學透鏡2的第二面s2的方向移動，且顯示屏幕3可移動的最大距離滿足但是，由於顯示屏幕3離人眼越近，人眼觀察圖像時越容易疲勞，因此，這種實施例對於減小對人眼的壓迫感，減小人眼視覺疲勞的效果並不理想。
進一步的，由於光學透鏡2的焦距f遠遠小於s0，因此當顯示屏幕3由最佳聚焦位置p點朝向焦點位置f移動的最大距離可近似為：即顯示屏幕3固定設置在光學透鏡2的焦點位置與所述光學透鏡2的最佳聚焦位置p點之間時，顯示屏幕3與所述最佳聚焦位置p點之間的距離為s，s的取值範圍為00.92mm。但從加工的難易程度來看，光學透鏡2的邊緣厚度d2不宜太薄，為使透鏡容易加工且保證面型精度，光學透鏡2的邊緣厚度d2至少為1mm～1.5mm。為了進一步減輕光學透鏡2的重量，整體縮小光學透鏡2的厚度，光學透鏡2的邊緣厚度d2最大為2.5mm。可選的，本發明實施例中，光學透鏡2的邊緣厚度d2滿足：1mm≤d2≤2.5mm。
可選的，在光學透鏡2的第二面s2不是菲涅爾面時，光學透鏡2的邊緣厚度d2滿足：1.5mm≤d2≤2.5mm。
可選的，在光學透鏡2的第二面s2為菲涅爾面時，光學透鏡2的邊緣可以做得更薄，光學透鏡2的邊緣厚度d2滿足：1mm≤d2≤1.5mm。
可選的，為了便於透鏡安裝，參照圖5和圖6，本發明實施例中的光學透鏡2還包括一固定框架20，固定框架20固定在光學透鏡2的外邊緣。
可選的，固定框架20的厚度與光學透鏡2的邊緣厚度一致。
可選的，為了進一步減輕光學透鏡2的重量，固定框架20的安裝直徑比光學透鏡2的有效口徑大1mm～3mm。
可選的，本發明實施例中，固定框架20的外沿可以是圓形、橢圓、多邊形的任意一種。本實施例的固定框架20首選圓形。
可選的，光學透鏡2的固定框架20上覆蓋有不透光介質，可以防止顯示屏幕3發出的光通過光學透鏡2的固定框架20產生折反射光線，因此可減少折反射光線對顯示屏幕3成像時造成的幹擾。
可選的，光學透鏡2的色散係數大於50。
可選的，光學透鏡2的材質為pmma。
基於本發明上述實施例中光學透鏡2的最佳聚焦位置p點與顯示屏幕3的上述位置關係，光學透鏡2的焦距的取值範圍，以及光學透鏡2的面型等特點，本發明實施例提供了虛擬實境裝置目視光學系統中的三種應用示例。
對於第一種示例，可參見如圖7所示的一種虛擬實境裝置的目視光學系統，包括人眼位置1、光學透鏡2和顯示屏幕3，光學透鏡2包括第一面s1和第二面s2，第一面s1與第二面s2為旋轉對稱面，第一面s1與第二面s2沿同一旋轉軸旋轉而成。第一面s1設置在靠近人眼位置1一側，第二面s2設置在靠近顯示屏幕3的一側，第一面s1與第二面s2都成外凸狀，第一面s1為非球面，第二面s2為菲涅爾面，且第一面s1的曲率半徑較大，第二面s2的曲率半徑較小。
經過目視光學系統反向建模，光學透鏡2的最佳聚焦位置為p點。假如光學透鏡2的焦距為f。為保證人眼能夠看到清楚顯示屏幕3所成的像，顯示屏幕3的位置位於p點與f點之間(顯示屏幕3可以固定在最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間，也可以在最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間移動)，為保證屏幕所成的像對人眼的壓迫感最小，像的距離應該在最遠處，顯示屏幕3與最佳聚焦位置p點的最遠距離為相當於顯示屏幕3可以以p點為起始點朝向焦點位置f的方向移動，且顯示屏幕3的位移滿足最大值進一步的，由於光學透鏡2作為放大鏡使用，光學透鏡2的焦距f遠遠小於s0，因此當顯示屏幕3由p點朝向焦點位置f移動的最大距離可近似為：
在第一面s1為非球面，第二面s2為菲涅爾面時：
可選的，所以菲涅爾透鏡的最大視角至少為100°。
可選的，光學透鏡的有效口徑大於或等於23mm。
可選的，第二面s2為等間距的菲涅爾面。
可選的，第二面s2為等深度的菲涅爾面。
可選的，光學透鏡2的邊緣厚度d2滿足：1mm≤d2≤1.5mm。
可選的，還包括一固定框架20，固定框架20固定在光學透鏡2的外邊緣。
可選的，固定框架20的厚度與光學透鏡2的邊緣厚度一致。
可選的，固定框架20的安裝直徑比光學透鏡2的有效口徑大1mm～3mm。
可選的，光學透鏡2的固定框架20上覆蓋有不透光介質，可以防止顯示屏幕3發出的光通過光學透鏡2的固定框架20產生折反射光線，因此可減少折反射光線對顯示屏幕3成像時造成的幹擾。
可選的，光學透鏡2的色散係數大於50。
可選的，光學透鏡2的材質為pmma。
在第一種示例中，光學透鏡2的第一面s1為非球面，第二面s2為菲涅爾面，具有較高的成像質量和至少100°的視場角，顯示屏幕3與光學透鏡2的最佳聚焦位置p點之間的相對位置關係為：顯示屏幕3的位置位於最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間(顯示屏幕3可以固定在最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間，也可以在最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間移動)，並且顯示屏幕3距離最佳聚焦位置p點的最遠距離為光學透鏡2的焦深的大小顯示屏幕3與光學透鏡2的最佳聚焦位置p點之間的上述相對位置關係，使得顯示屏幕3所成的像的細節既能被人眼看清，又能減小對人眼的壓迫感，避免人眼長時間觀看產生視覺疲勞。此外，在第一種示例中，由於第二面s2為菲涅爾面，光學透鏡2的中心厚度和邊緣厚度都可以製作的更薄，有利於減小光學透鏡2的體積和重量，有利於實現光學透鏡2的輕薄化。
本發明實施例還提供了第二種示例，可參見如圖8所示的一種虛擬實境裝置的目視光學系統，包括人眼位置1、光學透鏡2和顯示屏幕3，光學透鏡2包括第一面s1和第二面s2。第一面s1設置在靠近人眼位置1的一側，第二面s2設置在靠近顯示屏幕3的一側，第一面s1為平面，第二面s2為菲涅耳面。
與第一種示例相比，不同之處在於，第一面s1的面型由非球面替換成了平面。
在此示例中其他光學參數的選取與第一示例相同，此處不再詳細描述。
在第二種示例中，顯示屏幕3與光學透鏡2的最佳聚焦位置p點之間的相對位置關係、光學透鏡2的第二面s2、光學透鏡2的有效口徑、光學透鏡2的邊緣厚度、光學透鏡2的固定框架、光學透鏡2的材質、光學透鏡的安裝直徑的具體內容與第一種示例相同，具體參見第一種示例，此處不再累述。
在第二種示例中，光學透鏡2的第一面s1為平面，第二面s2為菲涅爾面，具有較高的成像質量和至少100°的視場角，顯示屏幕3與光學透鏡2的最佳聚焦位置p點之間的相對位置關係為：顯示屏幕3的位置位於最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間(顯示屏幕3可以固定在最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間，也可以在最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間移動)，並且顯示屏幕3距離最佳聚焦位置p點的最遠距離為光學透鏡2的焦深的大小顯示屏幕3與光學透鏡2的最佳聚焦位置p點之間的上述相對位置關係，使得顯示屏幕3所成的像的細節既能被人眼看清，又能減小對人眼的壓迫感，避免人眼長時間觀看產生視覺疲勞。此外，在第三種示例中，由於第二面s2為菲涅爾面，光學透鏡2的中心厚度和邊緣厚度都可以製作的更薄，有利於減小光學透鏡2的體積和重量，有利於實現光學透鏡2的輕薄化。
本發明實施例還提供了第三種示例，可參見如圖9所示的一種虛擬實境裝置的目視光學系統，包括人眼位置1、光學透鏡2和顯示屏幕3，光學透鏡2包括第一面s1和第二面s2，第一面s1與第二面s2為旋轉對稱面。第一面s1與第二面s2都成外凸狀，第一面s1設置在靠近人眼位置1的一側，第二面s2設置在靠近顯示屏幕3的一側，第一面s1和第二面s2都為非球面，第一面s1的曲率半徑較大，第二面s2的曲率半徑較小。
與第一種示例相比，不同之處在於，第二面s2的面型由菲涅爾面替換成了非球面。
經過光學系統反向建模，光學透鏡2的最佳聚焦位置為點p。假如光學透鏡2的焦距為f。為保證人眼能夠看到清楚顯示屏幕3所成的像，顯示屏幕3的位置位於p點與f點之間，為保證屏幕所成的像對人眼的壓迫感最小，像的距離應該在最遠處，顯示屏幕3與p點的最遠距離為相當於顯示屏幕3以p點為起始點朝向焦點位置f的方向移動，且顯示屏幕3的位移滿足最大值由於光學透鏡2的焦距f遠遠小於s0，因此當顯示屏幕3由p點朝向焦點位置f移動的最大距離可近似為：
在第一面s1和第二面s2都為非球面時：
可選的，光學透鏡2的最大視角至少為100°。
可選的，光學透鏡2的有效口徑大於或等於23mm。
可選的，光學透鏡2的邊緣厚度d2滿足：1.5mm≤d2≤2.5mm。
可選的，還包括一固定框架20，固定框架20固定在光學透鏡2的外邊緣。
可選的，固定框架20的厚度與光學透鏡2的邊緣厚度一致。
可選的，固定框架20的安裝直徑比光學透鏡2的有效口徑大1mm～3mm。
可選的，光學透鏡2的固定框架20上覆蓋有不透光介質，可以防止顯示屏幕3發出的光通過光學透鏡2的固定框架20產生折反射光線，因此可減少折反射光線對顯示屏幕3成像時造成的幹擾。
可選的，光學透鏡2的色散係數大於50。
可選的，光學透鏡2的材質為pmma。
在第三種示例中，光學透鏡2的第一面s1和第二面s2都為非球面，具有較高的成像質量和至少100°的視場角，顯示屏幕3與光學透鏡2的最佳聚焦位置p點之間的相對位置關係為：顯示屏幕3的位置位於最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間(顯示屏幕3可以固定在最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間，也可以在最佳聚焦位置p點與光學透鏡2的焦點位置f之間移動)，並且顯示屏幕3距離最佳聚焦位置p點的最遠距離為光學透鏡2的焦深的大小顯示屏幕3與光學透鏡2的最佳聚焦位置p點之間的上述相對位置關係，使得顯示屏幕3所成的像的細節既能被人眼看清，又能減小對人眼的壓迫感，避免人眼長時間觀看產生視覺疲勞。
儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也包含這些改動和變型在內。