近眼显示系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种近眼显示系统，包括图像显示装置、阵列成像装置和液晶光开关。阵列成像装置包括至少两个成像镜面，每个成像镜面贴有可透可反膜。液晶光开关包括至少两个子液晶光开关，每个成像镜面与每个子液晶光开关对应。子液晶开关在图像显示装置输出一束与该子液晶开关对应的子图像光线时处于开状态，使图像显示装置输出的与该子液晶开关对应的子图像光线被成像镜面反射会聚后穿过子液晶开关能在人眼形成待显示子图像。在图像显示装置输出完待显示图像的所有子图像光线后，在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为待显示图像。该近眼显示系统具有大视场、高分辨率的特点，且相对于具有传统目视光学系统的近眼显示系统体积较小。

【技术实现步骤摘要】
近眼显示系统
本技术涉及增强现实
，具体而言，涉及一种近眼显示系统。
技术介绍
增强现实(AR，AugmentedReality)是利用虚拟物体或信息对真实场景进行现实增强的技术，广泛应用于科研、军事、工业、游戏、视频、教育等各领域。目前主流的应用于增强现实的近眼显示系统，普遍采用微型图像显示器作为图像源，并配合传统目视光学系统实现对增强显示。受限于现有的技术和工艺水平，微型图像显示器的分辨率很难提高。并且，传统目视光学系统的显示视场与目视光学系统的体积密切相关。增大显示视场，目视光学系统的体积会随之剧增。因此，目前主流的应用于增强现实的近眼显示系统具有分辨率低，以及视场小或体积大的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种大视场高分辨率的紧凑型的近眼显示系统，以解决上述问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：本技术较佳实施例提供一种近眼显示系统，包括图像显示装置、阵列成像装置和液晶光开关，所述阵列成像装置包括至少两个成像镜面，每个成像镜面贴有可透可反膜，所述液晶光开关包括至少两个子液晶光开关，每个成像镜面与每个子液晶光开关对应；所述图像显示装置用于依次输出待显示图像的至少两束子图像光线，其中，每幅待显示图像包括至少两幅待显示子图像，每幅待显示子图像与每束子图像光线对应，每束子图像光线与每个子液晶开关对应；所述成像镜面用于对入射的子图像光线进行反射会聚；所述子液晶开关用于在所述图像显示装置输出一束与该子液晶开关对应的子图像光线时处于开状态，使所述图像显示装置输出的与该子液晶开关对应的子图像光线被所述成像镜面反射会聚后穿过所述子液晶开关能在人眼形成待显示子图像；所述子液晶开关还用于在所述图像显示装置输出一束与该子液晶开关不对应的子图像光线时处于关闭状态；在所述图像显示装置输出完待显示图像的所有子图像光线后，穿过每个所述子液晶开关在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像；真实世界环境光线穿过所述阵列成像装置和液晶光开关进入人眼形成环境图像。可选地，所述图像显示装置包括光源模组和图像显示单元，所述光源模组包括照明光源和光束整形合束器，所述光束整形合束器包括准直扩束整形组件和合束单元；所述照明光源，用于提供多束照明光线；所述准直扩束整形组件，用于对每束照明光线进行准直扩束整形；所述合束单元，用于将所述准直扩束整形组件准直扩束整形处理后的光束合成为单光束；所述图像显示单元，用于对所述合束单元输出的单光束的能量进行调制以形成待显示信息的图像光线。可选地，所述图像显示装置包括光源模组和扫描装置；所述光源模组，用于提供准直细光束；所述扫描装置，用于对所述光源模组出射的光线进行高速偏转以形成图像光线。可选地，所述扫描装置为MEMS扫描装置。可选地，所述图像显示装置包括光源模组、偏振分光组件和图像显示单元，所述光源模组包括照明光源和准直扩束整形组件；所述照明光源，用于提供照明光线；所述准直扩束整形组件，用于对所述照明光线进行准直扩束整形；所述偏振分光组件，用于所述准直扩束整形组件出射的非偏振光分成两束垂直的线偏光，其中P偏光完全通过，而S偏光以45度角被反射；所述图像显示单元，用于根据此时待显示子图像的灰度对S偏振光束进行光能量调制，经所述图像显示单元调制后的光束转换为P偏振光束，P偏振光束再次透过偏振分光组件后进入阵列成像装置中。可选地，所述图像显示装置还包括光取向元件，所述光取向元件设置在所述准直扩束整形组件的出射光路，用于选取特定角度光束。可选地，所述近眼显示系统还包括可控背面层。可选地，所述成像镜面为衍射平面或连续的曲面。可选地，所述图像显示装置输出的与各子液晶开关对应的子图像光线的能量随与其对应的子液晶开关距图像显示装置距离增大而增大。可选地，所述成像镜面的反射率沿远离图像显示装置的方向增大。本技术提供的近眼显示系统通过对图像显示装置、阵列成像装置和液晶光开关的巧妙集成与设计，依次输出一待显示图像的至少两束子图像光线，通过每个成像镜面反射会聚在人眼形成与每束子图像光线对应的待显示子图像，利用视觉残留效应，使在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为待显示图像。因此，该近眼显示系统的视场角等于阵列成像装置包括的所有成像镜面的视场角之和。并且，每幅待显示子图像的分辨率可以相同且等于待显示图像的分辨率。故，该近眼显示系统具有大视场图像显示的同时具有高分辨率，且相对于具有传统目视光学系统的应用于增强现实的近眼显示系统体积较小。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术实施例提供的一种近眼显示系统的方框示意图。图2为一实施方式中近眼显示系统的结构示意图。图3为另一实施方式中近眼显示系统的结构示意图。图4为图2所示的近眼显示系统显示第一待显示子图像的光路示意图。图5为图2所示的近眼显示系统显示第二待显示子图像的光路示意图。图6为图2所示的近眼显示系统显示第三待显示子图像的光路示意图。图7为图2所示的近眼显示系统显示待显示图像的光路示意图。图8为另一实施方式中近眼显示系统的结构示意图。图9为另一实施方式中近眼显示系统的结构示意图。图10为另一实施方式中近眼显示系统的结构示意图。图标:1-近眼显示系统；10-图像显示装置；30-阵列成像装置；50-液晶光开关；31-成像镜面；51-子液晶光开关；11-光源模组；13-图像显示单元；111-照明光源；113-光束整形合束器；1111-红色LED光源；1112-绿色LED光源；1113-蓝色LED光源；1131-准直扩束整形组件；1133-合束单元；11311-第一准直扩束整形单元；11312-第二准直扩束整形单元；11313-第三准直扩束整形单元；311-第一成像镜面；312-第二成像镜面；313-第三成像镜面；511-第一子液晶光开关；512-第二子液晶光开关；513-第三子液晶光开关；15-扫描装置；17-准直透镜；18-光取向元件；19-偏振分光组件；70-可控背面层。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。本技术实施例提供的近眼显示系统1，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近眼显示系统，其特征在于，包括图像显示装置、阵列成像装置和液晶光开关，所述阵列成像装置包括至少两个成像镜面，每个成像镜面贴有可透可反膜，所述液晶光开关包括至少两个子液晶光开关，每个成像镜面与每个子液晶光开关对应；所述图像显示装置用于依次输出待显示图像的至少两束子图像光线，其中，每幅待显示图像包括至少两幅待显示子图像，每幅待显示子图像与每束子图像光线对应，每束子图像光线与每个子液晶开关对应；所述成像镜面用于对入射的子图像光线进行反射会聚；所述子液晶开关用于在所述图像显示装置输出一束与该子液晶开关对应的子图像光线时处于开状态，使所述图像显示装置输出的与该子液晶开关对应的子图像光线被所述成像镜面反射会聚后穿过所述子液晶开关能在人眼形成待显示子图像；所述子液晶开关还用于在所述图像显示装置输出一束与该子液晶开关不对应的子图像光线时处于关闭状态；在所述图像显示装置输出完待显示图像的所有子图像光线后，穿过每个所述子液晶开关在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像；真实世界环境光线穿过所述阵列成像装置和液晶光开关进入人眼形成环境图像。

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示系统，其特征在于，包括图像显示装置、阵列成像装置和液晶光开关，所述阵列成像装置包括至少两个成像镜面，每个成像镜面贴有可透可反膜，所述液晶光开关包括至少两个子液晶光开关，每个成像镜面与每个子液晶光开关对应；所述图像显示装置用于依次输出待显示图像的至少两束子图像光线，其中，每幅待显示图像包括至少两幅待显示子图像，每幅待显示子图像与每束子图像光线对应，每束子图像光线与每个子液晶开关对应；所述成像镜面用于对入射的子图像光线进行反射会聚；所述子液晶开关用于在所述图像显示装置输出一束与该子液晶开关对应的子图像光线时处于开状态，使所述图像显示装置输出的与该子液晶开关对应的子图像光线被所述成像镜面反射会聚后穿过所述子液晶开关能在人眼形成待显示子图像；所述子液晶开关还用于在所述图像显示装置输出一束与该子液晶开关不对应的子图像光线时处于关闭状态；在所述图像显示装置输出完待显示图像的所有子图像光线后，穿过每个所述子液晶开关在人眼形成的待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像；真实世界环境光线穿过所述阵列成像装置和液晶光开关进入人眼形成环境图像。2.根据权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述图像显示装置包括光源模组和图像显示单元，所述光源模组包括照明光源和光束整形合束器，所述光束整形合束器包括准直扩束整形组件和合束单元；所述照明光源，用于提供多束照明光线；所述准直扩束整形组件，用于对每束照明光线进行准直扩束整形；所述合束单元，用于将所述准直扩束整形组件准直扩束整形处理后的光束合成为单光束；所述图像显示单元，用于对所述合束单元输出的单光束的能量进行调制以形成待显示信息的图像光线。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳创维新世界科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44