一种基于视网膜投影的近眼显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于视网膜投影的近眼显示装置，该装置包括：镜片,其屈光度取决于用户的视力；发光二极管阵列，用于发射可见光，由多个发光二极管组成；基板，呈光学透明，其上方制备有发光二极管阵列，可与镜片粘合为一体，位于镜片与空间光调制器之间；空间光调制器，用于调制光强，位于人眼与基板之间；人眼传感器，用于探测人眼的屈光度、瞳孔大小及瞳孔位置；所述近眼显示装置既可以是单眼近眼显示装置，也可以是双眼近眼显示装置；该装置可实现超大的视场角，并集成了近眼显示与视力矫正两大功能，适用于智能穿戴设备，例如智能眼镜等。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视网膜投影的近眼显示装置
本专利技术涉及可穿戴显示
，尤其设计一种基于视网膜投影的近眼显示装置。
技术介绍
增强现实(AugmentedReality，简称AR)，被定义为用于实现由计算机生成的虚拟世界与真实世界进行融合与交互的技术统称。近眼显示(Near-EyeDisplay，简称NED)---又称头戴式显示---是增强现实的关键技术之一，是虚拟世界与真实世界的共同可视化载体。然而目前面向增强现实的近眼显示装置——以智能眼镜为代表——面临两个亟待解决的难题。第一、视场角(FieldofView，简称FOV)过小，通常在15至50度之间。和人眼自身的FOV相比，还存在相当大的差距；第二、对于患有视力缺陷的用户，现行的解决方案是额外增加一副用于视力矫正的眼镜。这种分立设计不仅会使得人眼远离图像出射面，造成FOV损失，而且厚重的硬件整体也将极大影响用户体验。针对上述问题，本专利技术提出了一种基于视网膜投影的近眼显示技术，可实现100度以上的超大视场角，并且可同时兼顾近眼显示与视力矫正，从而显著改善用户体验。
技术实现思路
本专利技术所采用的技术方案是一种基于视网膜投影的近眼显示装置，其组成包括：镜片：其屈光度取决于用户的视力，其上方制备有发光二极管阵列；发光二极管阵列：用于发射可见光，由多个发光二极管组成；空间光调制器：用于调制光强，位于人眼与镜片之间；所述近眼显示装置既可以是单眼近眼显示装置，也可以是双眼近眼显示装置。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述镜片的材料可以为聚碳酸酯、树脂、石英、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、或聚氯乙烯。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述镜片既可以是单焦点镜片，也可以是多焦点镜片。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述镜片的一个或多个表面可以镀有保护膜、抗反膜、抗眩膜、变色膜、偏振膜、防紫外膜中的一种或几种。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述发光二极管可以为有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode,简称OLED)或者量子点发光二极管(Quantum-DotLightEmittingDiode,简称QLED)。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述空间光调制器可以为透明液晶显示屏或者干涉调制型显示屏。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述空间光调制器可以为平板状或者柔性弯曲状。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，还包括：人眼传感器：用于探测人眼的屈光度、瞳孔大小及瞳孔位置。本专利技术还提出了一种基于视网膜投影的近眼显示装置，其组成包括：镜片：其屈光度取决于用户的视力；基板：呈光学透明，其上方制备有发光二极管阵列，可与镜片粘合为一体，位于镜片与空间光调制器之间；发光二极管阵列：用于发射可见光，由多个发光二极管组成；空间光调制器：用于调制光强，位于人眼与基板之间；所述近眼显示装置既可以是单眼近眼显示装置，也可以是双眼近眼显示装置。进一步的，所述近眼显示装置还包括人眼传感器，所述人眼传感器用于探测人眼的屈光度、瞳孔大小及瞳孔位置。本专利技术提出的基于视网膜投影的近眼显示技术，可实现100度以上的超大视场角，并且可同时兼顾近眼显示与视力矫正，从而显著改善用户体验。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术的第一实施例的基于视网膜投影的近眼显示装置的结构与原理示意图；图2是本专利技术的第二实施例的基于视网膜投影的近眼显示装置的结构与原理示意图；图3是本专利技术的第三实施例的基于视网膜投影的近眼显示装置的结构与原理示意图；图4是本专利技术的第四实施例的基于视网膜投影的近眼显示装置的结构与原理示意图；具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。【第一实施例】参照图1，本实施例所示的基于视网膜投影的近眼显示装置包括：镜片101：其屈光度取决于用户的视力，其上方制备有发光二极管阵列102；发光二极管阵列102：用于发射可见光，由多个发光二极管组成；空间光调制器103：用于调制光强，位于人眼11与镜片101之间。所述近眼显示装置既可以是单眼近眼显示装置，也可以是双眼近眼显示装置。优选地，镜片101具有第一表面101a、第二表面101b、第三表面101c、第四表面101d，其中第一表面101a为凹面，第二表面101b、第三表面101c、第四表面101d为平面。第三表面101c上方制备有发光二极管阵列102。镜片101的材料可以为聚碳酸酯、树脂、石英、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、或聚氯乙烯。镜片101既可以是单焦点镜片，也可以是多焦点镜片。镜片101的一个或多个表面可以镀有保护膜、抗反膜、抗眩膜、变色膜、偏振膜、防紫外膜中的一种或几种。发光二极管阵列102可以为有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode,简称OLED)阵列或者量子点发光二极管(Quantum-DotLightEmittingDiode,简称QLED)阵列。空间光调制器103可以为透明液晶显示屏或者干涉调制型显示屏。空间光调制器103可以为平板状或者柔性弯曲状。本实施例的具体工作流程说明如下：虚拟场景的成像过程为：发光二极管阵列102发射可见光线至空间光调制器103。空间光调制器103对入射至其的光线的光强进行调制，从而使光线携带虚拟图像信息。经过空间光调制器103调制后的出射光线进入人眼11，并最终成像于视网膜。真实场景的成像过程为：用户所处环境中的真实物体所发出的光线将依次通过镜片101与空间光调制器103，然后进入人眼11，并最终成像于视网膜。由于镜片101的第一表面101a为一凹面，对于近视用户，将起到视力矫正的作用。此外，如用户视力为正常，则第一表面101a为一平面。如用户视力为远视，则第一表面101a为一凸面。综上所述，通过该装置，用户既可以看到虚拟场景，也可以看到真实场景，从而实现增强现实的显示效果。本实施例的技术方案相比于基于合束器以及基于波导的近眼显示方案，其区别在于其虚拟场景是直接成像于人眼11的视网膜。该成像原理类似于针孔相机，可节省用于放大虚拟图像所需的具有屈光度的光学元件，例如投影镜头或透镜组等。因此，可极大地减小像差与畸变，并可获得超大的视场角。此外，由于虚拟图像的成像距离取决于人眼的调焦，且人眼本身就是一个变焦光学系统，因此，虚拟图像的成像距离可随着人眼的屈光度变化而变化。这意味着用户可以看到成像于不同距离的虚拟图像，即所谓的图像注册(ImageRegistration)。同时，由于镜片101的设置，可兼顾视力矫正功能，可免去用户额外佩戴眼镜的麻烦，从而减少整个装置的厚度与重量，提升可穿戴性与使用时的用户体验。【第二实施例】参照图2，本实施例所示的基于视网膜投影的近眼显示装置包括：镜片201：其屈光度取决于用户的视力，其上方制备有发光二极管阵列202；发光二极管阵列202：用于发射可见光，由多个发光二极管组成；空间光调制器203：用于调制光强，位于人眼11与镜片201之间；人眼传感器204：用于探测人眼的屈光度、瞳孔大小及瞳孔位置。所述近眼显示装置既可以是单眼近眼显示装置，也可以是双眼近眼显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视网膜投影的近眼显示装置，其组成包括：镜片：其屈光度取决于用户的视力，其上方制备有发光二极管阵列；发光二极管阵列：用于发射可见光，由多个发光二极管组成；空间光调制器：用于调制光强，位于人眼与镜片之间；所述近眼显示装置既可以是单眼近眼显示装置，也可以是双眼近眼显示装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于视网膜投影的近眼显示装置，其组成包括：镜片：其屈光度取决于用户的视力，其上方制备有发光二极管阵列；发光二极管阵列：用于发射可见光，由多个发光二极管组成；空间光调制器：用于调制光强，位于人眼与镜片之间；所述近眼显示装置既可以是单眼近眼显示装置，也可以是双眼近眼显示装置。2.根据权利要求1所述一种基于视网膜投影的近眼显示装置，其特征在于：所述镜片的材料可以为聚碳酸酯、树脂、石英、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、或聚氯乙烯。3.根据权利要求1所述一种基于视网膜投影的近眼显示装置，其特征在于：所述镜片既可以是单焦点镜片，也可以是多焦点镜片。4.根据权利要求1所述一种基于视网膜投影的近眼显示装置，其特征在于：所述镜片的一个或多个表面可以镀有保护膜、抗反膜、抗眩膜、变色膜、偏振膜、防紫外膜中的一种或几种。5.根据权利要求1所述一种基于视网膜投影的近眼显示装置，其特征在于:所述发光二极管阵列可以为有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode,简称OLED)阵列或者量子点发光二极管(Quantum-DotLightEmi...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超平，吴雨航，赵敬鑫，李洋，俞冰，
申请(专利权)人：陈超平，
类型：发明
国别省市：上海,31