一种近眼显示装置、系统及显示方法制造方法及图纸

本申请提供了一种近眼显示装置、系统及显示方法，其中近眼显示装置包括显示模块和光学模块；显示模块被配置为输出显示画面，并将显示画面的光线转换为准直光线；光学模块具有多个焦点，被配置为透过准直光线，将准直光线成像于各焦点对应的焦平面上，通过在各焦点对应的焦平面上成像可以还原出具有多个深度平面的场景信息，使单眼观看也能呈现立体视觉，并且在多焦平面上成像可以呈现较大深度的三维场景。

A Near-Eye Display Device, System and Display Method

The application provides a near-eye display device, system and display method, in which the near-eye display device includes a display module and an optical module; the display module is configured to output a display screen and convert the light of the display screen into collimated light; the optical module has multiple focal points and is configured to collimate through collimated light. Straight light is imaged on the focal plane corresponding to each focus. By imaging on the focal plane corresponding to each focus, scene information with multiple depth planes can be restored, so that monocular viewing can also present stereo vision, and imaging on the multi-focal plane can present a larger depth of three-dimensional scene.

【技术实现步骤摘要】
一种近眼显示装置、系统及显示方法
本专利技术涉及显示
，特别是涉及一种近眼显示装置、系统及显示方法。
技术介绍
近眼显示器通常佩戴在用户的眼部，通常以眼镜的形式呈现，虚拟现实(VirtualReality,VR)和增强现实(AugmentedReality，AR)都属于近眼显示的范畴，即将显示屏幕置于离用户的眼睛比较近的位置，使用户能在虚拟世界或者虚实结合的世界中遨游。目前有很多公司发布了虚拟现实和增强现实的近眼显示设备，如Oculus、SONY、HTC、三星、暴风影音、蚁视、华为等都推出了自己的VR设备；AR设备如Google的GoogleProjectionGlass，Epson的BT-300智能眼镜，微软的Hololens，Lumus的几何光波导智能眼镜，国内灵犀的几何光波导眼镜，耐德佳的自由曲面增强现实眼镜等。在当前的近眼显示装置中，其实现三维信息显示多为采用双目视差的原理，如VR近眼显示技术是在左右眼对应的近眼显示器上分别显示左右眼的图像，眼睛获取带有差异的信息后在脑海中可产生立体视觉。该种方式单眼无法呈现立体视觉，并且受限于大脑对图像的融合能力，无法实现大的景深和立体感。
技术实现思路
本专利技术提供及一种近眼显示装置、系统及显示方法，以使单眼观看呈现立体视觉，同时呈现较大景深的立体场景。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种近眼显示装置，包括：显示模块和光学模块；所述显示模块，被配置为输出显示画面，并将所述显示画面的光线转换为准直光线；所述光学模块，具有多个焦点，被配置为透过所述准直光线，将所述准直光线成像于各所述焦点对应的焦平面上。可选的，所述显示模块包括：显示元件，被配置为输出所述显示画面；准直元件，被配置为将所述显示画面的光线转换为准直光线。可选的，所述光学模块包括第一多焦点微透镜阵列，所述第一多焦点微透镜阵列由不同焦点的微透镜单元交替排布组成。可选的，所述第一多焦点微透镜阵列由两种不同焦点的微透镜单元交替排布组成。可选的，所述近眼显示装置还包括:分光模块，被配置为将所述显示模块输出的所述准直光线反射至所述光学模块。可选的，所述近眼显示装置还包括采集模块，所述光学模块还包括反射单元；所述分光模块，还被配置为透过入射至所述分光模块的第一光线至所述光学模块的反射单元，反射入射至所述分光模块的第二光线至所述采集模块，其中，所述第一光线具有第一偏振方向，所述第二光线具有第二偏振方向，所述准直光线具有第二偏振方向；所述光学模块的反射单元，被配置为将入射至所述反射单元的第一光线的偏振方向由第一偏振方向转换为第二偏振方向，得到第二光线，并将所述第二光线反射回所述分光模块；所述采集模块，被配置为接收由所述分光模块反射的第二光线，采集所述第二光线对应的显示图像，并将所述显示图像输出至所述显示模块；所述显示模块，还被配置对所述显示图像进行显示。可选的，所述光学模块的反射单元包括第二多焦点微透镜阵列，所述第二多焦点微透镜阵列由不同焦点的微透镜单元交替排布组成。可选的，所述采集模块包括会聚透镜和传感控制元件，所述会聚透镜，被配置为接收由所述分光模块反射的第二光线，并对所述第二光线进行缩放；所述传感控制元件，被配置为采集经所述会聚透镜缩放的第二光线对应的显示图像，并将所述显示图像输出至所述显示模块。为了解决上述问题，本专利技术还公开了一种近眼显示方法，应用于上述任一项所述的近眼显示装置，所述近眼显示方法包括：输出显示画面，并将所述显示画面的光线转换为准直光线；透过所述准直光线，将所述准直光线成像于各所述焦点对应的焦平面上。为了解决上述问题，本专利技术还公开了一种近眼显示系统，所述近眼显示系统包括第一近眼显示装置和第二近眼显示装置，所述第一近眼显示装置和所述第二近眼显示装置均为上述任一项所述的近眼显示装置，其中，所述第一近眼显示装置用于输出左眼显示画面，所述第二近眼显示装置用于输出右眼显示画面。与现有技术相比，本专利技术包括以下优点：本申请提供了一种近眼显示装置、系统及显示方法，其中近眼显示装置包括显示模块和光学模块；显示模块被配置为输出显示画面，并将显示画面的光线转换为准直光线；光学模块具有多个焦点，被配置为透过准直光线，将准直光线成像于各焦点对应的焦平面上，通过在各焦点对应的焦平面上成像可以还原出具有多个深度平面的场景信息，使单眼观看也能呈现立体视觉，并且在多焦平面上成像可以呈现较大深度的三维场景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本申请一实施例提供的一种近眼显示装置的结构示意图；图2示出了本申请一实施例提供的一种近眼显示装置具体实现方式的结构示意图；图3示出了本申请一实施例提供的一种集成采集功能的近眼显示装置的结构示意图；图4示出了本申请一实施例提供的一种近眼显示方法的步骤流程图；图5示出了本申请一实施例提供的一种近眼显示系统呈现的具有多个深度平面的左右眼场景示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本申请一实施例提供了一种近眼显示装置，参照图1，该近眼显示装置可以包括：显示模块11和光学模块12；显示模块11被配置为输出显示画面，并将显示画面的光线转换为准直光线；光学模块12具有多个焦点F1、F2…，被配置为透过准直光线，将准直光线成像于各焦点F1、F2…对应的焦平面f1、f2…上。具体的，显示模块11可以包括任意能够输出显示画面准直光线的装置，例如可以包括投影仪等显示元件和准直镜等准直元件。光学模块12例如可以包括多焦点微透镜阵列等具有多个焦点的器件，可以将入射至光学模块12的准直光线成像于各焦点F1、F2…对应的焦平面f1、f2…上，从而可以还原出显示画面中多个深度平面的场景信息。本实施例提供的近眼显示装置，通过在各焦点对应的焦平面上成像可以还原出具有多个深度平面的场景信息，使单眼观看也能呈现立体视觉，并且在多焦平面上成像可以呈现较大深度的三维场景。参照图2，显示模块11可以包括：显示元件111，被配置为输出显示画面；准直元件112，被配置为将显示画面的光线转换为准直光线。其中，显示元件111可以是投影仪、显示器等能够输出显示画面的器件。准直元件112可以是准直镜等能够将光线进行准直的器件。光学模块12可以包括第一多焦点微透镜阵列，该第一多焦点微透镜阵列可以由不同焦点的微透镜单元交替排布组成。进一步的，该第一多焦点微透镜阵列可以由两种不同焦点的微透镜单元a、b交替排布组成。其中，两种微透镜单元a、b具有不同的焦点，按照abab…的方式交替排布，得到具有不同焦点的微透镜阵列。为了提高准直光线的在第一多焦点微透镜阵列上的透过率，可以在第一多焦点微透镜阵列的表面镀制增透膜。在上述各实施例中，显示模块11输出的准直光线可以直接输出至光学模块12，还可以间接输出至光学模块12，例如近眼显示装置还可以包括分光模块21，参照图2，该分光模块21被配置为将显示模块11输出的准直光线反射至光学模块12。其中，分光模块2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近眼显示装置，其特征在于，包括：显示模块和光学模块；所述显示模块，被配置为输出显示画面，并将所述显示画面的光线转换为准直光线；所述光学模块，具有多个焦点，被配置为透过所述准直光线，将所述准直光线成像于各所述焦点对应的焦平面上。

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示装置，其特征在于，包括：显示模块和光学模块；所述显示模块，被配置为输出显示画面，并将所述显示画面的光线转换为准直光线；所述光学模块，具有多个焦点，被配置为透过所述准直光线，将所述准直光线成像于各所述焦点对应的焦平面上。2.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述显示模块包括：显示元件，被配置为输出所述显示画面；准直元件，被配置为将所述显示画面的光线转换为准直光线。3.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述光学模块包括第一多焦点微透镜阵列，所述第一多焦点微透镜阵列由不同焦点的微透镜单元交替排布组成。4.根据权利要求3所述的近眼显示装置，其特征在于，所述第一多焦点微透镜阵列由两种不同焦点的微透镜单元交替排布组成。5.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述近眼显示装置还包括:分光模块，被配置为将所述显示模块输出的所述准直光线反射至所述光学模块。6.根据权利要求5所述的近眼显示装置，其特征在于，所述近眼显示装置还包括采集模块，所述光学模块还包括反射单元；所述分光模块，还被配置为透过入射至所述分光模块的第一光线至所述光学模块的反射单元，反射入射至所述分光模块的第二光线至所述采集模块，其中，所述第一光线具有第一偏振方向，所述第二光线具有第二偏振方向，所述准直光线具有第二偏振方向；所述光学模块的反射单元，被配置为将入射至所述反射单元的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春苗，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11