显示系统及头戴显示装置制造方法及图纸

本申请提供一种显示系统，包括显示组件和成像组件，显示组件包括显示屏和微透镜阵列，显示屏包括多个像素，微透镜阵列包括与显示屏中的像素对应的微透镜，微透镜用于调节对应的像素射出的光线，成像组件包括多个菲涅尔镜片，多个菲涅尔镜片用于将微透镜阵列射出的光线聚焦。本申请还提供一种头戴显示装置，该头戴显示装置包括上述显示系统和装载有该显示系统的壳体，壳体上设置有供显示组件或成像组件相对滑动的轨道，显示组件或成像组件在轨道内滑动，以调节显示组件与成像组件之间的间距。

Display System and Head-mounted Display Device

【技术实现步骤摘要】
显示系统及头戴显示装置
本申请涉及显示
，尤其涉及一种显示系统以及包含该显示系统的头戴显示装置。
技术介绍
虚拟现实技术是指将现实场景虚拟化并生成虚拟图像，然后通过融合将组合的图像通过显示装置呈现给观看者。传统的虚拟现实显示方案使用左、右透镜分别针对显示屏显示的左眼图像和右眼图像，并使透镜的焦距大于显示屏到透镜的距离，起到放大镜的效果，因此双眼可看到各个放大正立的虚像并在大脑中进行融合，产生立体视觉。然而，传统的显示技术的显示效果不佳，容易引起观看者视觉不适，而且使用的透镜较厚重，使得相应的头戴显示装置重量偏重，且体积偏大。
技术实现思路
本申请的一实施例提供一种显示系统，包括显示组件和成像组件，所述显示组件包括显示屏和微透镜阵列，所述显示屏包括多个像素，所述微透镜阵列包括与所述显示屏中的像素对应的微透镜，所述微透镜用于调节对应的像素射出的光线，所述成像组件包括多个菲涅尔镜片，所述多个菲涅尔镜片用于将所述微透镜阵列射出的光线聚焦。本申请的另一个实施例还提供一种头戴显示装置，包括显示系统和装载有所述显示系统的壳体，其特征在于：所述显示系统包括显示组件和成像组件，所述显示组件包括具有多个像素的显示屏以及具有与所述显示屏中的像素对应的微透镜的微透镜阵列，所述壳体上设置有供所述显示组件或所述成像组件相对滑动的轨道，所述显示组件或所述成像组件在所述轨道内滑动，以调节所述显示组件与所述成像组件之间的间距。本申请的显示系统，采用微透镜阵列对显示屏的每个像素射出的光线进行准直，将面光源变成点光源，再通过成像组件对准直的光线进行聚焦和像差校正，以使得用户能够看到显示屏显示的图像；本申请的头戴显示装置中的显示系统采用上述设计的产品总长可以在10mm左右，远小于现有的虚拟现实头盔产品，且整体重量远远轻于现有的虚拟现实头盔产品，更加利于用户佩戴。此外，本申请的显示系统可以通过调节显示组件和成像组件的间距，适用于不同类型的用户，应用群体更广。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，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的附图。图1是本申请一实施例提供的显示系统的示意图；图2a是本申请一实施例的显示屏像素与微透镜的对应关系图；图2b是本申请另一实施例的显示屏像素与微透镜的对应关系图；图3是本申请一实施例的显示屏和微透镜阵列结合的示意图；图4是本申请的显示屏的部分像素的示意图；图5a是本申请一实施例中的微透镜阵列的部分微透镜的立体示意图；图5b是图5a所示的微透镜阵列的侧面示意图；图5c是图5a所示的微透镜阵列沿V-V线的剖视图；图6a是本申请另一实施例中的微透镜阵列的部分微透镜的立体示意图；图6b是图6a所示的微透镜阵列的俯视图；图6c是图6a所示的微透镜阵列的微透镜的侧视图；图7a是本申请另一实施例中的微透镜阵列的部分微透镜的俯视图；图7b是图7a所示的微透镜的侧视图；图8是本申请另一实施例中的微透镜阵列的部分微透镜的俯视图；图9是本申请一实施例中的成像组件的示意图；图10是本申请一实施例中的显示系统的示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。请参阅图1，图1示出了本申请一实施例中的显示系统100，包括显示屏10、微透镜阵列20以及成像组件30。显示屏10具有多个像素11，微透镜阵列20具有与多个像素11对应的微透镜21，每一像素射出的光线经过对应的微透镜21后被调整准直，再经成像组件30后被聚焦成像，以使用户的眼镜40能够清楚且短距离的观看到显示屏10的显示内容。其中，显示屏10上的像素11位于对应的微透镜21的焦点上。在虚拟现实以及增强现实领域，通过在显示器上生成对应用户左眼的左眼图像，以及对应用户右眼的右眼图像，以给用户带来三维视觉显示效果。以虚拟现实头戴显示装置为例，可以在头戴显示装置中设置有两个显示系统100，分别对应用户的左、右眼，其中一个显示系统用于显示左眼画面，另一个显示系统用于显示右眼画面。在一些实施方式中，可以在头戴显示装置中设置一个能够生成左眼画面和右眼画面的显示屏10，并设置分别对应左眼画面区域和右眼画面区域的两个微透镜阵列20，以及对应两个微透镜阵列20的两个成像组件30。在一些实施方式中，显示屏10的内容显示可以通过中央处理器、图像处理器对图像数据进行处理，以通过显示屏10的多个像素11发光进行显示，每一像素11可以发出红色、绿色以及蓝色的光。在本实施方式中，微透镜阵列20上微透镜21的数量与显示屏10上像素11的数量相同，也就是说，每一个像素11对应一个微透镜21，每一个像素11射出的光线被一个微透镜21进行光学准直后射出。在一些实施方式中，微透镜阵列20上微透镜21的数量与显示屏10上像素11的数量可以不相同；例如，如图2a所示，三个像素11对应一个微透镜21，也就是说，一个微透镜21将三个像素11射出的光线进行准直处理；又例如，如图2b所示，一个像素11对应三个微透镜21，也就是说，三个微透镜21同时对一个像素11射出的光线进行准直处理。可以理解的是，像素与微透镜之间的数量对应关系可以根据实际情况设定，并不限制于上述描述的对应关系。在一些实施方式中，显示屏10的像素与微透镜阵列20的微透镜的需要一一对应，因此需要使得显示屏10与微透镜阵列20的位置相对固定，显示屏10与微透镜阵列20形成了一个显示组件。请参阅图3，为使得微透镜21与相对的像素11对应起来，在显示屏10和微透镜阵列20之间设置有光学胶水50，通过光学胶水50以将显示屏10和微透镜阵列20固定，使得像素与相应的微透镜对应起来。在一些实施方式中，在微透镜阵列20远离显示屏10的一侧还设置有保护玻璃60，保护玻璃60覆盖于所述微透镜阵列20上，用以保护微透镜阵列20，其中，保护玻璃60不具有光学作用。显示屏10、光学胶水50、微透镜阵列20以及保护玻璃60形成了显示组件。为便于描述本申请方案，以图4中显示屏10中相邻的9个像素为例，所有像素11的区域大小均相同，且每个像素为方形；在本申请的实施方案中，根据一个像素对应一个微透镜的对应关系，针对微透镜阵列20进行了设计。请同时参阅图5a-5c，微透镜阵列20a具有与显示屏像素一一对应的9个微透镜21a，每一微透镜21a完全覆盖一个像素区域，且微透镜21a覆盖的区域大小与一个像素区域的大小相同；微透镜21a的一侧为平面22a，相对一侧为非球面23a。非球面23a具有四个角点，相邻的角点之间形成一条弧形边，该弧形边向外凸出，使得非球面23a的中心到平面22a本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示系统，包括显示组件和成像组件，其特征在于；所述显示组件包括显示屏和微透镜阵列，所述显示屏包括多个像素，所述微透镜阵列包括与所述显示屏中的像素对应的微透镜，所述微透镜用于调节对应的像素射出的光线，所述成像组件包括多个菲涅尔镜片，所述多个菲涅尔镜片用于将所述微透镜阵列射出的光线聚焦。

【技术特征摘要】
1.一种显示系统，包括显示组件和成像组件，其特征在于；所述显示组件包括显示屏和微透镜阵列，所述显示屏包括多个像素，所述微透镜阵列包括与所述显示屏中的像素对应的微透镜，所述微透镜用于调节对应的像素射出的光线，所述成像组件包括多个菲涅尔镜片，所述多个菲涅尔镜片用于将所述微透镜阵列射出的光线聚焦。2.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于：所述显示组件与所述微透镜阵列之间的间距是可调节的。3.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于：所述显示屏上的每三个像素与所述微透镜阵列中的一个微透镜相对应；或所述显示屏上的每一个像素与所述微透镜阵列中的多个微透镜相对应。4.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于：所述显示组件还包括光学胶水和保护玻璃，所述光学胶水位于所述显示屏和微透镜阵列之间，以将所述显示屏与微透镜阵列固定；所述保护玻璃位于所述微透镜阵列远离所述显示屏的一侧，并覆盖与所述微透镜阵列上。5.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于：所述微透镜完全覆盖所述显示屏上对应的像素区域，所述微透镜的一侧为平面，另一侧为非球面，所述非球面具有四个角点，相邻的角点之间形成一条弧形边，该弧形边向外凸出，使得非球面的中心到所述平面的距离最远。6.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于：所述微透镜覆盖对应的像素区域内的圆形区域，且该覆盖的圆形区域与对应的像素区域内切...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾皓，黄道兵，
申请(专利权)人：广州易视光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44