近眼光场显示装置制造方法及图纸

一种近眼光场显示装置。近眼光场显示装置包括显示元件、微透镜阵列、第一透镜以及第二透镜。显示元件用于提供影像光束。微透镜阵列位于影像光束的传递路径上，其中微透镜阵列具有多个微透镜。第一透镜位于影像光束的传递路径上，其中微透镜阵列位于第一透镜与显示元件之间。第二透镜位于影像光束的传递路径上，其中第二透镜位于微透镜阵列与显示元件之间。符合：

【技术实现步骤摘要】
近眼光场显示装置
本专利技术是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种近眼光场显示装置。
技术介绍
随着显示技术的进步及人们对于高科技的渴望，近眼显示器(NearEyeDisplay,NED)以及头戴式显示器(Head-mountedDisplay,HMD)是目前极具发展潜力的产品。在近眼显示技术中，光场显示器(Lightfieldneareyedisplay,LFNED)由于具有当下的光场资讯，可解决辐辏冲突(Vergence-AccommodationConflict,VAC)问题，并能借此提供有深度的影像资讯，而被应用于近眼显示技术的扩增实境(AugmentedReality,AR)技术以及虚拟实境(VirtualReality,VR)技术中。一般而言，空间多工式的光场显示器使用微发光二极管显示器(Micro-LED)、微有机发光二极管显示器(Micro-OLED)及液晶显示器(LCD)等显示元件，将光场子影像透过光学元件，如：微透镜阵列(Micro-LensArray)，而将视差影像堆叠于视网膜上，以令使用者可观看到有深度的光场影像。然而，由于微透镜阵列是光场显示器中的关键元件，因此，微透镜阵列的成像品质也会影响整体光场影像效果。当显示角度增加(或视场角增加)时，则微透镜阵列无法将大角度的像差(Aberration)消除，此会造成边缘影像模糊。为解决此大角度像差问题，可增加微透镜阵列的数量，但如此一来会增加系统成本，且这些微透镜阵列之间需要精准地对位，因而提高组装难度。“
技术介绍
”段落只是用来帮助了解本
技术实现思路
，因此在“
技术介绍
”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属
中的技术人员所知道的已知技术。在“
技术介绍
”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本专利技术一个或多个实施例所要解决的问题，在本专利技术申请前已被所属
中的技术人员所知晓或认知。
技术实现思路
本专利技术提供一种近眼光场显示装置，能够提升边缘影像的成像品质。本专利技术的其他目的和优点可以从本专利技术所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本专利技术的一实施例提出一种近眼光场显示装置。近眼光场显示装置包括显示元件、微透镜阵列、第一透镜以及第二透镜。显示元件用于提供影像光束。微透镜阵列，位于影像光束的传递路径上，其中微透镜阵列具有多个微透镜。第一透镜位于影像光束的传递路径上，其中微透镜阵列位于第一透镜与显示元件之间。第二透镜，位于影像光束的传递路径上，其中第二透镜位于微透镜阵列与显示元件之间，且符合：以及其中fMLA为这些微透镜的等效焦距、f1为第一透镜的等效焦距、f2为第二透镜的等效焦距。基于上述，本专利技术的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本专利技术的实施例中，近眼显示装置能够通过第二透镜的设置，以及使微透镜阵列上的各微透镜的焦距符合下列关系式：以及其中fMLA为这些微透镜的等效焦距、f1为第一透镜的等效焦距、f2为第二透镜的等效焦距，来有效消除边缘像差，并提升边缘成像品质。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1A是本专利技术一实施例的一种近眼光场显示装置的光学架构示意图。图1B是图1A的显示元件的显示画面的示意图。图1C是图1A的微透镜阵列的侧视示意图。图2A是一对照例的近眼光场显示装置的不同光路示意图。图2B是图1A的近眼光场显示装置的不同光路示意图。图3A是图2A的近眼光场显示装置的多个子影像的调制传递函数图。图3B是图1A的近眼光场显示装置的多个子影像的调制传递函数图。图4是本专利技术另一实施例的近眼光场显示装置的光学架构示意图。图5是本专利技术又一实施例的近眼光场显示装置的光学架构示意图。具体实施方式有关本专利技术之前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术。图1A是本专利技术一实施例的一种近眼光场显示装置的光学架构示意图。图1B是图1A的显示元件的显示画面的示意图。图1C是图1A的微透镜阵列的侧视示意图。请参照图1A，在本实施例中，近眼显示装置100用于配置在使用者的至少一眼睛EY前方。近眼光场显示装置100包括显示元件110、微透镜阵列120、第一透镜130以及第二透镜140。举例而言，显示元件110为光场显示器，且其可为微发光二极管显示器(Micro-LEDDisplay)、微有机发光二极管显示器(Micro-OLEDDisplay)及液晶型显示器(LCD)等显示元件。此外，在本实施例中，第一透镜130例如可为双凸透镜，且第二透镜140例如可为平凸透镜或双凸透镜。进一步来说，第一透镜130与第二透镜140可为非球面透镜，且第一透镜130与第二透镜140的折射率可介于1.4至1.9之间，第一透镜130与第二透镜140的阿贝数可大于20。具体而言，如图1A与图1B所示，在本实施例中，显示元件110可提供影像光束IL，详细来说，显示元件110显示多个子显示影像110S，而可分别提供子影像光束SL，各子影像光束SL形成影像光束IL。并且，影像光束IL的多个子影像光束SL具有当下的光场资讯，能够达成事后对焦的效果，并能借此提供有深度的影像资讯，而可透过光学元件堆叠于使用者的视网膜上而形成视差影像，以令使用者可观看到具有深度的光场影像IM，但本专利技术不局限于此。更具体而言，如图1A所示，在本实施例中，第二透镜140、微透镜阵列120以及第一透镜130依序位于影像光束IL的传递路径上，且微透镜阵列120位于第一透镜130与显示元件110之间，第二透镜140位于微透镜阵列120与显示元件110之间。具体而言，如图1A所示，第二透镜140与微透镜阵列120的间距G(例如两者间的最小距离)小于0.2mm，例如第二透镜140可直接接触微透镜阵列120，意即，第二透镜140与微透镜阵列120之间不具有其他光学元件，但本专利技术不局限于此。在其他实施例中，为避免透镜产生摩擦损伤，第二透镜140与微透镜阵列120的间距G可为0.1mm～0.2mm，意即，第二透镜140与微透镜阵列120之间具有微小间距，但不具有其他光学元件。并且，如图1A所示，影像光束IL的这些子影像光束SL依序通过第二透镜140、微透镜阵列120以及第一透镜130，因此，各子影像光束SL通过第二透镜140、微透镜阵列120以及第一透镜130所形成的影像皆为虚像，而没有产生实像之光场影像。进一步而言，如图1A与图1C所示，微透镜阵列120具有第一表面S1与第二表面S2，第一表面S1朝向第一透镜130，第二表面S2朝向第二透镜140，且微透镜阵列120具有多个微透镜ML。各微透镜ML分别具有第一光学面OS1与第二光学面OS2，各微透镜ML的第一光学面OS1形成第一表面S1，各微透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近眼光场显示装置，其特征在于，所述近眼光场显示装置包括显示元件、微透镜阵列、第一透镜以及第二透镜，其中：/n所述显示元件用于提供影像光束；/n所述微透镜阵列位于所述影像光束的传递路径上，其中所述微透镜阵列具有多个微透镜；/n所述第一透镜位于所述影像光束的传递路径上，其中所述微透镜阵列位于所述第一透镜与所述显示元件之间；以及/n所述第二透镜位于所述影像光束的传递路径上，其中所述第二透镜位于所述微透镜阵列与所述显示元件之间，且符合：/n

【技术特征摘要】
20191219 US 62/950,1091.一种近眼光场显示装置，其特征在于，所述近眼光场显示装置包括显示元件、微透镜阵列、第一透镜以及第二透镜，其中：
所述显示元件用于提供影像光束；
所述微透镜阵列位于所述影像光束的传递路径上，其中所述微透镜阵列具有多个微透镜；
所述第一透镜位于所述影像光束的传递路径上，其中所述微透镜阵列位于所述第一透镜与所述显示元件之间；以及
所述第二透镜位于所述影像光束的传递路径上，其中所述第二透镜位于所述微透镜阵列与所述显示元件之间，且符合：

以及
其中fMLA为所述多个微透镜的等效焦距、f1为所述第一透镜的等效焦距、f2为所述第二透镜的等效焦距。


2.根据权利要求1所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述第一透镜为双凸透镜，且所述第二透镜为平凸透镜或双凸透镜。


3.根据权利要求1所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述第一透镜与所述第二透镜为非球面透镜。


4.根据权利要求1所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述第二透镜与所述微透镜阵列的间距小于0.2mm。


5.根据权利要求1所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述影像光束依序通过所述第二透镜、所述微透镜阵列以及所述第一透镜，且在所述影像光束通过所述第二透镜、所述微透镜阵列以及所述第一透镜的传递路径上，所述影像光束并未汇聚成实像。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗欣祥，
申请(专利权)人：中强光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71