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，包括第一透镜、微透镜阵列，第二透镜以及显示面板。显示面板用于提供影像光束。微透镜阵列的目侧面具有多个目侧微透镜，且其显示侧面具有多个显示侧微透镜。这多个目侧微透镜以第一间距为等间距排列，这多个显示侧微透镜以第二间距为等间距排列，且第一间距不同于第二间距。本发明专利技术提供的近眼光场显示装置具有良好的显示品质。近眼光场显示装置具有良好的显示品质。近眼光场显示装置具有良好的显示品质。

【技术实现步骤摘要】
近眼光场显示装置


[0001]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

[0002]一般而言，光场显示器可分成空间多工式及时间多工式两种架构。时间多工式的光场显示器采用微机电元件改变虚像位置，以调整前后景清晰程度。而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(Miro-Lens Array)，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。
[0003]在现有空间多工式的光场显示器中，微透镜阵列将面板显示器的光场子影像，投射至使用者视网膜内，则使用者可看到由许多子影像互相堆叠的虚像光场影像，但是当使用者在沿着不同视角方向观看微透镜阵列时，在大视角的光场影像会有模糊的现象，且视角越大模糊的现象越来越明显，而此导致现有空间多工式的光场显示器光学品质不佳。
[0004]“
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

[0005]本专利技术提供一种近眼光场显示装置，其具有良好的显示品质。
[0006]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。
[0007]本专利技术的一实施例的近眼光场显示装置由目侧至显示侧沿中央光轴依序包括第一透镜、微透镜阵列，第二透镜以及显示面板。显示面板用于提供影像光束。微透镜阵列具有朝向目侧且使影像光束通过的目侧面以及朝向显示侧且使影像光束通过的一显示侧面。微透镜阵列的目侧面具有多个目侧微透镜，微透镜阵列的显示侧面具有多个显示侧微透镜。这些目侧微透镜以第一间距为等间距排列，这些显示侧微透镜以第二间距为等间距排列，且第一间距不同于第二间距。
[0008]基于上述，在本专利技术实施例的近眼光场显示装置中，微透镜阵列设置于第一、第二透镜之间，且微透镜阵列的目侧面、显示侧面分别设有多个目侧微透镜与多个显示侧微透镜，且目侧微透镜的间距不同于显示侧微透镜的间距，借由此设计可以使得在大视角光场影像的亮度提升，且能够解决光学晕影(vignetting)的问题，故近眼光场显示装置具有良好的显示品质。
附图说明
[0009]图1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。
[0010]图2为微透镜阵列的剖面放大示意图。
[0011]图3A为图1实施例的微透镜阵列从目侧往显示侧方向观看的正视图。
[0012]图3B为图1实施例的微透镜阵列从显示侧往目侧方向观看的正视图。
[0013]图4A为影像光束通过一比较实施例的微透镜阵列的光路示意图。
[0014]图4B为影像光束通过图2实施例的微透镜阵列的光路示意图。
[0015]图5为采用图4A与图4B的不同微透镜阵列的调制转换函数(Modulation transfer function,MTF)与显示面板不同位置的模拟关系图。
[0016]图6为采用图4A与图4B的不同微透镜阵列的数值孔径(numerical aperture,NA)与设置数(configuration number)的模拟关系图。
[0017]图7与图8分别为本专利技术不同实施例的微透镜阵列的侧面示意图。
[0018]图9A为本专利技术另一实施例的微透镜阵列从目侧往显示侧方向观看的正视图。
[0019]图9B为图9A实施例的微透镜阵列从显示侧往目侧方向观看的正视图。
具体实施方式
[0020]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。
[0021]图1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。
[0022]请参照图1，于本实施例中，近眼光场显示装置100用以配置在使用者的人眼E前方，且由目侧ES沿中央光轴CI至显示侧DS依序包括第一透镜110、微透镜阵列120、第二透镜130与显示面板140，其中目侧ES为人眼E所在的一侧，而显示侧DS则代表为显示面板140所在之一侧，显示面板140用于提供具有影像内容的影像光束IB。中央光轴CI指的是近眼光场显示装置100的光轴。应注意的是，图1的微透镜阵列120以方框示意其位置，而图2则示出本专利技术一实施例的微透镜阵列120的具体形状。于以下的段落中会详细地说明上述各元件。
[0023]第一、第二透镜110、130为具有屈光率及高透光率的光学元件，且第一、第二透镜110、130的屈光率皆为正，其材料可为塑胶或玻璃，本专利技术并不局限于此。于本实施例中，第一、第二透镜110、130皆为凸透镜，但不局限于此。于其他实施例中，第一、第二透镜110、130可为球面、非球面透镜其组合，但不局限于此。
[0024]显示面板140为具有显示功能的光电元件，其用于提供具有影像内容的影像光束IB，其种类可包括微发光二极管显示面板(Micro LED Display)、毫发光二极管显示面板(Mini LED Display)、微有机发光二极管显示面板(Micro-OLED)、液晶显示面板(LCD Display)或其他不同种类的显示面板，本专利技术并不局限于此。
[0025]图2为微透镜阵列的剖面放大示意图。图3A为图1实施例的微透镜阵列从目侧往显示侧方向观看的正视图。图3B为图1实施例的微透镜阵列从显示侧往目侧方向观看的正视图。
[0026]请参照图2、图3A与图3B，微透镜阵列120分别具有朝向目侧ES、显示侧DS且使影像光束IB通过的目侧ES上的目侧面ESS与显示侧DS上的显示侧面DSS，其中可对应至图2，目侧ES为人眼E所在的一侧，而显示侧DS则代表为显示面板140所在的一侧。目侧面ESS包括多个以间距P1为等间距排列的目侧微透镜122，而显示侧面DSS包括多个以间距P2为等间距排列
的显示侧微透镜124，其中间距P1不同于间距P2，且例如是小于间距P2。如图3A与图3B所示，这些目侧微透镜122的尺寸W1、显示侧微透镜124的尺寸W2例如是毫米等级的尺寸，且其大小例如是0.5毫米至4毫米的范围，且显示侧微透镜124的尺寸W2大于目侧微透镜122的尺寸W1，但不局限于此。
[0027]请参照图2，在目侧面ESS中，这些目侧微透镜122皆具有光轴I1，且这些光轴I1彼此平行。于本实施例中，各目侧微透镜122具有朝向目侧ES的凸面，但不局限于此。在显示侧面DS中，这些显示侧微透镜124皆具有光轴I2且这些光轴I2彼此平行。于本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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由目侧至显示侧沿中央光轴依序包括第一透镜、微透镜阵列、第二透镜以及显示面板，其中：所述显示面板用于提供影像光束；以及所述微透镜阵列具有朝向所述目侧且使所述影像光束通过的目侧面以及朝向所述显示侧且使所述影像光束通过的显示侧面，其中，所述微透镜阵列的所述目侧面具有多个目侧微透镜，所述微透镜阵列的所述显示侧面具有多个显示侧微透镜，所述多个目侧微透镜以第一间距为等间距排列，所述多个显示侧微透镜以第二间距为等间距排列，且所述第一间距不同于所述第二间距。2.根据权利要求1所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述显示面板具有多个显示区域，所述多个显示区域可提供由多个子影像光束以组成所述影像光束，其中所述显示区域所提供的所述子影像光束对应地传递至一个所述显示侧微透镜及一个所述目侧微透镜。3.根据权利要求1所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述第一间距小于所述第二间距。4.根据权利要求1所述的近眼光场显示装置，其特征在于，所述微透镜阵列满足以下的条件式：f
MLA
>0，其中f
MLA
由以下方程式定义：其中，f
MLA
为所述微透镜阵列的等效焦距，n为所述微透镜阵列的材质的折射率，其中各所述目侧微透镜具有朝向所述目侧的第一曲面，各所述显示侧微透镜具有朝向所述显示侧的第二曲面，R1为所述第一曲面的曲率半径，R2为所述第二曲面的曲率半径，且d为所述目侧面与所述显示侧面之间的距离。5.根据权利要求4所述的近眼光场显示装置，其特征在于，各所述目侧微透镜分别具有第一光轴，各所述显示侧微透镜分别具有第二光轴，所述多个目侧微透镜一对一地对应于所述多个显示侧微透镜，其中，除了所述中心目侧微透镜与其对应的所述中心显示侧微透镜外，定义任一所述目侧微透镜的所述第一光轴至所述中央光轴的距离为第一距离，...

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