一种近眼显示系统技术方案

本发明专利技术提供了一种近眼显示系统，包括顺次布设的第一透镜组件、第二透镜组件及第一显示单元，还包括：第二显示单元，沿第二透镜组件的周向绕设于第二透镜组件外；第二透镜组组件包括：第一光学透镜，包括第一反射面及镂空部；镂空部设于第一光学透镜的中部；第一显示单元发出的第一光线穿过镂空部并经第一透镜组件透射形成第一成像；第二显示单元发出的第二光线发射至第一反射面，反射至第一透镜组件，并经第一透镜组件透射形成第二成像；第一成像和第二成像叠加组合形成近眼显示系统发射至人眼的图像。采用上述技术方案后，可减少PPI对PPD的限制，降低屏幕的素质要求，其中心区域的PPD可达到人眼极限。可达到人眼极限。可达到人眼极限。

【技术实现步骤摘要】
一种近眼显示系统


[0001]本专利技术涉及显示设备领域，尤其涉及一种近眼显示系统。

技术介绍

[0002]虚拟现实(Virtual Reality,VR)显示技术正迎来其快速膨胀期，在玩游戏，看电影的过程中，使用者需要一台画质清晰、体积小、重量轻、佩戴舒适、可以长时间佩戴的近眼显示设备。目前市场上较多的VR设备其光学系统大多为菲涅尔式或多透镜折射式，视场角(FOV)一般，每角度所拥有的像素数目低(PPD)，体验感较差。
[0003]为了提高PPD，一般的方式为增加屏幕的每英寸所拥有的像素数目(PPI)，由于工艺限制PPI无法快速提升，因此现有产品的PPD仍处于较低水平。
[0004]因此，需要一种新型的近眼显示系统，可通过对视场角的拼接，在不损失屏幕亮度的前提下，实现了有限体积和较大FOV下的PPD提升。

技术实现思路

[0005]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种近眼显示系统，可减少PPI对PPD的限制，降低屏幕的素质要求，其中心区域的PPD可达到人眼极限。
[0006]本专利技术公开了一种近眼显示系统，包括顺次布设于人眼前方的第一透镜组件、第二透镜组件及第一显示单元，近眼显示系统还包括：
[0007]第二显示单元，沿第二透镜组件的周向绕设于第二透镜组件外；
[0008]第二透镜组组件包括：
[0009]第一光学透镜，包括第一反射面及镂空部；
[0010]第一反射面为第一光学透镜上面向或背向第二显示单元的端面；
[0011]镂空部设于第一光学透镜的中部，并沿第一光学透镜的轴向贯穿第一光学透镜；
[0012]第一显示单元发出的第一光线穿过镂空部并经第一透镜组件透射形成第一成像；
[0013]第二显示单元发出的第二光线发射至第一反射面，经第一反射面反射至第一透镜组件，并经第一透镜组件透射形成第二成像，且第二成像设于第一成像的周向外部；
[0014]第一成像和第二成像叠加组合形成近眼显示系统发射至人眼的图像。
[0015]优选地，当第一反射面为第一光学透镜上背向第二显示单元的端面时，第一光学透镜还包括第一透射面，第一透射面为面向第二显示单元的端面。
[0016]优选地，第二透镜组件还包括：
[0017]第二光学透镜，设于镂空部与第一显示单元间，以对第一光线透射；
[0018]第二显示单元呈柔性屏，且第二显示单元沿其轴向的宽度一致或不一致，且第二显示单元呈沿其周向的封闭曲面或具有开口的非封闭曲面；
[0019]当第二显示单元呈沿其周向的具有开口的非封闭曲面时，开口对应的中心角为0
°‑
330
°
；
[0020]镂空部沿第二显示单元的不同径向方向的内径相同或不同。
[0021]优选地，第一透镜组件包括：
[0022]第三光学透镜，面向人眼的前方设置；
[0023]第一透镜组件还包括以下任一或任意：
[0024]偏振分光元件，设于第三光学透镜面向人眼的端面，或设于第三光学透镜面向第二透镜组件的端面；
[0025]偏振吸收元件，设于第三光学透镜面向人眼的端面；
[0026]非偏振分光元件，设于第三光学透镜面向第二透镜组件的端面；
[0027]波片，设于第三光学透镜面向人眼的端面，或设于第三光学透镜面向第二透镜组件的端面。
[0028]优选地，非偏振分光元件对400nm～1000nm波长的光的反射率为30％～80％，透过率为20％～70％；
[0029]偏振分光元件对400nm～1000nm波长的光中的P光或S光的反射率为75％～100％，对400nm～1000nm波长的光中的S光或P光的透过率为75％～100％；
[0030]和/或
[0031]偏振分光元件对400nm～1000nm波长的光中的左旋椭圆偏振光或右旋椭圆偏振光的反射率为75％～100％，对400nm～1000nm波长的光中的右旋椭圆偏振光或左旋椭圆偏振光的透过率为75％～100％；
[0032]偏振吸收元件对400nm～1000nm波长的光中的S光或P光的透过率为75％～100％，对400nm～1000nm波长的光中的P光或S光的吸收率为75％～100％；
[0033]偏振分光元件与偏振吸收元件对P光或S光中的同一种偏振光的透过率大于等于75％；
[0034]第一光学透镜和第三光学透镜的端面面型为球面、非球面、菲涅尔面、Q
‑
type面、泽尼克面中的一种。
[0035]优选地，第一反射面上覆盖有一光学膜，光学膜于第一反射面上的覆盖面积大于或等于第一反射面的面积的30％，且光学膜对400nm～1000nm波长的光的最小反射率大于50％；
[0036]第一透镜组件、第二透镜组件中有效区域的最大内切圆直径小于64mm；
[0037]第一显示单元为OLED、LCD、Micro
‑
LED、LCOS、DLP、LBS中的任意一种，且第一显示单元的尺寸不大于7英寸，PPI不低于500，刷新率不低于60HZ；
[0038]第二显示单元为OLED、LCD、Micro
‑
LED、LCOS、DLP、LBS中的任意一种，且第二显示单元的尺寸不大于7英寸，PPI不低于500，刷新率不低于60HZ。
[0039]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0040]1.该近眼显示系统的单目视场角大于等于100
°
，可以充分提升使用者使用VR设备时的沉浸感；
[0041]2.体积小，佩戴舒适度高；。
[0042]3.减少PPI对PPD的限制，降低屏幕要求；
[0043]4.没有额外的能量损耗，屏幕能量利用率高；
[0044]5.中心区域畸变小，降低预畸变的造成的屏幕利用率的损失。
附图说明
[0045]图1为近眼显示系统的剖面图；
[0046]图2为一实施例中近眼显示系统中第一光学透镜的结构示意图；
[0047]图3为另一实施例中近眼显示系统中第一光学透镜的结构示意图；
[0048]图4为一实施例中第二显示单元的结构示意图；
[0049]图5为另一实施例中第二显示单元的结构示意图；
[0050]图6为符合本专利技术第一优选实施例中近眼显示系统的剖面图；
[0051]图7为符合本专利技术第二优选实施例中近眼显示系统的剖面图；
[0052]图8为符合本专利技术第三优选实施例中近眼显示系统的剖面图；
[0053]图9为符合本专利技术第四优选实施例中近眼显示系统的剖面图；
[0054]图10为符合本专利技术第五优选实施例中近眼显示系统的剖面图；
[0055]图11为符合本专利技术第六优选实施例中近眼显示系统的剖面图；
[0056]图12为符合本专利技术第七优选实施例中近眼显示系统的剖面图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示系统，包括顺次布设于人眼前方的第一透镜组件、第二透镜组件及第一显示单元，其特征在于，近眼显示系统还包括：第二显示单元，沿第二透镜组件的周向绕设于第二透镜组件外；第二透镜组组件包括：第一光学透镜，包括第一反射面及镂空部；第一反射面为第一光学透镜上面向或背向第二显示单元的端面；镂空部设于第一光学透镜的中部，并沿第一光学透镜的轴向贯穿第一光学透镜；第一显示单元发出的第一光线穿过镂空部并经第一透镜组件透射形成第一成像；第二显示单元发出的第二光线发射至第一反射面，经第一反射面反射至第一透镜组件，并经第一透镜组件透射形成第二成像，且第二成像设于第一成像的周向外部；第一成像和第二成像叠加组合形成近眼显示系统发射至人眼的图像。2.如权利要求1的近眼显示系统，其特征在于，当第一反射面为第一光学透镜上背向第二显示单元的端面时，第一光学透镜还包括第一透射面，第一透射面为面向第二显示单元的端面。3.如权利要求1的近眼显示系统，其特征在于，第二透镜组件还包括：第二光学透镜，设于镂空部与第一显示单元间，以对第一光线透射；第二显示单元呈柔性屏，且第二显示单元沿其轴向的宽度一致或不一致，且第二显示单元呈沿其周向的封闭曲面或具有开口的非封闭曲面；当第二显示单元呈沿其周向的具有开口的非封闭曲面时，开口对应的中心角为0
°‑
330
°
；镂空部沿第二显示单元的不同径向方向的内径相同或不同。4.如权利要求1的近眼显示系统，其特征在于，第一透镜组件包括：第三光学透镜，面向人眼的前方设置；第一透镜组件还包括以下任一或任意：偏振分光元件，设于第三光学透镜面向人眼的端面，或设于第三光学透镜面向第二透镜组件的端面；偏振吸收元件，设于第三光学透镜面向人眼的端面；非偏振分光元件，设于第三光学透镜面向第二透镜组件的端面；波片，设于第三光学透镜面向人眼的端面，或设于第...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏雷，
申请(专利权)人：南昌黑鲨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：