异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法，其能够仅利用单颗Micro

【技术实现步骤摘要】
异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法


[0001]本专利技术涉及微显示
，特别是涉及一种异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着新型显示技术的快速发展且日趋成熟，越来越多的小型便携式投影媒体播放器、投影手机以及穿戴式显示设备(如AR/VR眼镜等)相继面市，使得其在微显示领域的应用模式更加多样化，未来的发展前景也备受期待。
[0003]目前，在微显示领域的各类显示方案中，主流的方案通常配置有LCoS芯片、LCD芯片、DLP芯片以及Micro
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LED芯片等等，特别是由于Micro
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LED芯片属于自发光形式，省去了照明系统，使得光机系统更加紧凑、轻便小巧，因此Micro
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LED芯片受到了广泛的关注和重视。然而，Micro
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LED芯片的成本较高，能量利用率却较低，通常现有的双目显示设备不得不使用两颗Micro
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LED芯片，以分别为左右眼提供图像光，这就造成其存在严重的功耗散热问题，同时功耗散热问题的解决目前也一直都是近眼显示整机开发过程中不可忽视的难点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一优势在于提供一种异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法，其能够减少近眼显示设备对Micro
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LED芯片的需求数量，仅利用单颗Micro
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LED芯片就能够实现双目近眼显示，有助于降低成本。
[0005]本专利技术的另一优势在于提供一种异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法，其中，在本专利技术的一实施例中，所述异形双目成像单元能够更大限度地利用单颗Micro
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LED芯片的出射能量，有助于提高单颗Micro
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LED芯片的能量利用率，降低功耗散热。
[0006]本专利技术的另一优势在于提供一种异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法，其中，在本专利技术的一实施例中，所述异形双目成像单元能够将由单颗Micro
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LED芯片发出的在不同角度范围内的两种图像光分别进行成像，有助于将原始可利用的光束孔径角扩大两倍，减少能量浪费。
[0007]本专利技术的另一优势在于提供一种异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法，其中，在本专利技术的一实施例中，所述异形双目成像单元中的左眼成像光路和右眼成像光路能够分别利用单颗Micro
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LED芯片所发出的不同角度的图像光来进行成像，互不干涉，有利于有效地压缩双目成像系统的体积，可实现对双目成像系统的简化和紧凑化。
[0008]本专利技术的另一优势在于提供一种异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法，其中，在本专利技术的一实施例中，所述双目显示光机能够利用单颗Micro
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LED芯片所发出的两种不同角度范围内的光线，以将可利用光束孔径角扩大两倍，有助于提升单颗芯片的能量利用率。
[0009]本专利技术的另一优势在于提供一种异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法，其中，在本专利技术的一实施例中，所述双目显示光机能够使设备的整体结构更加紧凑，
满足产品的小型化和轻量化需求。
[0010]本专利技术的另一优势在于提供一种异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法，其中，在本专利技术的一实施例中，所述双目近眼显示设备能够在仅利用单颗Micro
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LED芯片来实现双目近眼显示的同时，不仅不削减双目显示图像的亮度，反而提升了单颗Micro
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LED芯片的能量利用率，减少能量浪费。
[0011]本专利技术的另一优势在于提供一种异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法，其中为了达到上述目的，在本专利技术中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本专利技术成功和有效地提供一解决方案，不只提供一种简单的异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法，同时还增加了所述异形双目成像单元和双目显示光机及其设备和方法的实用性和可靠性。
[0012]为了实现本专利技术的上述至少一优势或其他优点和目的，本专利技术提供了一种异形双目成像单元，用于被对应地设置于单颗Micro
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LED芯片的发光侧，所述异形双目成像单元包括被相对地布置的：
[0013]左目成像元件，其中所述左目成像元件适于被对应地设置于该Micro
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LED芯片的发光侧左部，并且所述左目成像元件具有左目成像光路，用于使经由该Micro
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LED芯片发出的图像光中的第一角度光束沿着所述左目成像光路传播以进行左目成像；和
[0014]右目成像元件，其中所述右目成像元件适于被对应地设置于该Micro
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LED芯片的发光侧右部，并且所述右目成像元件具有右目成像光路，用于使经由该Micro
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LED芯片发出的图像光中的第二角度光束沿着所述右目成像光路传播以进行右目成像，并且该第一角度光束的出射角度范围与该第二角度光束的出射角度范围无交集。
[0015]根据本申请的一实施例，所述左目成像元件具有用于面向该Micro
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LED芯片的左目入射面、用于背向该Micro
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LED芯片的左目反射面以及左目出射面，并且所述左目成像光路先穿入所述左目入射面以延伸至所述左目反射面，再在被所述左目反射面反射地弯折以延伸至所述左目入射面后，被所述左目入射面全反射地弯折以延伸至所述左目出射面而穿出；所述右目成像元件具有用于面向该Micro
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LED芯片的右目入射面、用于背向该Micro
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LED芯片的右目反射面以及右目出射面，并且所述右目成像光路先穿入所述右目入射面以延伸至所述右目反射面，再在被所述右目反射面反射地弯折以延伸至所述右目入射面后，被所述右目入射面全反射地弯折以延伸至所述右目出射面而穿出。
[0016]根据本申请的一实施例，所述左目成像元件的所述左目入射面与所述右目成像元件的所述右目入射面面对面倾斜地布置。
[0017]根据本申请的一实施例，所述左目成像元件和所述右目成像元件为光学棱镜，并且所述左目反射面和所述右目反射面为镀有高反膜或角度选择膜的表面。
[0018]根据本申请的一实施例，所述左目成像元件中的所述左目入射面、所述左目反射面以及所述左目出射面的面型选自平面、非球面以及自由曲面中的一种；其中所述右目成像元件中的所述右目入射面、所述右目反射面以及所述右目出射面的面型选自平面、非球面以及自由曲面中的一种。
[0019]根据本申请的一实施例，所述左目成像元件一体地连接所述右目成像元件。
[0020]根据本申请的一实施例，所述异形双目成像单元进一步包括对应于所述左目成像光路的左目转向元件和对应于所述右目成像光路的右目转向元件，其中所述左目转向元件
用于改变所述左目成像光路的延伸方向，并且所述右目转向元件用于改变所述右目成像光路的延伸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.异形双目成像单元，用于被对应地设置于单颗Micro
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LED芯片的发光侧，其特征在于，所述异形双目成像单元包括被相对地布置的：左目成像元件，其中所述左目成像元件适于被对应地设置于该Micro
‑
LED芯片的发光侧左部，并且所述左目成像元件具有左目成像光路，用于使经由该Micro
‑
LED芯片发出的图像光中的第一角度光束沿着所述左目成像光路传播以进行左目成像；和右目成像元件，其中所述右目成像元件适于被对应地设置于该Micro
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LED芯片的发光侧右部，并且所述右目成像元件具有右目成像光路，用于使经由该Micro
‑
LED芯片发出的图像光中的第二角度光束沿着所述右目成像光路传播以进行右目成像，并且该第一角度光束的出射角度范围与该第二角度光束的出射角度范围无交集。2.根据权利要求1所述的异形双目成像单元，其特征在于，所述左目成像元件具有用于面向该Micro
‑
LED芯片的左目入射面、用于背向该Micro
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LED芯片的左目反射面以及左目出射面，并且所述左目成像光路先穿入所述左目入射面以延伸至所述左目反射面，再在被所述左目反射面反射地弯折以延伸至所述左目入射面后，被所述左目入射面全反射地弯折以延伸至所述左目出射面而穿出；所述右目成像元件具有用于面向该Micro
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LED芯片的右目入射面、用于背向该Micro
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LED芯片的右目反射面以及右目出射面，并且所述右目成像光路先穿入所述右目入射面以延伸至所述右目反射面，再在被所述右目反射面反射地弯折以延伸至所述右目入射面后，被所述右目入射面全反射地弯折以延伸至所述右目出射面而穿出。3.根据权利要求2所述的异形双目成像单元，其特征在于，所述左目成像元件的所述左目入射面与所述右目成像元件的所述右目入射面面对面倾斜地布置。4.根据权利要求3所述的异形双目成像单元，其特征在于，所述左目成像元件和所述右目成像元件为光学棱镜，并且所述左目反射面和所述右目反射面为镀有高反膜或角度选择膜的表面。5.根据权利要求2所述的异形双目成像单元，其特征在于，所述左目成像元件中的所述左目入射面、所述左目反射面以及所述左目出射面的面型选自平面、非球面以及自由曲面中的一种；其中所述右目成像元件中的所述右目入射面、所述右目反射面以及所述右目出射面的面型选自平面、非球面以及自由曲面中的一种。6.根据权利要求1至5中任一项所述的异形双目成像单元，其特征在于，所述左目成像元件一体地连接所述右目成像元件。7.根据权利要求6所述的异形双目成像单元，其特征在于，所述异形双目成像单元进一步包括对应于所述左目成像光路的左目转向元件和对应于所述右目成像光路的右目转向元件，其中所述左目转向元件用于改变所述左目成像光路的延伸方向，并且所述右目转向元件用于改变所述右目成像光路的延伸方向。8.根据权利要求7所述的异形双目成像单元，其特征在于，所述左目转向元件和所述右目转向元件均为全反射棱镜或曲面棱镜。9.根据权利要求7所述的异形双目成像单元，其特征在于，所述异形双目成像单元由透光材料一体成型。10.双目显示光机，其特征在于，包括：单颗Micro
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LED芯片，其中所述Micro
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LED芯片用于发出图像光，其中所述图像光包括
第一角度光束和第二角度光束，并且该第一角度光束的出射角度范围与该第二角度光束的出射角度范围无交集；和异形双目成像单元，其中所述异形双目成像单元被对应地设置于所述单颗Micro
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LED芯片的发光侧，并且所述异形双目成像单元包括被相对地布置的：左目成像元件，其中所述左目成像元件被对应地设置于所述Micro
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LED芯片的发光侧左部，并且所述左目成像元件具有左目成像光路，用于使经由所述Micro
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LED芯片发出的该第一角度光束沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杭，张倩，胡增新，
申请(专利权)人：舜宇光学浙江研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：