公开了一种光学显示系统(100)和电子装置(600)。光学显示系统(100)包括：图像生成单元(101)，生成图像光输出，其中图像光输出具有窄角亮度分布(321，322)；以及光学透镜系统(104)，放置在图像生成单元(101)前方并将图像光输出引导到观看者的眼睛(106)，其中图像生成单元(101)包括：图像生成部件(102)，生成偏振光输出；偏振相关光偏转部件(103)，设置以用于接受来自图像生成部件(102)的偏振光输出并增加能够进入光学透镜系统(104)的出射光瞳(105)的偏振光输出的量，并且偏振相关光偏转部件(103)所偏转的偏振光输出具有窄角亮度分布(321，322)。322)。322)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学显示系统及电子装置
[0001]联邦资助的研究
[0002]本专利技术是在歌尔电子有限公司的项目6501
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8684的资助下完成的。歌尔电子有限公司对本专利技术拥有一定的权利。
[0003]本公开的实施例涉及光学系统的领域，更特别地，涉及光学显示系统及电子装置。
技术介绍
[0004]电子装置通常包括一个或多个显示器。例如，手机、智能手表和便携式计算机通常包括用于向用户呈现信息的直视型显示器(direct
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view display)。虚拟现实和/或增强现实装置时常包括位于用户眼睛前方的两组显示器。
[0005]诸如虚拟现实和/或增强现实显示器的显示器包括显示面板和显示光学部件。显示光学部件可以将面板上显示的图像投影或放大。形成能够与显示光学部件匹配的理想显示面板可能具有挑战性。有时，来自显示面板的大量光可能不会进入显示光学部件，而是成为阻碍显示系统性能的杂散光线。
技术实现思路
[0006]本公开的一个目的在于提供一种光学显示系统的新技术方案。
[0007]根据本公开的第一方面，提供的一种光学显示系统包括：图像生成单元以及光学透镜系统。图像生成单元生成图像光输出，其中图像光输出具有窄角亮度分布。光学透镜系统放置在图像生成单元的前方，并且将图像光输出引导到观看者的眼睛。其中图像生成单元包括：图像生成部件，生成偏振光输出；偏振相关光偏转部件(polarization
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dependent light deflection component)，被设置以接受来自图像生成部件的偏振光输出并增加能够进入光学透镜系统的出射光瞳(exit pupil)的偏振光输出的量，并且由偏振相关光偏转部件所偏转的偏振光输出具有窄角亮度分布。
[0008]根据本公开的第一方面，提供的一种电子装置包括根据本公开实施例的光学显示系统。
[0009]在各种实施例中，能够改善光学显示系统的性能。
[0010]通过参考附图对根据本公开的示例性实施例的以下详细描述，本公开的进一步特征及其优点将变得显而易见。
附图说明
[0011]并入本说明书且构成其一部分的附图说明了本公开的实施例，连同其描述一起用于解释本公开的原理。
[0012]图1表示本公开实施例的光学显示系统的示意图。
[0013]图2表示传统显示系统的剖面图。
[0014]图3表示根据本公开实施例的示例显示系统的剖面图。
[0015]图4表示根据本公开实施例的示例光偏转层中的液晶取向。
[0016]图5表示根据本公开实施例的示例像素的顶部上的液晶取向。
[0017]图6表示根据本公开实施例的电子装置。
具体实施方式
[0018]现在将参考附图详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应当注意，除非另有特别说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数值表达式和数值并非限制本专利技术的范围。
[0019]至少一个示例性实施例的以下描述本质上仅仅是说明性的，并且绝非旨在限制本专利技术、其应用或用途。
[0020]相关领域的普通技术人员已知的技术、方法和设备不会详细讨论，但在适当的情况下旨在成为说明书的一部分。
[0021]在本文所示和讨论的所有示例中，任何特定值应被解释为仅是说明性的而非限制性的。因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
[0022]请注意，类似的参考标号和字母表示下图中的类似项目，因此一旦在一个图中定义了一个项目，就可能不需要在下图中进一步讨论。
[0023]请注意，在以下附图中类似的参考标号和字母指的是类似项，因此一旦在一幅图中定义了一项，可能后续图式不需要进一步讨论该项。
[0024]近眼显示技术可用于虚拟现实和/或增强现实装置。这样的装置已被广泛应用于工程、设计、培训、娱乐、零售等。通常，近眼显示模块包括针对每只眼睛的显示面板(图像生成单元)和透镜系统(图像投影单元)。显示面板有几种选择，包括但不限于液晶显示器、有机发光二极管显示器以及微发光二极管显示器。
[0025]对于正常的显示系统而言，显示面板发出的光具有相对宽的角亮度分布，以便在不同位置和观看角度的多个观看者都能清楚地看到显示的图像。但是，这不适合虚拟现实和增强现实装置。例如，大多数虚拟现实和增强现实装置只有一个观看者，且观看者(用户)和近眼显示器之间的相对位置固定。因此，显示面板发出的大量光无法被观看者的瞳孔接收到，造成大量的能量损失。此外，光学设计中不打算使用的光线可能在透镜系统和显示面板之间来回反射，导致大量的背景噪声，从而降低近眼显示模块的对比度。
[0026]此外，在采用宽视野(wide
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view)显示面板的近眼显示系统中还可能存在其他问题，例如视场中的强度渐晕(intensity vignetting)和色彩偏移(colour shift)。
[0027]例如，图2表示传统显示系统200的剖面图。传统显示系统200可以包括宽视野显示面板201和透镜组204。透镜组204的中心场主光线211垂直于宽视野显示面板201。透镜组204的边缘场主光线212不垂直于宽视野显示面板201。宽视野显示面板201在整个表面具有宽角亮度分布221。只有部分光线，比如光线231，能够进入眼睛106。发射锥外的大部分光线，比如光线232，变为杂散光并且降低传统显示系统200的对比度。
[0028]此外，如图2所示，显示面板201的角亮度分布221相对较宽，并且主光线(比如主光线212)可能不是具有最高亮度的光线，最高亮度的光线是垂直于显示面板201的光线。这可能会给观看者带来更高的亮度不均匀性。此外，这可能导致显示面板的亮度的效率损失。另
外，虚拟现实和增强现实显示装置的光学显示系统可以被容纳在封闭外壳中。这样，主光线之外的光线可能在虚拟现实和增强现实显示装置内部来回传播，变为杂散光并且影响观看者的观看体验。
[0029]本文提出了一种光学显示系统，其中为光学透镜系统生成定制的角亮度分布。这种光学显示系统可以改善光效率并在设计位置为观看者减少渐晕。
[0030]图1表示根据本公开实施例的光学显示系统100的示意图。如图1所示，光学显示系统100可以包括图像生成单元或显示面板组件101和光学透镜系统104。图像生成单元101生成的图像光输出将穿透光学透镜系统104到达出射光瞳105并进入观看者的眼睛106。
[0031]图像光输出具有窄角亮度分布。这意味着与诸如液晶显示器、有机发光二极管显示器和微发光二极管显示器的普通显示面板相比，角亮度分布相对较窄。例如，偏振光输出的窄角亮度分布的半峰全宽(full
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width
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half
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maximum)小于30度、25度、20度、15度或10度。这可以通过在显示面板上应用光学部件来实现。
[0032]光学透镜系统104放置在图像生本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学显示系统，包括：图像生成单元，生成图像光输出，其中所述图像光输出具有窄角亮度分布；以及光学透镜系统，放置在所述图像生成单元前方，将所述图像光输出引导到观看者的眼睛，其中，所述图像生成单元包括：图像生成部件，生成偏振光输出；偏振相关光偏转部件，设置为接受来自所述图像生成部件的所述偏振光输出，并增加能够进入所述光学透镜系统的出瞳的所述偏振光输出的量，并且所述偏振相关光偏转部件所偏转的所述偏振光输出具有所述窄角亮度分布。2.根据权利要求1所述的光学显示系统，其中所述光学显示系统是近眼显示模块。3.根据权利要求1所述的光学显示系统，其中所述偏振光输出的所述窄角亮度分布的半峰全宽小于30度、25度、20度、15度或10度。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的光学显示系统，其中所述偏振相关光偏转部件是液晶聚合物制成的Pancharatnam
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Berry相位光学元件。5.根据权利要求4所述的光学显示系统，其中光偏转部件中的液晶聚合物的取向关于所述光学透镜系统的光轴对称。6.根据权利要求5所述的光学显示系统，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：湛韬，向恩霖，熊江浩，吴诗聪，李琨，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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