本申請(qǐng)涉及近眼顯示裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種近眼顯示裝置以及一種近眼顯示裝置的制作方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual?reality?,vr）技術(shù)應(yīng)用于各類領(lǐng)域，例如游戲、教育、醫(yī)療、零售等領(lǐng)域。市面目前常見的vr顯示裝置的光學(xué)設(shè)計(jì)方案包括非球面鏡片設(shè)計(jì)方案、菲涅爾透鏡設(shè)計(jì)方案以及折疊光路（pancake）設(shè)計(jì)方案。

2、其中，相較于非球面鏡片設(shè)計(jì)方案以及菲涅爾透鏡設(shè)計(jì)方案，pancake設(shè)計(jì)方案可以大大減小vr顯示裝置的體積。隨著用戶對(duì)于vr顯示裝置的成像品質(zhì)以及視場(chǎng)角的要求越來(lái)越高，pancake設(shè)計(jì)方案也需要朝向更高的成像品質(zhì)以及更大的視場(chǎng)角的方向發(fā)展。然而在pancake設(shè)計(jì)方案中，若要增大視場(chǎng)角則需要增大光學(xué)透鏡組尺寸、增加顯示屏尺寸或增加光學(xué)透鏡曲率，若要增強(qiáng)成像品質(zhì)則需要減少光學(xué)透鏡曲率，所以增大視場(chǎng)角的需求和增強(qiáng)成像品質(zhì)的需求存在部分技術(shù)矛盾，難以在兩種需求都滿足的條件下完成對(duì)pancake設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)第一方面提供一種近眼顯示裝置，包括：

2、顯示屏，所述顯示屏用于出射圖像光；以及

3、光引導(dǎo)模組，用于接收所述圖像光并且將所述圖像光投射至人眼，以使位于眼盒的位置的所述圖像光被人眼接收；

4、其中，所述顯示屏被設(shè)置在從所述眼盒的位置投射至所述光引導(dǎo)模組的多束具有不同視場(chǎng)角的光線聚焦的成像面的位置。

5、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的近眼顯示裝置，通過(guò)設(shè)置顯示屏，所述顯示屏被設(shè)置在從所述眼盒的位置投射至所述光引導(dǎo)模組的多束具有不同視場(chǎng)角的光線聚焦的成像面的位置；由于光線可逆，從顯示屏出射的圖像光經(jīng)過(guò)光引導(dǎo)模組也可以入射至眼盒的位置，從而有利于增加人眼接收到的光線的比例，有利于增大近眼顯示裝置的視場(chǎng)角，進(jìn)而有利于增強(qiáng)用戶使用時(shí)的畫面沉浸感；此外，由于顯示屏的位置和成像面的位置重合，可較為有效地確保了顯示面上各個(gè)區(qū)域出射的光線都能清晰地匯聚至眼盒成像，，從而有利于改善像差、色差或畸變等造成的圖像失真，進(jìn)而有利于提升近眼顯示裝置的成像品質(zhì)。

6、在一實(shí)施例中，所述顯示屏包括用于出射所述圖像光的顯示面，所述顯示面的形狀與所述成像面的形狀相同。

7、在一實(shí)施例中，所述顯示面的尺寸與所述成像面的尺寸相同。

8、在一實(shí)施例中，所述顯示屏為曲面屏，所述顯示屏包括一蓋板，所述蓋板的所述顯示面是曲面。

9、在一實(shí)施例中，所述光引導(dǎo)模組包括第一透鏡、半反半透膜、第二透鏡、復(fù)合膜層以及第三透鏡，所述第一透鏡用于接收從所述顯示屏出射的所述圖像光，所述半反半透膜設(shè)置于所述第一透鏡靠近所述第二透鏡的一側(cè)；所述復(fù)合膜層設(shè)置于所述第二透鏡和所述第三透鏡之間，所述復(fù)合膜層用于接收并改變所述圖像光的偏振態(tài)，以使所述圖像光從所述第三透鏡透射。

10、在一實(shí)施例中，所述復(fù)合膜層包括相位延遲層和反射偏振層，所述相位延遲層設(shè)置于所述第二透鏡遠(yuǎn)離所述第一透鏡的一側(cè)，所述反射偏振層設(shè)置于所述第三透鏡靠近所述第二透鏡的一側(cè)。

11、本申請(qǐng)第二方面提供一種近眼顯示裝置的制作方法，用于制作如上述任一實(shí)施例中所述的近眼顯示裝置，包括：

12、獲取所述近眼顯示裝置的參數(shù)，所述參數(shù)包括所述眼盒的尺寸以及所述光引導(dǎo)模組的幾何參數(shù)和光學(xué)性能參數(shù)；

13、根據(jù)所述參數(shù)建立逆光路模型，所述逆光路模型包括從所述眼盒的位置投射的多束具有不同視場(chǎng)角的光線以及用于接收并且引導(dǎo)所述光線的所述光引導(dǎo)模組；

14、根據(jù)所述多束具有不同視場(chǎng)角的光線經(jīng)過(guò)所述光引導(dǎo)模組后聚焦形成的多個(gè)像方焦點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算成像面；

15、根據(jù)所述成像面制作所述顯示屏，以使所述顯示屏的顯示面的形狀與所述成像面的形狀相同。

16、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的近眼顯示裝置的制作方法，用于制作如上述任一實(shí)施例中所述的近眼顯示裝置，通過(guò)獲取所述近眼顯示裝置的參數(shù)建立逆光路模型，根據(jù)所述多束具有不同視場(chǎng)角的光線經(jīng)過(guò)所述光引導(dǎo)模組后聚焦形成的多個(gè)像方焦點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算成像面，再根據(jù)所述成像面制作所述顯示屏，所述顯示面的形狀與所述成像面的形狀相同，當(dāng)制作出的所述顯示屏用于近眼顯示裝置時(shí)，由于光線可逆，從顯示屏出射的圖像光經(jīng)過(guò)光引導(dǎo)模組也可以入射至眼盒的位置，從而有利于增加人眼接收到的光線的比例，有利于增大近眼顯示裝置的視場(chǎng)角，進(jìn)而有利于增強(qiáng)用戶使用時(shí)的畫面沉浸感；此外，由于顯示屏的位置和成像面的位置重合，可較為有效地確保了顯示面上各個(gè)區(qū)域出射的光線都能清晰地匯聚至眼盒成像，從而有利于改善像差、色差或畸變等造成的圖像失真，進(jìn)而有利于提升近眼顯示裝置的成像品質(zhì)。

17、在一實(shí)施例中，根據(jù)所述多束具有不同視場(chǎng)角的光線經(jīng)過(guò)所述光引導(dǎo)模組后聚焦形成的多個(gè)像方焦點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算所述成像面的步驟包括：

18、獲取所述多束具有不同視場(chǎng)角的光線的所述像方焦點(diǎn)坐標(biāo)；

19、根據(jù)多個(gè)所述像方焦點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算獲得所述成像面的曲率或曲面方程。

20、在一實(shí)施例中，根據(jù)所述成像面制作所述顯示屏的步驟包括：

21、提供蓋板以及顯示模組；

22、對(duì)所述蓋板按照所述成像面的形狀進(jìn)行彎曲；

23、將所述顯示模組貼合到彎曲后的所述蓋板上。

24、在一實(shí)施例中，對(duì)所述蓋板按照所述成像面的形狀進(jìn)行彎曲的步驟具體為采用熱彎技術(shù)對(duì)所述蓋板進(jìn)行彎曲。

25、在一實(shí)施例中，根據(jù)所述成像面制作所述顯示屏之后的步驟包括：

26、將所述顯示屏安裝至從所述眼盒的位置投射至所述光引導(dǎo)模組的多束具有不同視場(chǎng)角的光線聚焦的所述成像面的位置。

27、在一實(shí)施例中，將所述顯示屏安裝至從所述眼盒的位置投射至所述光引導(dǎo)模組的多束具有不同視場(chǎng)角的光線聚焦的所述成像面的位置之后的步驟包括：

28、對(duì)所述近眼顯示裝置進(jìn)行性能測(cè)試，從所述眼盒的位置出射多束具有不同視場(chǎng)角的光線，判斷所述近眼顯示裝置是否滿足光斑尺寸要求；

29、若滿足光斑尺寸要求，則完成所述近眼顯示裝置的制作；若不滿足光斑尺寸要求，則重新執(zhí)行獲取所述近眼顯示裝置的參數(shù)的步驟。

技術(shù)特征：

1.一種近眼顯示裝置，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其特征在于，所述顯示屏包括用于出射所述圖像光的顯示面，所述顯示面的形狀與所述成像面的形狀相同。

3.如權(quán)利要求2所述的近眼顯示裝置，其特征在于，所述顯示面的尺寸與所述成像面的尺寸相同。

4.如權(quán)利要求2或3中所述的近眼顯示裝置，其特征在于，所述顯示屏為曲面屏，所述顯示屏包括一蓋板，所述蓋板的所述顯示面是曲面。

5.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其特征在于，所述光引導(dǎo)模組包括第一透鏡、半反半透膜、第二透鏡、復(fù)合膜層以及第三透鏡，所述第一透鏡用于接收從所述顯示屏出射的所述圖像光，所述半反半透膜設(shè)置于所述第一透鏡靠近所述第二透鏡的一側(cè)；所述復(fù)合膜層設(shè)置于所述第二透鏡和所述第三透鏡之間，所述復(fù)合膜層用于接收并改變所述圖像光的偏振態(tài)，以使所述圖像光從所述第三透鏡透射。

6.如權(quán)利要求5所述的近眼顯示裝置，其特征在于，所述復(fù)合膜層包括相位延遲層和反射偏振層，所述相位延遲層設(shè)置于所述第二透鏡遠(yuǎn)離所述第一透鏡的一側(cè)，所述反射偏振層設(shè)置于所述第三透鏡靠近所述第二透鏡的一側(cè)。

7.一種近眼顯示裝置的制作方法，用于制作如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的近眼顯示裝置，其特征在于，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的近眼顯示裝置的制作方法，其特征在于，根據(jù)所述多束具有不同視場(chǎng)角的光線經(jīng)過(guò)所述光引導(dǎo)模組后聚焦形成的多個(gè)像方焦點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算所述成像面的步驟包括：

9.如權(quán)利要求7所述的近眼顯示裝置的制作方法，其特征在于，根據(jù)所述成像面制作所述顯示屏的步驟包括：

10.如權(quán)利要求9所述的近眼顯示裝置的制作方法，其特征在于，對(duì)所述蓋板按照所述成像面的形狀進(jìn)行彎曲的步驟具體為采用熱彎技術(shù)對(duì)所述蓋板進(jìn)行彎曲。

11.如權(quán)利要求7所述的近眼顯示裝置的制作方法，其特征在于，根據(jù)所述成像面制作所述顯示屏之后的步驟包括：

12.如權(quán)利要求11所述的近眼顯示裝置的制作方法，其特征在于，將所述顯示屏安裝至從所述眼盒的位置投射至所述光引導(dǎo)模組的多束具有不同視場(chǎng)角的光線聚焦的所述成像面的位置之后的步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N近眼顯示裝置，包括顯示屏以及光引導(dǎo)模組。所述顯示屏用于出射圖像光。光引導(dǎo)模組用于接收所述圖像光并且將所述圖像光投射至人眼，以使位于眼盒的位置的所述圖像光被人眼接收。其中，所述顯示屏被設(shè)置在從所述眼盒的位置投射至所述光引導(dǎo)模組的多束具有不同視場(chǎng)角的光線聚焦的成像面的位置。本申請(qǐng)還提供一種近眼顯示裝置的制作方法，用于制作上述近眼顯示裝置。

技術(shù)研發(fā)人員：張東,廖經(jīng)皓,周蔣云,周賢穎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：業(yè)桓科技（成都）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9