CN106019605A - 近眼显示装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种近眼显示装置和方法。该近眼显示装置包括：显示面板和透镜模块，显示面板包括阵列排布的多个显示区域，各显示区域包括至少一个像素单元；透镜模块包括阵列排布的多个微透镜，多个微透镜包括多个偏转微透镜，偏转微透镜靠近透镜模块的一端比远离透镜模块的一端距离显示面板更近，各显示区域对应至少一个微透镜，且两个相邻的显示区域的相邻部分对应不同的两个微透镜，且两个微透镜包括至少一个偏转微透镜，偏转微透镜被配置为使两个相邻的显示区域通过透镜模块所成的虚像不重叠。由此，该近眼显示装置可既可降低了近眼显示装置的重量，还可解决了微透镜成像中成像重影或混色问题。

Description

近眼显示装置和方法

技术领域

本发明的实施例涉及一种近眼显示装置以及近眼显示方法。

背景技术

目前，随着显示技术的不断发展，虚拟现实(Virtue Reality，VR)和近眼显示(Near Eye Display，NED)技术越来越受到人们的关注。近眼显示技术是可将图像直接投射到观看者眼中的技术，从而实现浸入式的显示体验。

通常，近眼显示器的显示屏距离眼球十厘米以内，这样近的图像人眼无法看清。因此，近眼显示器需要通过透镜将图像聚焦投射于人眼视网膜上，再经过视觉神经系统加工后，在用户眼前呈现出放大的虚拟图像，由此可以用于虚拟现实技术或近眼显示技术。

发明内容

本发明至少一实施例提供一种近眼显示装置和方法。该近眼显示装置包括：显示面板和透镜模块，显示面板包括阵列排布的多个显示区域，各显示区域包括至少一个像素单元；透镜模块包括阵列排布的多个微透镜，多个微透镜包括多个偏转微透镜，偏转微透镜靠近透镜模块的一端比远离透镜模块的一端距离显示面板更近，各显示区域对应至少一个微透镜，且两个相邻的显示区域的相邻部分对应不同的两个微透镜，且两个微透镜包括至少一个偏转微透镜，偏转微透镜被配置为使两个相邻的显示区域通过透镜模块所成的虚像不重叠。由此，该近眼显示装置可通过设计阵列排布的微透镜来替代一个整体的大透镜，从而降低了近眼显示装置的重量，还解决了微透镜成像中成像重影或混色问题。

本发明至少一个实施例提供一种近眼显示装置，其包括：显示面板，所述显示面板包括阵列排布的多个显示区域，各所述显示区域包括至少一个像素单元；以及透镜模块，所述透镜模块包括阵列排布的多个微透镜，所述多个微透镜包括多个偏转微透镜，所述偏转微透镜靠近所述透镜模块中心的一端比远离所述透镜模块中心的一端距离所述显示面板更近，各所述显示区域对应至少一个所述微透镜，且两个相邻的所述显示区域的相邻部分对应不同的两个所述微透镜，且所述两个微透镜包括至少一个所述偏转微透镜，所述偏转微透镜被配置为使两个相邻的所述显示区域通过所述透镜模块所成的虚像不重叠。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，各所述显示区域与对应设置的所述微透镜的距离小于所述微透镜的焦距。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，在所述多个微透镜阵列排布的行方向或列方向，从所述透镜模块的中心到所述透镜模块的边缘，所述偏转微透镜的偏转角度依次逐渐增加。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，在所述多个微透镜阵列排布的行方向或列方向，从所述透镜模块的中心到所述透镜模块的边缘，所述偏转微透镜的焦距依次逐渐增加。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，各所述显示区域包括一个像素单元，各所述像素单元与各所述微透镜一一对应设置。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，各所述显示区域包括多个子像素单元。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述显示面板还包括：黑矩阵，所述黑矩阵设置在所述像素单元之间，所述透镜模块与所述黑矩阵对应的位置不设置所述微透镜。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述透镜模块包括：可调液晶透镜，所述可调液晶透镜被配置为通过输入不同电压，调整液晶偏转，形成所述多个微透镜。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述透镜模块包括：曲面透明光学膜，所述多个微透镜设置在所述曲面透明光学膜上，所述曲面透镜光学膜被配置为使所述多个微透镜中的所述偏转微透镜偏转。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述曲面透明光学膜的折射率等于空气的折射率。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述微透镜包括平凸透镜、圆透镜或柱透镜。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述显示面板包括液晶显示面板、有机发光二极管显示面板或电子纸。

例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述透镜模块设置在所述显示面板用于显示的一侧。

本发明至少一实施例提供一种近眼显示装置的显示方法，其包括：将显示面板划分为阵列排布的多个显示区域，各所述显示区域包括至少一个像素单元；在所述显示面板用于显示的一侧设置阵列排布的多个微透镜，各所述显示区域对应设置至少一个所述微透镜；在多个所述微透镜中设置多个偏转微透镜，所述偏转微透镜靠近多个所述微透镜组成的阵列的中心的一端比远离多个所述微透镜组成的阵列的中心一端距离所述显示面板更近，在两个相邻的所述显示区域的相邻部分对应不同的两个所述微透镜中设置至少一个所述偏转微透镜，所述偏转微透镜被配置为使两个相邻的所述显示区域通过所述透镜模块所成的虚像不重叠。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1a为一种近眼显示装置的原理图；

图1b为一种近眼显示装置的结构示意图；

图2为另一种近眼显示装置的结构示意图；

图3a为本发明一实施例提供的一种近眼显示装置的结构示意图；

图3b为本发明一实施例提供的一种近眼显示装置中显示面板的平面示意图；

图3c为本发明一实施例提供的一种近眼显示装置中透镜模块的平面示意图；

图4为本发明一实施例提供的一种近眼显示装置中偏转微透镜的工作原理图；

图5为本发明一实施例提供的另一种近眼显示装置的结构示意图；

图6a为本发明一实施例提供的另一种近眼显示装置的结构示意图；

图6b为本发明一实施例提供的另一种近眼显示装置中显示面板的平面示意图；

图7为本发明一实施例提供的一种近眼显示装置的剖视示意图；

图8为本发明一实施例提供的另一种近眼显示装置的剖视示意图；以及

图9为本发明一实施例提供的一种近眼显示方法的流程图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在通常的虚拟现实显示装置中，如图1a所示，由于对虚拟情景的浸入性的要求，通常情况下会使用透镜成像原理。例如，如图1b所示，该虚拟现实显示装置包括显示屏10以及设置在显示屏10用于显示的一侧的凸透镜20，通过将显示屏10设置在凸透镜20的一倍焦距之内，凸透镜20可使显示屏10在人眼30中形成投远且放大的虚像40，从而实现近眼显示和良好的浸入感。然而，在研究中，本申请发明人注意到：在通常的虚拟现实显示装置中，凸透镜20和显示屏10之间有一定的距离，并且为了成像，凸透镜20设计地较大较厚，因此，通常的虚拟现实显示装置都比较沉重，给佩戴者造成了不良的体验。

为了实现虚拟现实显示装置的微型化，轻量化，可以使用微透镜阵列对较大较厚的凸透镜进行替代。如图2所示，该虚拟现实显示装置包括显示屏10和微透镜阵列20，以显示屏10包括2个子图像(或像素)为例，由于微透镜的放大作用，在虚像40中，显示屏10的2个子图像的虚像发生了重叠，产生了成像重影或混色问题。

本发明至少一实施例提供一种近眼显示装置和方法。该近眼显示装置包括：显示面板和透镜模块，显示面板包括阵列排布的多个显示区域，各显示区域包括至少一个像素单元；透镜模块包括阵列排布的多个微透镜，多个微透镜包括多个偏转微透镜，偏转微透镜靠近透镜模块中心的一端比远离透镜模块中心的一端距离显示面板更近，各显示区域对应至少一个微透镜，且两个相邻的显示区域的相邻部分对应不同的两个微透镜，且两个微透镜包括至少一个偏转微透镜，偏转微透镜被配置为使两个相邻的显示区域通过透镜模块所成的虚像不重叠。由此，该近眼显示装置可通过设计阵列排布的微透镜来替代一个整体的大透镜，从而降低了近眼显示装置的重量，还解决了微透镜成像中成像重影或混色问题。

下面结合附图对本发明实施例提供的液晶显示面板、液晶显示面板的制作方法以及显示装置进行说明。

实施例一

本实施例提供一种近眼显示装置，如图3a所示，该近眼显示装置包括显示面板110和透镜模块120，透镜模块120设置在显示面板110用于显示的一侧，即，形成在显示面板110与人眼130之间。显示面板110包括阵列排布的多个显示区域115，图3a示出的是阵列排布的多个显示区域115的行方向或列方向的侧视示意图。各显示区域115包括至少一个像素单元(图中未示出)，因此，各显示区域115可用于显示画面或像素，多个显示区域115显示的画面或像素可构成一副完整的画面，以供人眼观赏。透镜模块120包括阵列排布的多个微透镜125，多个微透镜125中包括多个偏转微透镜127，偏转微透镜127靠近透镜模块120中心的一端比远离透镜模块120中心的一端距离显示面板110更近，即，偏转微透镜127有一定的偏转角度，且靠近透镜模块120的一端比远离透镜模块120的一端距离显示面板110更近。各显示区域115对应至少一个微透镜125，且两个相邻的显示区域115的相邻部分对应不同的两个微透镜125，即，各显示区域115与其对应的至少一个微透镜125对应设置。两个相邻的显示区域115的相邻部分对应不同的两个微透镜125包括至少一个偏转微透镜127，偏转微透镜127被配置为使两个相邻的显示区域115通过透镜模块120所成的虚像不重叠。需要说明的是，上述的显示区域115显示的画面可以指画面也可为像素。

例如，图3b示出一种显示面板上显示区域的平面示意图，如图3b所示，显示面板110包括阵列排布的多个显示区域115。

例如，图3c示出一种透镜模块中微透镜的平面示意图，如图3c所示，透镜模块120包括阵列排布的多个微透镜125。

例如，在本实施例一示例提供近眼显示装置中，各显示区域与对应设置的微透镜的距离小于微透镜的焦距。由此，通过微透镜的作用，各显示区域显示的画面或像素可在人眼中形成投远且放大的虚像。需要说明的是，上述的投远是指虚像与人眼的距离被放大，即大于显示面板与人眼的距离，从而避免因为显示面板与人眼距离太近而导致的看不清的问题。

图4示出一种偏转微透镜成像的示意图。如图4所示，偏转微透镜127偏转一角度θ，显示区域115通过偏转微透镜127的作用形成偏转虚像147。相对于通过没有偏转的微透镜的作用而形成的虚像145而言，显示区域115通过偏转微透镜127的作用形成的偏转虚像147向上位移了距离D，因此，可通过在两个相邻的显示区域115的相邻部分对应不同的两个微透镜125中设置至少一个偏转微透镜127以将两个相邻的显示区域115的相邻部分的虚像不重叠，从而避免成像重影或混色问题。需要说明的是，图4中F代表偏转微透镜127的焦点。为了更清楚地表现偏转微透镜127的作用，图4中θ值设置地较大，偏转虚像147偏转的角度也较大，然而，在实际应用中，θ值设置地较小，偏转虚像147偏转的角度也较小，因此可忽略不计。

在本实施例提供的近眼显示装置中，显示面板110发出的光可经过透镜模块120的作用再进入人眼130。各显示区域115对应至少一个微透镜125，因此，各显示区域115对应的至少一个微透镜125可将该显示区域115显示的画面在人眼130中形成投远且放大的虚像145。并且，两个相邻的显示区域115的相邻部分对应不同的两个微透镜125包括至少一个偏转微透镜127，因此，两个相邻的显示区域115的相邻部分可通过偏转微透镜的127作用以形成偏转虚像147，偏转虚像147可与虚像145或其他偏转虚像147不重叠，避免成像重影或混色问题。并且，偏转虚像147与虚像145可构成与整个显示面板110显示的画面内容相同的、完整的、放大的画面。由此，本实施例提供的近眼显示装置既可降低近眼显示装置的重量，又可解决微透镜成像中成像重影或混色问题。

实施例二

本实施例提供一种近眼显示装置，如图3a所示，该近眼显示装置包括显示面板110和透镜模块120，透镜模块120设置在显示面板110用于显示的一侧，即，形成在显示面板110与人眼130之间。显示面板110包括阵列排布的多个显示区域115。各显示区域115包括至少一个像素单元(图中未示出)。透镜模块120包括阵列排布的多个微透镜125，各显示区域115与微透镜125一一对应，即一个显示区域115对应一个微透镜125。此时，如图3a所示，除了透镜模块120中心的微透镜125之外，透镜模块120中的其他微透镜125均可为偏转微透镜127，以使各显示区域115显示的画面或像素通过透镜模块所成的虚像不重叠。需要说明的是，当透镜模块的中心不是微透镜而是恰好位于两个微透镜之间时，透镜模块中所有的微透镜均可为偏转微透镜，从而使各显示区域显示画面或像素通过透镜模块所成的虚像不重叠，其具体结构在此不再赘述。

例如，在本实施例一示例提供近眼显示装置中，在多个微透镜阵列排布的行方向或列方向，从透镜模块的中心到透镜模块的边缘，偏转微透镜的偏转角度依次逐渐增加。例如，如图3a所示，除了透镜模块120中心的微透镜125之外，透镜模块120中的其他微透镜125均可为偏转微透镜127。下面以图3a中透镜模块120的中心线上方的两个偏转微透镜127为例来进行说明；靠近透镜模块120的中心的偏转微透镜127产生的偏转虚像会影响到下一个(远离透镜模块120的中心的)偏转微透镜127产生的偏转虚像，因此，远离透镜模块120的中心的偏转微透镜127需要偏移更多以使其产生的偏转虚像位移更大的距离。例如，多个阵列排布的微透镜可构成一个微透镜曲面。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，在多个微透镜阵列排布的行方向或列方向，从透镜模块的中心到透镜模块的边缘，偏转微透镜的焦距依次逐渐增加。例如，如图3a所示，除了透镜模块120中心的微透镜125之外，透镜模块120中的其他微透镜125均可为偏转微透镜127。下面以图3a中透镜模块120的中心线上方的两个偏转微透镜127为例来进行说明；远离透镜模块120的中心的偏转微透镜127的偏转角度大于靠近透镜模块120的中心的偏转微透镜127的偏转角度，远离透镜模块120的中心的偏转微透镜127与其对应的显示区域115的距离也大于靠近透镜模块120的中心的偏转微透镜127与其他对应的显示区域115的距离，因此，为了获得较好的显示效果，可将远离透镜模块120的中心的偏转微透镜127的焦距设置地更大以使其产生的偏转虚像与靠近透镜模块120的中心的偏转微透镜127产生的偏转虚像在一个平面上或相接，进而构成与整个显示面板110显示的画面内容相同的、完整的、放大的画面。需要说明的是，上述的相接是指相邻偏转透镜产生的偏转虚像首尾相接。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，各显示区域可仅包括一个像素单元，因此，各显示区域可仅显示一个像素。当然，本发明实施例包括但不限于此，各显示区域可包括多个子像素单元。需要说明的是，显示区域既可包括一个像素或多个像素是为了根据像素单元的尺寸和微透镜的尺寸进行合理的设计，并可达到显示效果的制作成本的最优化。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，在各显示区域可仅包括一个像素单元时，各像素单元与各微透镜一一对应设置。

实施例三

在实施例一的基础上，本实施例提供一种近眼显示装置，如图5所示，该近眼显示装置包括显示面板110和透镜模块120，透镜模块120设置在显示面板110用于显示的一侧。显示面板110包括阵列排布的多个显示区域115，且各显示区域115包括至少一个像素单元(图中未示出)，因此，各显示区域115可用于显示画面，多个显示区域115显示的画面或像素构成一副完整的画面，以供人眼观赏。透镜模块120包括阵列排布的多个微透镜125，多个微透镜125中包括多个偏转微透镜127，偏转微透镜127靠近透镜模块120的一端比远离透镜模块120的一端距离显示面板110更近，即，偏转微透镜127有一定的偏转角度，且靠近透镜模块120的一端比远离透镜模块120的一端距离显示面板110更近。如图5所示，各显示区域115分别对应两个微透镜125，且两个相邻的显示区域115的相邻部分对应不同的两个微透镜125，即，各显示区域115与其对应的至少一个微透镜125对应设置。两个相邻的显示区域115的相邻部分对应不同的两个微透镜125包括至少一个偏转微透镜127，偏转微透镜127被配置为使两个相邻的显示区域115通过透镜模块所成的虚像不重叠。

例如，下面以显示面板110包括三个显示区域115，即，位于显示面板110上部的第一显示区域1151，位于显示面板110中心的第二显示区域1152以及位于显示面板110下部的第三显示区域1153，第一显示区域1151、第二显示区域1152以及第三显示区域1153分别对应两个微透镜为例来进行说明。如图5所示，第二显示区域1152由于位于显示面板110的中心，其对应的两个微透镜可不偏转，即，微透镜1252。并且第二显示区域1152经过两个微透镜1252的作用在人眼中形成放大的虚像1452。此时，虽然两个微透镜1252分别形成的虚像会产生重叠，但是由于它们同属于第二显示区域1152，因此通过合理的设计可减少甚至消除对显示效果的影响，例如，显示区域可设计为显示颜色单一的图像，或者重叠的部分刚好占用黑矩阵的空间。特别是，当显示区域仅包括一个像素时，该像素经两个微透镜1252分别形成的虚像产生的重叠对显示效果几乎没有影响。第一显示区域1151与第二显示区域1152相邻，因此，如果第一显示区域1151对应的两个微透镜不偏转，第二显示区域1152的放大虚像1452将会与第一显示区域1151形成的虚像相重叠，从而影响显示效果，因此，第一显示区域1151对应的两个微透镜需要偏转(即，两个微透镜包括至少一个偏转微透镜)以与第二显示区域1152的放大虚像1452不重叠。

例如，如图5所示，第一显示区域1151对应的两个微透镜中，第一显示区域1151与第二显示区域1152相邻的部分对应的微透镜为偏转微透镜1271，而另一个微透镜1251不偏转(即，不是偏转微透镜)。由此，通过偏转微透镜1271的作用，第一显示区域1151与第二显示区域1152相邻的部分可形成偏转虚像，该偏转虚像可向上位移一定距离，从而与第二显示区域1152的放大虚像1452不重叠。由于微透镜1251没有偏转，因此，偏转微透镜1271形成的偏转虚像与微透镜1251形成的虚像会重叠，然而，由于它们同属于第一显示区域1152，因此通过合理的设计可减少甚至消除对显示效果的影响，例如，显示区域可设计为显示颜色单一的图像，或者重叠的部分刚好占用黑矩阵的空间。特别是，当显示区域仅包括一个像素时，偏转微透镜1271形成的偏转虚像与微透镜1251形成的虚像会重叠产生的重叠对显示效果几乎没有影响。值得注意的是，在本实施例提供的近眼显示装置中，由于偏转微透镜1271形成的偏转虚像的位移在微透镜1251形成的虚像的范围之内。因此，偏转微透镜1271形成的偏转虚像的位移不会影响到下一个(比第一显示区域更加远离显示面板中心的)显示区域。所以，在多个微透镜阵列排布的行方向或列方向，从透镜模块的中心到透镜模块的边缘，偏转微透镜的偏转角度可不增加。同样地，偏转微透镜的焦距可不增加。

需要说明的是，本发明实施例包括但不限于此，在上述实施例中，显示区域对应的两个微透镜也可都偏转。另外，各显示区域不仅限于对应两个微透镜，还可对应其他数目的微透镜，例如，三个、四个或五个微透镜。

实施例四

在实施例二的基础上，本实施例提供一种近眼显示装置，如图6a所示，各显示区域115仅包括一个像素单元118，各像素单元118与微透镜125一一对应设置。显示面板110还包括设置在像素单元118之间的黑矩阵119。透镜模块120与黑矩阵119对应的位置不设置微透镜125。由此，各像素单元118经过微透镜125的作用而产生的放大的虚像可以占用黑矩阵119的空间，从而可减少偏转微透镜127产生的偏转虚像的位移量。

例如，如图6b所示，显示面板110包括阵列排布的多个像素单元118和设置在像素单元118之间的黑矩阵119。需要说明的是，在本发明的具体实施例中，显示区域或像素单元均以矩形或方形为例，然而，本发明实施例包括但不限于此，根据实际的需求，显示区域或像素单元还可包括其他形状，例如，八边形。

实施例五

在上述实施例一至四的基础上，如图7所示，透镜模块120可包括可调液晶透镜124，可调液晶透镜124包括下基板121、与下基板121对盒设置的上基板122以及设置在下基板121和上基板122之间的液晶层123。可调液晶透镜124被配置为通过输入不同电压以在下基板121和上基板122不同区域产生不同的电场，从而调整液晶层123中液晶的偏转，以形成多个微透镜125。

例如，下基板可包括多个相互独立的条状或块状电极，上基板可包括一板状电极，通过在下基板上的多个相互独立的条状或块状电极施加不同的电压，在上基板的板状电极上施加公共电压，以实现下基板和上基板不同区域产生不同的电场，从而调整液晶层中液晶的偏转，以形成多个微透镜。需要说明的是，本发明实施例包括但不限于此，上基板上的电极也可为与下基板上的电极一一对应的多个相互独立的条状或块状电极。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，如图7所示，显示面板110包括阵列基板111、与阵列基板111对盒设置的对置基板112、设置在阵列基板111和对置基板112之间的液晶层113、设置在阵列基板111远离液晶层113的一侧的第一偏光板114以及设置在对置基板112远离液晶层113的一侧第二偏光板116。也就是说，显示面板110为液晶显示面板，当然，本发明实施例包括但不限于此，显示面板还可为有机发光二极管显示面板或电子纸。

实施例六

在上述实施例一至四的基础上，如图8所示，透镜模块120包括：曲面透明光学膜126，多个微透镜设置在曲面透明光学膜126上，曲面透镜光学膜126被配置为使多个微透镜中的偏转微透镜127偏转。如图8所示，由于曲面透明光学膜126的上表面为曲面，因此，设置在曲面透明光学膜126的上表面上的偏转微透镜127也随着上表面具有一定的偏转角度。通过设计曲面透镜光学膜126的上表面的形状可实现实施例一至四中的微透镜的各种排布方式。当然，本发明实施例包括但不限于此，各个微透镜也可通过一体成型来实现实施例一至四中的微透镜的各种排布方式。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，曲面透明光学膜的折射率等于空气的折射率。由此，可防止曲面透明光学膜对显示面板发出的光产生折射，从而影响显示效果。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，微透镜包括平凸透镜、圆透镜或柱透镜。需要说明的是，当根据实际需要，只需要在一个方向上对显示面板显示的画面进行放大时，微透镜可采用柱透镜。此时，柱透镜的延伸方向垂直于显示面板显示的画面需要放大的方向。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，如图8所示，显示面板110包括阵列基板111、与阵列基板111对盒设置的对置基板112、设置在阵列基板111和对置基板112之间的液晶层113、设置在阵列基板111远离液晶层113的一侧的第一偏光板114以及设置在对置基板112远离液晶层113的一侧第二偏光板116。也就是说，显示面板110为液晶显示面板，当然，本发明实施例包括但不限于此，显示面板还可为有机发光二级管显示面板或电子纸。另外，曲面透明光学膜126可通过胶层150粘附在显示面板110上。当然，本发明实施例包括但不限于此，曲面透明光学膜126也可于显示面板110相隔设置。

在本发明实施例一至六中，可根据需要放大的倍率、人眼到微透镜的距离以及虚像到人眼的距离来计算微透镜的焦距，可根据各偏转微透镜形成的偏转虚像需要位移的距离来确定各偏转微透镜的偏转角度，可根据各偏转微透镜的偏转角度、各显示区域到其对应偏转微透镜的距离以及各偏转微透镜到其形成的偏转虚像的距离来计算偏转微透镜的焦距，可根据各微透镜的类型(例如，平凸透镜、圆凸透镜或柱透镜)、各微透镜的焦距和微透镜材料的折射率来计算各微透镜的弯曲表面的曲率半径，还可根据曲率半径和微透镜的尺寸计算出各微透镜的拱高，从而根据实际需求对微透镜进行设置。

实施例七

本实施例提供一种近眼显示装置的显示方法，如图9所示，该近眼显示装置的显示方法包括步骤701-703。

步骤701：将显示面板划分为阵列排布的多个显示区域，各显示区域包括至少一个像素单元。

步骤702：在显示面板用于显示的一侧设置阵列排布的多个微透镜，即，在显示面板和人眼之间设置阵列排布的多个微透镜，各显示区域对应设置至少一个微透镜。

步骤703：在多个微透镜中设置多个偏转微透镜，偏转微透镜靠近多个微透镜组成的阵列的中心的一端比远离多个微透镜组成的阵列的中心一端距离显示面板更近，在两个相邻的显示区域的相邻部分对应不同的两个微透镜中设置至少一个偏转微透镜，该偏转微透镜被配置为使两个相邻的显示区域通过透镜模块所成的虚像不重叠。

在本实施例提供的近眼显示装置的显示方法中，显示面板发出的光可经过多个微透镜组成的阵列的作用再进入人眼。各显示区域对应至少一个微透镜，因此，各显示区域对应的至少一个微透镜可将该显示区域显示的画面在人眼中形成投远且放大的虚像。并且，两个相邻的显示区域的相邻部分对应不同的两个微透镜中设置有至少一个偏转微透镜，因此，两个相邻的显示区域的相邻部分可通过偏转微透镜的作用以形成偏转虚像，偏转虚像可与虚像或其他偏转虚像不重叠，避免成像重影或混色问题。并且，偏转虚像与虚像可构成与整个显示面板显示的画面内容相同的、完整的、放大的画面。由此，本实施例提供的近眼显示方法既可降低了近眼显示装置的重量，又可解决了微透镜成像中成像重影或混色问题。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置的显示方法中，可根据需要放大的倍率、人眼到微透镜的距离以及虚像到人眼的距离来计算微透镜的焦距。

例如，通过以下公式来根据显示面板与微透镜的距离和需要放大的倍率来计算微透镜的焦距计算微透镜的焦距：

$\mathrm{\Γ}=\frac{L}{f^{\′}}+1-\frac{p}{f^{\′}}$

其中，Г为需要放大的倍数，f′为微透镜的焦距，p为人眼到微透镜的距离，L为虚像到人眼的距离。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置的显示方法中，可根据偏转微透镜形成的偏转虚像需要位移的距离来确定各偏转微透镜的偏转角度。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置的显示方法中，可根据偏转微透镜的偏转角度、各显示区域到其对应偏转微透镜的距离以及各偏转微透镜到其形成的偏转虚像的距离来计算各偏转微透镜的焦距。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置的显示方法中，可根据各微透镜的类型(例如，平凸透镜、圆凸透镜或柱透镜)、各微透镜的焦距和微透镜材料的折射率来计算各微透镜的弯曲表面的曲率半径。

例如，当微透镜为平凸透镜时，通过以下公式根据各微透镜的焦距、微透镜材料的折射率计算各微透镜的弯曲表面的曲率半径。

$f=\frac{r}{n-1}$

其中，f为微透镜的焦距，r为微透镜的曲率半径，n为微透镜材料的折射率。

例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置的显示方法中，还可根据曲率半径和微透镜的尺寸计算出各微透镜的拱高。

例如，当微透镜的正投影为圆形时，可通过以下公式来根据曲率半径和微透镜的尺寸计算出各微透镜的拱高。

$h=r-\sqrt{r^2-{\left(\frac{p}{2}\right)}^2}$

其中，h为微透镜的拱高，r为微透镜的曲率半径，p为微透镜的直径。

有以下几点需要说明：

(1)本发明实施例附图中，只涉及到与本发明实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)为了清晰起见，在用于描述本发明的实施例的附图中，层或微结构的厚度和尺寸被放大。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

(3)在不冲突的情况下，本发明同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种近眼显示装置，包括：

显示面板，所述显示面板包括阵列排布的多个显示区域，各所述显示区域包括至少一个像素单元；以及

透镜模块，所述透镜模块包括阵列排布的多个微透镜，所述多个微透镜包括多个偏转微透镜，所述偏转微透镜靠近所述透镜模块中心的一端比远离所述透镜模块中心的一端距离所述显示面板更近，

其中，各所述显示区域对应至少一个所述微透镜，且两个相邻的所述显示区域的相邻部分对应不同的两个所述微透镜，且所述两个微透镜包括至少一个所述偏转微透镜，所述偏转微透镜被配置为使两个相邻的所述显示区域通过所述透镜模块成的虚像不重叠。

2.如权利要求1所述的近眼显示装置，其中，各所述显示区域与对应设置的所述微透镜的距离小于所述微透镜的焦距。

3.如权利要求1所述的近眼显示装置，其中，在所述多个微透镜阵列排布的行方向或列方向，从所述透镜模块的中心到所述透镜模块的边缘，所述偏转微透镜的偏转角度依次逐渐增加。

4.如权利要求1所述的近眼显示装置，其中，在所述多个微透镜阵列排布的行方向或列方向，从所述透镜模块的中心到所述透镜模块的边缘，所述偏转微透镜的焦距依次逐渐增加。

5.如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，各所述显示区域包括一个像素单元，各所述像素单元与各所述微透镜一一对应设置。

6.如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，各所述显示区域包括多个子像素单元。

7.如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述显示面板还包括：

黑矩阵，所述黑矩阵设置在所述像素单元之间，

其中，所述透镜模块与所述黑矩阵对应的位置不设置所述微透镜。

8.如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述透镜模块包括：

可调液晶透镜，所述可调液晶透镜被配置为通过输入不同电压，调整液晶偏转，形成所述多个微透镜。

9.如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述透镜模块包括：

曲面透明光学膜，所述多个微透镜设置在所述曲面透明光学膜上，所述曲面透镜光学膜被配置为使所述多个微透镜中的所述偏转微透镜偏转。

10.如权利要求9所述的近眼显示装置，其中，所述曲面透明光学膜的折射率等于空气的折射率。

11.如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述微透镜包括平凸透镜、圆透镜或柱透镜。

12.如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述显示面板包括液晶显示面板、有机发光二极管显示面板或电子纸。

13.如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述透镜模块设置在所述显示面板用于显示的一侧。

14.一种近眼显示装置的显示方法，包括：

将显示面板划分为阵列排布的多个显示区域，其中，各所述显示区域包括至少一个像素单元；

在所述显示面板用于显示的一侧设置阵列排布的多个微透镜，其中，各所述显示区域对应设置至少一个所述微透镜。

在多个所述微透镜中设置多个偏转微透镜，其中，所述偏转微透镜靠近多个所述微透镜组成的阵列的中心的一端比远离多个所述微透镜组成的阵列的中心一端距离所述显示面板更近，在两个相邻的所述显示区域的相邻部分对应不同的两个所述微透镜中设置至少一个所述偏转微透镜，所述偏转微透镜被配置为使两个相邻的所述显示区域通过所述透镜模块成的虚像不重叠。