CN108072975A - 一种用于单目的近眼显示系统以及虚拟现实设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于单目的近眼显示系统以及虚拟现实设备，该近眼显示系统包括左侧成像装置和右侧成像装置，左侧成像装置和右侧成像装置的结构相同；左侧成像装置包括第一图像源和第一成像单元，第一图像源出射的图像光线经过第一成像单元后进入人眼，右侧成像装置包括第二图像源和第二成像单元，第二图像源出射的图像光线经过第二成像单元后进入人眼。由于第一成像单元出射的最右侧光线与第二成像单元出射的最左侧光线之间的夹角范围为100°～180°，相当于该近眼显示系统能够提供的单目视场角即为100°～180°，增大了虚拟现实技术提供的视场角，使得虚拟现实技术能够在视觉上满足人眼的观看需求，从而能够向用户提供沉浸式的体验。

Description

一种用于单目的近眼显示系统以及虚拟现实设备

技术领域

本发明涉及虚拟现实领域，尤其涉及一种用于单目的近眼显示系统以及虚拟现实设备。

背景技术

虚拟现实(英文：Virtual Reality；简称：VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，通过交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中，为用户带来超越真实生活环境的感官体验。在视觉方面而言，虚拟现实技术利用计算机设备生成虚拟场景的图像，并通过光学器件将图像光线传递到人眼，使得用户能够在视觉上能够完全感受该虚拟场景。

目前，虚拟现实技术主要是通过在人眼前方设置一个显示屏，然后通过光学透镜如两块凸透镜将显示屏发出的图像光线分别会聚到用户的左眼和右眼，但是，通过这样的方式提供的双目重合视场角(英文：angle of view；也被称为视场，英文：Field of View；)一般在90°左右，而人的单目视场角一般在170°左右，双目重合视场角为120°左右，双目总视场角一般为200°～220°，可以看出，虚拟现实技术提供的视场角明显较小，无法满足人眼的观看需求，也就无法向用户提供沉浸式的体验。

因此，现有技术存在因虚拟现实技术提供的视场角较小而无法满足人眼的观看需求的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于单目的近眼显示系统以及虚拟现实设备，增大了虚拟现实技术提供的视场角，所以解决了现有技术中存在的因虚拟现实技术提供的视场角较小而无法满足人眼的观看需求的技术问题，使得虚拟现实技术能够在视觉上满足人眼的观看需求，从而能够向用户提供沉浸式的体验。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供了一种用于单目的近眼显示系统，包括左侧成像装置和右侧成像装置，所述左侧成像装置和所述右侧成像装置的结构相同；所述左侧成像装置包括第一图像源和第一成像单元，所述第一图像源出射的图像光线经过所述第一成像单元后进入人眼，所述右侧成像装置包括第二图像源和第二成像单元，所述第二图像源出射的图像光线经过所述第二成像单元后进入人眼；

其中，所述第一成像单元出射的最右侧光线与所述第二成像单元出射的最左侧光线之间的夹角范围为100°～180°。

可选地，所述第一图像源具体包括：

光源；

MEMS扫描振镜，设置于所述光源的出射光路上；

准直透镜，设置于所述MEMS扫描振镜的出射光路上。

可选地，第一图像源具体包括：

光源；

光纤耦合单元，设置于所述光源的出射光路上；

扫描光纤，设置于所光纤耦合单元的出射光路上；

光纤扫描致动器，设置于所述扫描光纤的出射端；

准直透镜，设置于所述扫描光纤的出射光路上。

可选地，所述第一图像源具体包括：

光源；

偏振分光棱镜，设置于所述光源的出射光路上；

微显示器，设置于所述偏振分光棱镜的第一出射端；

聚焦透镜，设置于所述偏振分光棱镜的第二出射端；

滤波光阑，设置于所述聚焦透镜的出射光路上；

准直透镜，设置于所述滤波光阑的出射光路上。

可选地，所述第一成像单元包括第一波导扩展单元和第一成像透镜阵列。

可选地，所述第一波导扩展单元包括：

垂直扩展波导，所述垂直扩展波导的入射端设置于所述第一图像源的出射端，所述垂直扩展波导的出射端具有M个出射面，M为正整数；

水平扩展波导，所述水平扩展波导的入射端设置于所述垂直扩展波导的出射端，所述水平扩展波导的出射端具有N个出射面，N为正整数。

可选地，所述第一成像透镜阵列具体为微透镜阵列或衍射镜阵列。

可选地，所述微透镜阵列为离轴透镜阵列。

可选地，所述衍射镜阵列刻蚀在所述第一波导扩展单元上。

可选地，所述第一成像单元包括第一垂直扩展波导和第一水平扩展波导，所述第一水平扩展波导设置有多个离轴成像面，每个离轴成像面为可透可反面。

本发明实施例第二方面提供了一种虚拟现实设备，包括：

两套第一方面介绍的任一种近眼显示系统，其中一套近眼显示系统出射的光线进入人的左眼，另一套近眼显示系统出射的光线进入用户的右眼。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

由于第一成像单元出射的最右侧光线与第二成像单元出射的最左侧光线之间的夹角范围为100°～180°，相当于该近眼显示系统能够提供的单目视场角即为100°～180°，与现有技术中虚拟现实技术提供的视场角一般在90°相比，增大了虚拟现实技术提供的视场角，所以解决了现有技术中存在的因虚拟现实技术提供的视场角较小而无法满足人眼的观看需求的技术问题，使得虚拟现实技术能够在视觉上满足人眼的观看需求，从而能够向用户提供沉浸式的体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的近眼显示系统的结构示意图；

图2A为本发明实施例提供的近眼显示系统的第一种实现方式的示意图；

图2B为本发明实施例提供的近眼显示系统的第二种实现方式的示意图；

图3为本发明实施例提供的激光发生装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第一图像源的第二种实现方式的示意图；

图5为本发明实施例提供的第一图像源的第三种实现方式的示意图；

图6为本发明实施例提供的第一成像透镜阵列的示意图；

图7为本发明实施例提供的近眼显示系统的第三种实现方式的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种用于单目的近眼显示系统，请参考图1，图1为本发明实施例提供的近眼显示系统的结构示意图，如图1所示，包括左侧成像装置10和右侧成像装置20，左侧成像装置10和右侧成像装置20的结构相同；左侧成像装置10包括第一图像源和第一成像单元，第一图像源出射的图像光线经过第一成像单元后进入人眼，第一成像单元具有多个光线出射端，右侧成像装置20包括第二图像源和第二成像单元，第二图像源出射的图像光线经过第二成像单元后进入人眼，第二成像单元具有多个光线出射端；

其中，第一成像单元出射的最右侧光线与第二成像单元出射的最左侧光线之间的夹角范围为100°～180°。

可以看出，由于第一成像单元出射的最右侧光线与第二成像单元出射的最左侧光线之间的夹角范围为100°～180°，相当于该近眼显示系统能够提供的单目视场角即为100°～180°，与现有技术中虚拟现实技术提供的视场角一般在90°相比，增大了虚拟现实技术提供的视场角，所以解决了现有技术中存在的因虚拟现实技术提供的视场角较小而无法满足人眼的观看需求的技术问题，使得虚拟现实技术能够在视觉上满足人眼的观看需求，从而能够向用户提供沉浸式的体验。

在接下来的部分中，将结合附图，来详细介绍上述技术方案。

首先，介绍第一成像单元和第二成像单元的第一种实现方式：第一成像单元具体包括第一波导扩展单元和第一成像透镜阵列，第二成像单元包括第二波导扩展单元和第二成像透镜阵列。

请参考图2A，图2A为本发明实施例提供的近眼显示系统的第一种实现方式的示意图，如图2A所示，该近眼显示系统包括左侧成像装置10和右侧成像装置20；

左侧成像装置10包括第一图像源101、第一波导扩展单元102和第一成像透镜阵列103，第一图像源101出射的图像光线经过第一波导扩展单元102后，再经过第一成像透镜阵列103后进入人眼，右侧成像装置20包括第二图像源201、第二波导扩展单元202和第二成像透镜阵列203，第二图像源201出射的图像光线经过第二波导扩展单元202后，再经过第二成像透镜阵列203进入人眼；

其中，第一成像透镜阵列103的透镜组成的平面与第二成像透镜阵列203的透镜组成的平面不在同一个平面上，第一成像透镜阵列103的第一光轴方向与第二成像透镜阵列203的第二光轴方向之间的夹角范围为100°～180°，这样，该近眼显示系统能够提供的单目视场角即为100°～180°。

请继续参考图2B，图2B为本发明实施例提供的近眼显示系统的第二种实现方式的示意图，如图2B所示，与图2A所示的近眼显示系统不同的是，在该近眼显示系统中，第一成像透镜阵列103的透镜组成的平面与第二成像透镜阵列203的透镜组成的平面在同一个平面上，第一成像透镜阵列103出射的最右侧光线与第二成像透镜阵列203出射的最左侧光线之间的夹角范围为100°～180°，这样，该近眼显示系统能够提供的单目视场角即为100°～180°。

可以看出，由于本发明实施例提供的近眼显示系统能够提供的单目视场角为100°～180°，增大了虚拟现实技术提供的视场角，所以解决了现有技术中存在的因虚拟现实技术提供的视场角较小而无法满足人眼的观看需求的技术问题，使得虚拟现实技术能够在视觉上满足人眼的观看需求，从而能够向用户提供沉浸式的体验。

在接下来的部分中，将结合说明书附图，详细介绍上述技术方案。

在本实施例中，请继续参考图2A，如图2A所示，第一图像源101具体包括：光源1011；MEMS扫描振镜1012，设置于光源1011的出射光路上；准直透镜1013，设置于MEMS扫描振镜1012的出射光路上。

光源1011可以是激光发生装置，请参考图3，图3为本发明实施例提供的激光发生装置的结构示意图，如图3所示，激光发生装置包括红色激光发生单元10111、绿色激光发生单元10112和蓝色激光发生单元10113，然后通过准直镜片对其进行准直处理，最后通过对应的反射片组合在一起即可，在另一实施例中，激光发生装置中各个发生单元的颜色可以根据实际需要进行设置，以满足实际情况的需要，在此不做限制；在其他实施例中，光源还1011还可以为LED光源，然后通过分光镜将其分为红光、绿光和蓝光即可，最后如前所述通过对应的反射片组合在一起即可，在此不做限制。

MEMS(英文：Micro-Electro-Mechanical System；中文：微机电系统)扫描振镜1012具体可以是一个二维的MEMS扫描振镜，也可以是两个一维的MEMS扫描振镜，在此不做限制。

准直透镜1013具体可以是凸透镜等等，准直透镜1013用于对MEMS扫描振镜1012出射的光线进行准直处理，在此就不再赘述了。

这样，光源1011出射的光线入射到MEMS扫描振镜1012上后，MEMS扫描振镜1012通过转动实现扫描，从而能够输出需要的图像。

同理，第二图像源201也具有相同的结构，在此就不再赘述了。

在另一实施例中，请参考图4，图4为本发明实施例提供的第一图像源101的第二种实现方式的示意图，如图4所示，第一图像源101包括：光源1014；光纤耦合单元1015，设置于光源1014的出射光路上；扫描光纤1016，设置于所光纤耦合单元1015的出射光路上；光纤扫描致动器1017，设置于扫描光纤1016的出射端；准直透镜1018，设置于扫描光纤1016的出射光路上。

光源1014可以与前述部分介绍的光源1011的结构一致，在此就不再赘述了。

光纤耦合单元1015具体可以是光纤耦合器，光纤耦合器能够将光源1014发出的光线耦合到光纤中，在此就不再赘述了。

扫描光纤1016可以是用以传递的光源1014发出的光线的光纤，具体的材质以及型号在此不做限制，满足实际情况的需要即可。

光纤扫描致动器1017具体可以是压电管等谐振器件，光纤扫描致动器1017能够根据预设的驱动信号如电压信号等等，产生一定的形变，从而带动扫描光纤1016进行扫描。

准直透镜1018可以是凸透镜等等，准直透镜1018用于对扫描光纤1016出射的光线进行准直处理，在此就不再赘述了。

光源1014出射的光线在光纤耦合单元1015的作用下，被耦合到扫描光纤1016中，光纤扫描致动器1017在驱动信号的作用下带动扫描光线1016进行扫描，从而能够输出需要的图像。

同理，第二图像源201也具有相同的结构，在此就不再赘述了。

在另一实施例中，请参考图5，图5为本发明实施例提供的第一图像源101的第三种实现方式的示意图，如图3所示，第一图像源101包括：光源1019；偏振分光棱镜10110，设置于光源1019的出射光路上；微显示器10111，设置于偏振分光棱镜10110的第一出射端；聚焦透镜10112，设置于偏振分光棱镜10110的第二出射端；滤波光阑10113，设置于聚焦透镜10112的出射光路上；准直透镜10114，设置于滤波光阑10113的出射光路上。

光源1019可以与前述部分介绍的光源1011的结构一致，在此就不再赘述了。

偏振分光棱镜10110具体可以是在直角棱镜的斜面镀制相应的膜，如可以是偏振膜，然后将两个直角棱镜胶合成一个立方体结构，当然，在其他实施例中，偏振分光棱镜10110并不限于此种结构。

微显示器10111可以是LCOS(英文：Liquid Crystal on Silicon；中文：液晶附硅)显示器，在其他实施例中，微显示器10111也可以是DLP(英文：Digital Light Processing；中文：数字光处理)显示器，还可以是LCD(英文：Liquid Crystal Display；中文：液晶显示器)、OLED(英文：Organic Light-Emitting Diode；中文：有机发光二极管)显示器等等，当然光路需要进行一定的调整，在此就不再赘述了。

聚焦透镜10112具体可以是凸透镜等等，在此不做限制。

滤波光阑10113具体可以是具备通光孔的屏障，通光孔的具体大小可以根据实际情况的需求进行设置，以满足实际情况的需要为准，在此不做限制。

准直透镜10114可以是凸透镜等等，准直透镜10114用于对滤波光阑10113出射的光线进行准直处理，在此就不再赘述了。

这样，光源1019出射的光线入射到偏振分光棱镜10110后，从偏振分光棱镜10110的第一出射端出射到微显示器10111上，微显示器10111在光线的作用下输出图像光线并反射至偏振分光棱镜10110，图像光线透射过偏振分光棱镜10110的第二输出端后通过聚焦透镜10112，然后再通过滤波光阑10113，最后入射到准直透镜10114，从而能够输出需要的图像。

同理，第二图像源201也具有相同的结构，在此就不再赘述了。

当然，通过本发明实施例中的介绍，本领域所属的技术人员能够根据实际情况，选择其他合适的或者相似的元器件或者装置来实现第一图像源101和第二图像源201的功能，以满足实际情况的需要，在此就不再赘述了。

在介绍完第一图像源101和第二图像源201的具体结构之后，在接下来的部分中，将继续介绍第一波导扩展单元102和第二波导扩展单元202的具体结构。

请继续参考图2A和图2B，第一波导扩展单元102包括：

垂直扩展波导1021，其入射端设置于第一图像源101的出射端，垂直扩展波导1021的出射端具有M个出射面，M为正整数，每个出射面均是可透可反面，在每个可透可反面上，一部分光透射进入垂直扩展波导1021的后续部分，另一部分光反射进入水平扩展波导1022，从而能够将第一图像源101出射的光线在垂直方向上进行扩展；

水平扩展波导1022，其入射端设置于垂直扩展波导1021的出射端，水平扩展波导1022的出射端具有N个出射面，N为正整数，每个出射面均是可透可反面，在每个可透可反面上，一部分光透射进入水平扩展波导1022的后续部分，另一部分光反射进入第一成像透镜阵列103，从而实现将垂直扩展波导1021出射的光线在水平方向上进行扩展。

如图2A和图2B所示，第一图像源101出射的光线经过垂直扩展波导1021，被垂直扩展波导1021在垂直方向进行扩展，再经过水平扩展波导1022，被水平扩展波导1022在水平方向进行扩展，这相当于增加了左侧成像装置10的出瞳；同理，第二图像源201出射的光线经过第二波导扩展单元202后在垂直方向和水平方向也都进行了扩展，相当于增加了右侧成像装置20的出瞳。这样，由于通过第一波导扩展单元102和第二波导扩展单元202增加了近眼显示系统的出瞳，所以无需用户对近眼显示系统与人眼之间的距离的调节，避免了因近眼显示系统与人眼之间的距离不准确而无法向用户提供较佳的显示效果的缺陷，保证了能够向用户提供较好的视觉体验。

需要说明的是，垂直扩展波导1021在垂直方向上的长度以及M的具体数值，以及水平扩展波导1022在水平方向上的长度以及N的具体数目，以及垂直扩展波导1021和水平扩展波导1022中每个出射面的反射率和透射率，可以由本领域所属的技术人员根据实际情况确定，以满足实际情况的需要，在此不做限制。

在另一实施例中，也可以先对第一图像源101出射的光线进行水平方向的扩展，再进行垂直方向上的扩展，也即将水平扩展波导1022设置在第一图像源101的出射端，将垂直扩展波导1021设置在水平扩展波导1022的出射端，同理，第二波导扩展单元202也可以进行相同的设置，这样也能够保证了能够向用户提供较好的视觉体验，在此就不再赘述了。

请继续参考图6，图6为本发明实施例提供的第一成像透镜阵列的示意图，如图6所示，第一成像透镜阵列103为一个矩形阵列，在具体实施过程中，第一成像透镜阵列103中透镜的具体数目为M*N，在本实施例中，第一成像透镜阵列103具体可以为衍射镜阵列，例如，可以为菲涅尔透镜阵列，同理，第二成像透镜阵列203中的具体也为M*N，第二成像透镜阵列203具体可以为微透镜阵列或衍射镜阵列；当然，如图2A和图2B所示，第一成像透镜阵列103和第二成像透镜阵列203还可以为微透镜阵列。当然，第一成像透镜103和第二成像透镜阵列203需要采用相同的成像模式，例如都采用微透镜阵列，或者都采用衍射镜阵列，避免因成像模式不相同而提供给用户的视觉体验不佳。

微镜透镜阵列的NA(英文：Numerical Aperture；中文：数值孔径)值决定了近眼显示系统的成像视场角，例如，在NA值为0.5时，第一成像透镜阵列进入人眼时成像的视场角为60°，第二成像透镜阵列进入人眼时成像视场角也为60°，这时，如图2A所示，控制第一成像透镜阵列103出射的最右侧光线与第二成像透镜阵列203出射的最左侧光线之间的夹角范围为120°，即能够保证近眼显示系统提供给用户单目的视场角为120°，图2A中所示的视场角为水平视场角，随着NA值的增大，近眼显示系统提供给用户单目的视场角也随之增大，在此就不再赘述了。另一方面，请参考图2B，在如图2B所示的微透镜阵列的结构中，通过提高透镜的NA值，也同样能够提高近眼显示系统提供给用户单目的视场角，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，请继续参考图2A和图2B，微透镜阵列具体可以为离轴透镜阵列，能够更好地控制第一成像透镜阵列103和第二成像透镜阵列203出射的光线之间的角度，从而能够保证第一成像单元103出射的最右侧光线与第二成像单元203出射的最左侧光线之间的夹角范围为100°～180°，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，在第一成像透镜阵列103为衍射透镜阵列时，其可以刻蚀在第一波导扩展单元102上，在第二成像透镜阵列203为衍射透镜阵列时，其刻蚀在第二波导扩展单元202上，这样能够在不影响提供给用户的视觉体验的情况下，减轻近眼显示系统的重量。

其次，在介绍完第一成像单元包括第一波导扩展单元和第一成像透镜阵列，第二成像单元包括第二波导扩展单元和第二成像透镜阵列的情景之后，在接下来的部分中，将介绍近眼显示系统的第三种实现方式。

请参考图7，图7为本发明实施例提供的近眼显示系统的第三种实现方式的示意图，如图7所示，第一成像单元包括第一垂直扩展波导701和第一水平扩展波导702，第一垂直扩展波导701设置于第一图像源101的出射光路上，第一垂直扩展波导701能够通过在垂直方向上设置的可透可反面，将第一图像源101出射的光线在垂直方向进行扩展，同时第一水平扩展波导702设置于第一垂直扩展波导701的出射端，第一水平扩展波导702设置有多个离轴成像面，每个离轴成像面为可透可反面，所以能够将第一垂直扩展波导701出射的光线在水平方向进行扩展，并且由于离轴成像面本身能够对光线进行会聚成像，所以第一成像单元在实现对第一图像源101出射的光线进行扩展的效果时，无需再使用透镜阵列来对光线进行会聚。

同理，与第一成像单元类似，第二成像单元也包括第二垂直扩展波导和第二水平扩展波导，第二成像单元也能够在实现对第二图像源201出射的光线进行扩展的效果时，无需再使用透镜阵列来对光线进行会聚。

可以看出，由于第一成像单元和第二成像单元的第二种实现方式无需采用透镜阵列，所以减少了近眼显示系统的重量与结构复杂度。

在具体实施过程中，可以将左侧成像装置10和右侧成像装置20设置为合适的位置，例如分别沿着人眼光轴方向旋转正负50°或60°等等，进行成像视场的拼接，然后分别生成两幅不同的图像，也即左侧成像装置10生成一帧图像的左侧部分，右侧成像装置20生成该帧图像的右侧部分，这样两幅图像拼接在一起正好能够向用户展示完整的一帧图像，依次类推，后续帧按照同样的方式进行处理，由于第一成像单元出射的最右侧光线与第二成像单元出射的最左侧光线之间的夹角范围为100°～180°，增大了虚拟现实技术提供的视场角，所以解决了现有技术中存在的因虚拟现实技术提供的视场角较小而无法满足人眼的观看需求的技术问题，使得虚拟现实技术能够在视觉上满足人眼的观看需求，从而能够向用户提供沉浸式的体验。

进一步地，与只包括一个图像源和一个成像单元的单目近眼显示系统相比，本发明实施例提供的近眼显示系统通过左侧成像装置10和右侧成像装置20来分别提供一帧图像的左侧部分和右侧部分，在硬件如激光发生装置、提供图像信息的CPU等参数保持不变的情况下，能够提供双倍的分辨率，从而能够向用户提供更逼真的虚拟现实体验。

更进一步地，由于本发明实施例提供的近眼显示系统，通过左侧成像装置10和右侧成像装置20向用户分别提供一帧图像的左侧部分和右侧部分，用户获得的拼接视场相对较大，所以对左侧成像装置10或右侧成像装置20中的成像透镜或离轴成像面的焦距要求较低，从而降低了成像透镜或离轴成像面的制作难度。

基于同一发明构思，本发明实施例另一方面还提供一种虚拟现实设备，该虚拟现实设备包括两套如前介绍的任一种近眼显示系统，其中一套近眼显示系统出射的光线进入人的左眼，另一套近眼显示系统出射的光线进入用户的右眼。

该虚拟现实设备中的两套近眼显示系统的结构在前述部分已经进行了详细介绍，在此为了说明书的简洁，就不再赘述了。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

由于第一成像单元出射的最右侧光线与第二成像单元出射的最左侧光线之间的夹角范围为100°～180°，相当于该近眼显示系统能够提供的单目视场角即为100°～180°，与现有技术中虚拟现实技术提供的视场角一般在90°相比，增大了虚拟现实技术提供的视场角，所以解决了现有技术中存在的因虚拟现实技术提供的视场角较小而无法满足人眼的观看需求的技术问题，使得虚拟现实技术能够在视觉上满足人眼的观看需求，从而能够向用户提供沉浸式的体验。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (11)

1.一种用于单目的近眼显示系统，其特征在于，包括左侧成像装置和右侧成像装置，所述左侧成像装置和所述右侧成像装置的结构相同；所述左侧成像装置包括第一图像源和第一成像单元，所述第一图像源出射的图像光线经过所述第一成像单元后进入人眼，所述第一成像单元具有多个光线出射端，所述右侧成像装置包括第二图像源和第二成像单元，所述第二成像单元具有多个光线出射端，所述第二图像源出射的图像光线经过所述第二成像单元后进入人眼；

其中，所述第一成像单元出射的最右侧光线与所述第二成像单元出射的最左侧光线之间的夹角范围为100°～180°。

2.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述第一图像源具体包括：

光源；

MEMS扫描振镜，设置于所述光源的出射光路上；

准直透镜，设置于所述MEMS扫描振镜的出射光路上。

3.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，第一图像源具体包括：

光源；

光纤耦合单元，设置于所述光源的出射光路上；

扫描光纤，设置于所光纤耦合单元的出射光路上；

光纤扫描致动器，设置于所述扫描光纤的出射端；

准直透镜，设置于所述扫描光纤的出射光路上。

4.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述第一图像源具体包括：

光源；

偏振分光棱镜，设置于所述光源的出射光路上；

微显示器，设置于所述偏振分光棱镜的第一出射端；

聚焦透镜，设置于所述偏振分光棱镜的第二出射端；

滤波光阑，设置于所述聚焦透镜的出射光路上；

准直透镜，设置于所述滤波光阑的出射光路上。

5.如权利要求1-4中任一权项所述的近眼显示系统，其特征在于，所述第一成像单元包括第一波导扩展单元和第一成像透镜阵列。

6.如权利要求5所述的近眼显示系统，其特征在于，所述第一波导扩展单元包括：

垂直扩展波导，所述垂直扩展波导的入射端设置于所述第一图像源的出射端，所述垂直扩展波导的出射端具有M个出射面，M为正整数；

水平扩展波导，所述水平扩展波导的入射端设置于所述垂直扩展波导的出射端，所述水平扩展波导的出射端具有N个出射面，N为正整数。

7.如权利要求5所述的近眼显示系统，其特征在于，所述第一成像透镜阵列具体为微透镜阵列或衍射镜阵列。

8.如权利要求7所述的近眼显示系统，其特征在于，所述微透镜阵列为离轴透镜阵列。

9.如权利要求7所述的近眼显示系统，其特征在于，所述衍射镜阵列刻蚀在所述第一波导扩展单元上。

10.如权利要求1-4中任一权项所述的近眼显示系统，其特征在于，所述第一成像单元包括第一垂直扩展波导和第一水平扩展波导，所述第一水平扩展波导设置有多个离轴成像面，每个离轴成像面为可透可反面。

11.一种虚拟现实设备，其特征在于，包括：

两套如权利要求1-10中任一权项所述的近眼显示系统，其中一套近眼显示系统出射的光线进入人的左眼，另一套近眼显示系统出射的光线进入用户的右眼。