CN108711369A - 一种平光屏幕和vr眼镜 - Google Patents

Abstract

一种平光屏幕，其特征是，所述平光屏幕为发射平行光的屏幕，所述平光屏幕不设置散光微透镜层，其每一个像素点发出的出射光都是平行光,并优选为激光，所述平光屏幕可为平面的屏幕。一种VR眼镜，使用上述平光屏幕。

Description

一种平光屏幕和VR眼镜

技术领域

本申请属于虚拟现实VR，增强现实AR，以及混合现实MR领域，由于这三者区别不大，本文统称为VR或者虚拟现实。特别是一种发射平行光的屏幕，并设有这种屏幕的直接投射式的VR或者AR、MR眼镜。

背景技术

现有技术的VR眼镜，大多数使用传统lcd、led等广视角屏幕，使用成像透镜，利用点到点的成像原理进行成像,因此需要调节视距和眼距。并且散射浪费了屏幕亮度，功耗大。体积很大，不可能小型化，透镜和屏幕都要和眼球相距一段必要的距离。追求透镜曲面参数到一种变态的程度，使得透镜成本很高，而视野也一般。即使如此，透镜的边缘畸变无法真正矫正。不清晰的边缘容易产生晕动症。本案解决这些问题。

发明内容

本申请与传统VR或者AR、MR眼镜（以下统称VR眼镜，AR就是现实+VR，本质一样，不再赘述）完全不同的是，本申请使用一种特制的平光屏幕。平光屏幕，为发射平行光的屏幕，每一个像素点发出的光都是平行光，简称平光屏幕。本申请是一种直投VR眼镜，使用上述平光屏幕，所述VR眼镜内设有平光屏幕。所述平光屏幕的每一个像素的出射光都是平行光。所述出射光，为从屏幕表面所发出的光。

所述平光屏幕的可视角度为0度。所述0度为理论值，激光亦不可能0度，实际中平行光都可看做0度，此处叙述应当理解为可看做平行光即可。既所述平光屏幕除正视（眼睛在当前像素发光光线线条上）外均不可见，所述可视角度较传统含义不同，本案所述的可视角度之外完全不可见，传统可视角度之外的范围隐约还可见，如tn屏幕的可视角度之外颜色和亮度会有变化，这都是传统的可视角度定义。

所述平光屏幕可为平面的屏幕，优选为曲面屏幕，最优选xy两个轴向均为曲面屏幕。所述的x轴为水平轴，瞳距方向的轴；所述的y轴为竖直轴，仰视俯视的轴。所述的曲面有两个方向均为曲面的例子，比如球面，或者椭球面，抛物面。球面或者椭球面屏幕，能够更好的将光线直接投射到瞳孔中去。

优选的，所述的球面或者椭球面屏幕的球心或者中心在眼球的运动中心上。所述的眼球运动中心为眼球进行5自由度运动时的相对静止中心，一般可以认为是眼窝中心。

所述平光屏幕安装在VR眼镜机体上。所述安装结构为固定或者所述安装中设有调节装置如瞳距调节或者如伺服调节装置等。设有调节装置因为每个人眼睛的位置不同。设有瞳距调节装置是最简单的适应不同人瞳距不同的手段，让不同用户的眼睛都能位于各自屏幕的中间。设有伺服调节装置是为了能够跟踪人的眼睛。设有伺服调节装置时，应当设置眼球追踪装置。眼球追踪装置固定安装在眼镜机体上，或者安装在平光屏幕组件上，跟随平光屏幕运动。利用眼球追踪装置追踪人眼瞳孔的位置，然后根据瞳孔位置信息控制伺服调节装置将各自眼睛对应的平光屏幕运动至相应位置。相关的伺服装置和眼球追踪装置的具体细节请参阅现有技术。

所述的平光屏幕为了实现0度的可视角度，不设置散射微透镜。传统液晶屏幕-LCD，包括TN屏、MVA屏、VA屏、 PLS屏、IPS屏、ADS屏等背光屏，为了能够实现广视角，在每个像素上都设置了微透镜，背光经过微透镜先聚焦透过液晶，后大范围散射。相较于传统屏幕，本案所述平光屏幕不设置微透镜，并且背光必须是平行光或者激光。并且所述背光垂直于当前像素所处的屏幕平面或曲面屏幕切面。

所述的散射微透镜，为传统lcd原理的背光屏幕，在每一个像素，每一个液晶单元上都分别设置的，焦距很短，用来将背光聚焦让光束更小，从而让小光束更好的通过像素的液晶层，或者说让光通过液晶层时光束最窄，并且，当光束通过液晶之后迅速散开的微透镜。微透镜是传统屏幕必需部件。微透镜让传统屏幕的每一个像素点成为一个单面点光源。然而设置这种透镜，恰恰成了VR虚拟现实领域的技术障碍和错误的技术暗示，阻碍了我领域人员。我也是花了4年时间，从2014年到现在申请了15个专利才第一次意识到的，原来传统屏幕所追求的，却是错误的方向。我领域技术人员没有意识到，也说明这种技术误导很深。这就是南辕北辙，花费了很多成本和精力将视角做的越来越广却更加不好用。

特别的，当技术和成本允许时，也可以不垂直，与当前像素呈一定角度亦可。但是目前看来，如果要实现发射平行光，最好，最经济的办法就是垂直。而且，使用lcd原理的屏幕，如果要实现平光屏幕的目的，背光也最好垂直。但是如果侵权人为了绕过我专利而故意偏了一个小角度，都应当理解为垂直。如果以后技术允许了，不排除当前像素点发出的平行光线与当前像素切面呈一定的角度，或者再进一步的，所呈角度按照屏幕的xy两个方向为某个连续函数。

既，所述平光屏幕的像素的出射光优选为垂直于当前像素切面，劣选为与当前切面法线呈角度，且此角度可随当前像素在所述平光屏幕上的位置不同而呈一定变化。

特别的，led原理的屏幕更加容易控制每个像素出射平行光相较于当前像素切面的角度或者角度函数；lcd如一定要控制出射平行光角度，则需要设置折射微透镜，或者菲涅尔透镜等。

请注意这种对光线进行聚拢，偏折的透镜层不属于所述排除的为了增大视角的微透镜层。既，本案所述的平光屏幕是可以集成透镜，比如菲涅尔透镜、折射棱镜，对像素发出的光进行偏折，使其聚拢。

所述的lcd的微透镜，同样包括使用棱镜进行模拟的情况，亦可看做微透镜，亦在本案排除之列。使用棱镜的情况行业内叫做扩散片或者棱镜片，通常使用两片，且两片互相垂直，模拟微透镜。其作用与微透镜一样，只是成本更低，在本案将传统lcd中将光散射的任何装置都统称微透镜。我们不要这种东西。

所述平光屏幕为所有形式与原理的液晶屏lcd屏（背光屏）或者led屏（自发光，包括oled，amoled等）。本案所述的屏幕并不脱离传统屏幕的划分，但是与传统屏幕不一样。

当使用背光屏lcd时，所述平光屏幕的背光为平行光，所述的背光优选为激光。所述背光包括所有能够产生平行光的装置，如点光源+透镜，所述产生平行光的装置包含在背光模块内。

当所述平光屏幕优选为led屏时，此时没有背光，所述led屏的每一个像素所发射的为平行光，优选所述led屏的led像素单元为激光led，发射激光。如上文所述的，所述出射平行光相对于当前像素切面优选垂直或者呈一定角度均可，不影响效果和解决问题，只是垂直更容易实现。实现的方式包括激光二极管+焦点在二极管发光点的微透镜，或者激光发生器。

即所述lcd平光屏幕不设置微透镜，并且背光为平行光。所述lcd平光屏幕的基本构成为：平行光背光层，液晶层，RGB滤色层，并还可设置上偏光层和下偏光层，不设置扩散片，不设置微透镜。并且还设有电极层、表面抛光玻璃等传统lcd可能需要的现有技术中的结构。

所述平行光的产生，包括扩束透镜，点光源加凸透镜，小孔加凸透镜等现有技术中产生平行光的方式。还包括使用现有的led屏幕，在每个像素上加上集束透镜-形成点光源和焦点在点光源的凸透镜，的平行光产生模式。

所述激光的产生，包括激光二极管加集束透镜，激光发生器等现有技术中产生激光的方式。

激光与平行光两者之间的关系请查阅有关文献。

激光部分的集束透镜，不在所述的不设置微透镜的限制之列。微透镜起到的作用是散射，是增大可视角，是扩束。而集束透镜属于产生激光-平行光的范畴，其从属关系应包含在激光模块部分，不属于本案所述微透镜部分的排除限制范围。既，即使在激光部分设置了所述集束透镜，也应当算作实现激光的手段，也符合本案所述的平光屏幕不设置微透镜的限制。所述激光的集束透镜，其结构和含义可以参照淘宝上一元一个的激光笔的集束透镜。但要注意的是，应用在屏幕上时，集束透镜比激光笔中的集束透镜要小的多，属于微型透镜级别，和传统lcd所使用的微透镜差不多。

所述平光屏幕的大小比现有VR眼镜所选择的屏幕都要小很多，现有VR眼镜的屏幕至少需要5.5英寸的手机才能完美体验，而且实际上视角一般。本案所述每只眼睛对应的平光屏幕为3英寸以下，这种完全不一样的差距，一个向大走，一个向小走，也透露出本VR眼镜和传统VR眼镜的原理根本就不一样。传统VR眼镜的屏幕是越大越好，可是本案申请的VR眼镜中的平光屏幕确是越小越好。3英寸以上的屏幕超过了本申请所需，超过了眼球运动的范围，超过了本案原理所需。所以本案采用3英寸以下的平光屏幕。由于一般人单眼运动的范围在1英寸左右，所以本案优选采用1英寸左右的屏幕。但是屏幕尺寸不是本案申请的重点，而且使用不同尺寸的屏幕也可以得到相同的效果，所以本案对屏幕尺寸的大小并不作限制。但是本案所使用的平光屏幕与传统VR眼镜所使用的屏幕是完全不同的方向，具体就表现在本案所使用的VR屏幕小于3英寸就足够了，可以了。

优选每个眼睛的对应位置单独设置一个平光屏幕，劣选的两个眼睛共用一个长的平光屏幕。这个很好理解，传统VR手机眼镜一般就是使用一整块屏幕。而有些pc头戴式VR眼镜就是用的两块屏幕。如果是劣选的方案，所述平光屏幕的大小依然按照每只眼睛对应分摊的大小计算，既总尺寸除以2，劣选的方案换算后，劣选方案中每只眼睛的屏幕尺寸依然换算为3英寸以下。劣选方案浪费鼻梁处的屏幕显示资源，这部分屏幕不计算在屏幕尺寸中。本案真正需要的屏幕，大概就是普通近视眼镜的两块镜片的大小，也就是50x30mm左右，大概相当于2英寸的屏幕。

传统led屏幕同样是广角屏幕，本案若采用led原理的屏幕制造，则所述平光屏幕的led像素单元是发射平行光，并且同样不设有散射微透镜。优选，当所述平光屏幕使用led原理的屏幕时，每一个led像素单元发出的光是激光，激光就是单向光，平行光，并且所发出的平行光优选垂直于当前像素所处平面或切面，劣选呈角度。呈角度时，夹角可以随当前像素在屏幕位置的变化而变化。相比较的，传统led屏幕所发的光都不是激光，激光与普通光是两种完全不同的光，请查阅有关文献。传统led屏幕的像素相当于发光二极管，而本案平光屏幕的led像素相当于激光发射管。传统led屏幕发出的光不是平行光，本案是平行光。

所述led平光屏幕的基本结构包括，led发光单元，以led发光单元为焦点的微透镜-集束透镜。每个子像素（即一个像素中的RGB子像素，或者RGBW等）都是一个led发光单元。当然还包括金属电极、玻璃表面等传统led屏幕现有技术层。不设有扩散层。

为了对应容易理解，使用传统lcd原理的背光屏幕时，所述背光亦可使用激光。

所述VR眼镜中适当位置设有眼球追踪装置。所述的眼球追踪装置优选电容式眼球追踪装置，次选红外摄像头式眼球追踪装置。其他原理的眼球追踪装置的使用不在排除之列。眼球追踪装置直接追踪瞳孔空间位置。所述的空间位置信息至少包含2个移动自由度，既水平方向和竖直方向的位移自由度，优选包括5个自由度。所述的两个自由度为xy平面（上下左右）方向的坐标。所述的5个自由度为除了眼球绕视轴自转之外的所有自由度。所述眼球追踪装置实时的测量瞳孔所在空间位置和坐标，并且将坐标发送至虚拟现实的主机。虚拟现实的主机根据这些坐标控制所述平光屏幕上显示对应的图像，并还可控制相应的伺服装置驱动平光屏幕运动到眼球相应的位置。

所述VR眼镜中不设有成像透镜。传统VR眼镜中全部设有成像透镜，因为传统VR眼镜需要成像.这也是技术障碍和技术误导。本案没有成像透镜，光线直接投射。意味着没有透镜边缘曲线引起的畸变，不需要矫正图像。而且不需要调节近视，不需要调节视距和眼距就能够提供出色一致的图像。而这些在传统VR中不敢想象。

但是由于晶状体对光线偏折能力的不同，或可以设有改变像素出射光线偏折曲率的装置，比如所述平光屏幕采用曲面屏幕时，所述曲面屏幕的曲率可以改变，既所述曲面屏幕为柔性屏幕，并且固定曲面屏幕的表面为弹性连续可变，此时应当设置调节装置比如螺纹螺杆装置等调节所述曲面屏幕的曲率，实现所述屏幕出射光偏折曲率的改变，从而适应晶状体对光线偏折曲率不同的不适应。如果使用曲面屏幕的话还可以改变屏幕z轴，既屏幕到眼睛的距离即可解决晶状体引起的图像大小不一的问题。

再次的重申，传统VR透镜是成像，必须保持眼睛、透镜、屏幕三者之间合适的位置关系。而本例申请，不用成像，无视视力差别，只会有图像大小的些许不同，可以通过调节平光屏幕和眼球的距离来解决，并且还可以设置透镜解决图像大小不同的问题。之所以再次的说明，真的是因为本例发明确实有突破，有难点，有偏见，不好理解，难以理解。

传统VR眼镜非常笨重，x方向尺寸至少在130mm以上，因为透镜很大，所以y方向尺寸至少在70mm以上，因为透镜成像需要距离，所以z方向尺寸至少在40mm以上。使用我方专利的VR眼镜，首先不需要透镜的话，z方向的厚度很容易做到20mm以内，也就是我方所述的VR眼镜的眼睛到屏幕的距离小于20mm。其次由于屏幕又很小，y方向也可以小于40mm。至于x方向，大家头宽则差不多。传统VR眼镜并不像眼镜，更像是巨大的盒子。使用我方技术的VR眼镜，可以做的像近视镜、泳镜或者墨镜一样薄。这才是真正的VR眼镜该有的形态！

如果传统VR眼镜能称为近眼显示，那么我方的VR眼镜就是超近眼显示。

同样的，相比于传统VR眼镜使用很大的屏幕和很大很复杂的透镜才能实现广视角，本技术根本不需要这些要求就可以非常容易的实现广视角。归根结底，本技术完全不同于传统VR技术。本技术都不需要镜片，本技术屏幕都可以做到0.5英寸大小（就够了）。并且，平光屏幕距离眼睛的距离可以做到20mm以内。这是完全不同的技术方案带来的革命性效果。这才是VR。

当然，本案也可以设置镜片，但这是为了将直投出的平行光线聚拢，使其更好进入瞳孔，增大视场角。而不是为了成像或者是为了适应近视患者的屈光度调节。特别是当不使用曲面屏幕，而是使用平面屏幕的情况下，则更需要设置透镜。因为曲面屏幕的像素投射出的平行光垂直于当前像素切面，其本身就是聚拢的。

本案的透镜和传统VR透镜是非常不一样的。这种不同首先表现在，本案的透镜很小，而且追求小，不像传统VR透镜那样追求大；其次，本案透镜并非传统VR透镜有成像和边缘修正的要求，本案透镜不成像，本案透镜甚至可以为非常简单的球面透镜，而传统VR不好使用球面透镜，甚至，本案优选使用小型球面透镜。优选还可以使用菲涅尔透镜。并且所述的透镜可以直接贴在屏幕上，或者成为屏幕的一层结构层。透镜与屏幕之间也不需要距离。因为本案透镜不成像，只弯曲光线。

还有就是，本案本不需要透镜，因为使用平面屏幕时光聚拢不足，所以加上透镜也无妨，也可以，反而能让平面屏幕达到曲面屏幕的聚拢光线的效果。

而且，本案之所示要使用聚拢透镜，只是一个过渡。当技术足够将屏幕做的足够小的时候，就不需要这种聚拢透镜了。本质上还是不需要透镜的，只是现在技术不够，需要过渡。所以用一下透镜，只是临时的。

这种在透镜选择上的根本不同还体现在，本案可以使用凹透镜。而传统VR眼镜是绝对绝对要透镜（或透镜组）总体屈光度为正的！可是本案的透镜是可以总体屈光度为负！还是因为本案的原理根本不一样！屈光度为负也可以对光线的聚拢和发散起到一定的调节作用，从而调节不同屈光度的晶状体对光线偏折造成图像大小不一的问题。注意，本案透镜是解决大小不一，而不是图像不清楚，不能成像的问题。

所以说，一个是成像透镜，必须有；一个是光线聚拢透镜，只是弯曲一下光线，不成像。

传统VR眼镜，因为视力的原因，因为眼窝凹陷不同的原因，因为需要成像的原因，都要求设置眼距调节装置和视距调节装置等调节装置。但是本案不需要成像。本案为光线直投。

所述的直投，为了实现更宽广的视角，优选的为交叉直投，既，光路中必有一个交叉。这个交叉使得本案所述VR眼镜较传统VR眼镜的画面是上下左右全部颠倒的。这个交叉既可以发生在晶状体前方，也可以发生在晶状体后方（眼球内）。为了发生这个光路交叉，所述的使用平面类型的平光屏幕的VR眼镜必须设有屈光率为正的透镜，而所述的使用曲面类型的平光屏幕的VR眼镜则可以靠自身的曲面实现这个光路交叉，曲面类型屏幕的VR眼镜也可以借助透镜进行交叉。本案优选具有交叉，且图像倒置的光路方案。所述的透镜可为玻璃、塑料，菲涅尔透镜等。特别的，利用反射镜实现等同的光路效果，属于本案所述透镜范畴，不再赘述。

在使用led原理屏幕的基础上，所述平光屏幕整体为透明。所述led屏幕的像素点所发射的光为激光，且垂直于当前像素切面，优选的只投向眼睛一侧，劣选双向投射。led像素本来就是透明。传统led屏幕因为用途和目的不同，所以设置了不透明的遮光层。将这一层遮光去掉就是透明的。同样的，传统lcd显示屏的液晶也是透明。

在平光屏幕整体透明的基础上，可设置背部遮罩-遮光罩。当本案眼镜用作VR时，背部遮罩盖住屏幕；当用作ar时，背部遮罩打开，眼睛直接看到真实世界，同时接收投射光线。所述背部遮罩与眼镜之间的安装可以为转轴式，或者抽拉式。所述背部遮罩的运动可以为手动，也可以设置电控设备如电磁铁、电机等进行自动控制其打开和关闭。所述背部遮罩可以为塑料，或者吸光材质等。

在使用透明平光屏幕的前提下，也就是不设置不透光基层的前提下，所述的VR眼镜或平光屏幕中优选设有遮光罩。

既，所述遮光罩既可以设置在屏幕部分，也可以设置在VR眼镜部分。

所述的平光屏幕还可在屏幕前方，眼睛一侧，设置波导纤维（或波导纤维层），用于替代光线聚拢透镜对光线方向进行引导。波导纤维亦不成像，只是对光的方向进行偏转。此处也可以看出本案透镜和传统透镜不一样。特别所述平光屏幕为平面屏幕而不是曲面屏幕时，更加需要设置波导纤维对光的方向进行引导。在平面屏幕的情况下，所述的波导纤维在屏幕中心的为垂直于屏幕，在屏幕周围的，朝向屏幕中心倾斜，越朝屏幕边缘，与屏幕垂线的夹角越大，所述的波导纤维绕屏幕中心垂线的夹角数值与其相距中心的距离函数为连续函数。在使用曲面屏幕的情况下，亦可以设置波导纤维对平行光进行更佳的引导。

所述的波导纤维亦可以用偏轴微透镜、折射棱镜、反射镜来实现。只要是将平光屏幕的出射光线进行偏折，都属于波导纤维、透镜的范畴。本质上，就是实现平行光线偏折，甚至交叉。为了与上文VR眼镜中的凸透镜进行区别，本段所指波导纤维（或称透镜）并不是设置在屏幕外，而是设置在屏幕内。

以上所述既，所述的VR眼镜或平光屏幕中优选设有屈光度为正的透镜或者透镜层，所述的眼镜中的光路交叉，图像倒置。所述的透镜设置在VR眼镜中也可，集成到平光屏幕（波导纤维）中也可。设置在VR眼镜中最好就是透镜了，集成到平光屏幕中时最好就是波导纤维的形式了。这样比较经济。

相比于传统VR眼镜，本案功耗非常之低。因为本案所述的背光和激光led像素等，只需要很小的功率。而传统VR眼镜的屏幕，因为要实现广视角，所以必须点光源，每个像素点的光强都比我们高的多。而我们不需要广视角，每个像素的功耗只相当于传统屏幕像素的几百分之一。这样的话本案原理的VR眼镜续航可以很高。因为目前来看屏幕是VR眼镜的耗电大户。解决了屏幕的耗电问题，续航可以大大提升。

本申请的有益效果是，解决了背景技术中的问题。体积小，效果好。成本低。是新一代VR眼镜的标准。

附图说明

图1是lcd原理的平光屏幕层结构图；

图2是led原理的平光屏幕的像素结构；

图3是平光屏幕应用于VR眼镜的示意图；

图4是VR眼镜光路示意图；

图中，液晶面板101，背光模组121，偏光板1011，玻璃基板1012，彩色滤光片1013，配向膜1014，液晶1015，配向膜1016，玻璃基板1017，偏光板1018，微透镜1019，光学膜片1020，灯管反射板1211，阴极灯管1212，导光板1213，反光板1214，准直透镜1215，光吸收板1216，激光光源1217，基板210，聚光透镜层2010，激光发射点2011，像素颗粒2012，像素隔层2013，眼镜架301，平光屏幕302，伺服装置303，眼镜腿3011，伺服丝杆3031；平面屏幕401，曲面屏幕402，眼球5，晶状体501，菲涅尔透镜403，遮光罩404。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，显示的是lcd原理的平光屏幕的层结构。左图是传统lcd结构，右图是本案申请结构示意。需要说明的是，现在的lcd结构众多，各种层次的分层情况亦不相同，比如tn屏幕，mva屏幕等，他们都是lcd屏幕，但是分层结构不大一样。本图能够说明本案与传统技术之间的技术特征的差别，能够让本领域的技术人员读懂相关技术特征，并且本领域的技术人员（比如三星，奇美等公司的技术人员）能够根据本图延伸出其他种类的lcd屏幕应当怎样。本图只是示例，只是为了讲个清楚发明点，并不是限定。图1右图中，没有微透镜层。这是因为我们追求的是平行光，而不是广视角。右图中的激光平行光是靠激光光源和准直透镜配合产生的。所述的激光光源为线性激光光源，发出的光经过准直透镜之后，变成平行的一束激光。传统lcd的灯光为阴极灯管发出的，并且为了提高亮度还需要灯光反射板等来聚光。本案激光光源不设置反射板，因为那样产生的光就不纯 了。所以本案取而代之的手势光吸收板，用来吸收掉那些不在准直透镜范围的激光。

图1中左图所示的其实是老式的灯管式的屏幕。现在很多都用了led灯作为背光，就是一个pcb板上面很多led灯珠。这种改变如上所述是本领域人员熟知的，也是很容易想到的现有技术。那么，相对应的，右图也可以是激光灯珠垂直向上直射产生激光背光。总之，激光背光的产生方式多种多样，结合现有显示面板技术，为了产生平行向上的激光背光的任何方案，都是本案技术人员所容易想到的。

图1中其他各部件，各层的说明和作用，请参阅显示技术有关专利。需要指出的是，图中有两层玻璃基板，两层配向膜，两层偏光板等，但是因为其实他们每一层还是有差别的，就分配了不同的标号。比如两层偏光板的偏振方向实际上是互相垂直的，但是都是偏光板，分配不同标号以示区别。图1上部的线条指示的是左图是广视角屏幕，右图是0视角屏幕；左图屏幕发出的光线是发散的光，右图发出的光线是竖直的平行光。

实施例2，如图2所示，显示的是led原理的平光屏幕的一个像素的结构。一个屏幕由很多个横向纵向排列的像素构成。基板就是屏幕的基板，可以是金属阳极基板（对应oled屏幕），也可以是塑料基板等等，就是现有技术中一个部署像素颗粒的地方。本例使用RGB三个像素颗粒排布，其排布方向亦可不是水平列置。本图显示了RGB三色子像素。现在还有RGBW四色的，与此类似。本图显示的led原理的平光屏幕的基本结构，除此之外根据不同原理的led屏幕，本例还要加上钢化玻璃层、金属阴极层等现有技术。本例展示了三个子像素是如何实现平光屏幕功能的。相较于传统led屏幕，首先非常显而易见的就是本例增加了聚光透镜层。聚光透镜层是一个整层，贯穿于整个屏幕。聚光透镜层上对应每一个子像素的位置都有一个微透镜。微透镜的焦点正好在激光发射点处。普通的led屏幕就是发光二极管，没有微透镜层-聚光透镜层。聚光透镜层也可以叫做准直透镜层，为了区别起了个蹩脚的名字。其实聚光透镜层的聚光微透镜起到的作用就是将激光变成准直的一束平行光。本图只对左起第1、2个子像素画上了对应的微透镜，实际上，聚光透镜层是一个完整的屏幕功能层，每一个像素均对应着对应的微透镜。同时，为了防止激光发射点的漏光造成混影，可以在每个像素颗粒周围围上不透明吸光的像素隔层。像素隔层的作用就是隔绝相邻子像素点，子激光发射点之间的光干扰。图2中左1像素就围上了像素隔层，但为了观看清楚，四面的下面省略掉了，应当知晓。同理的，右边两个子像素之间也围上像素隔层。像素隔层也可以是一个带有孔洞的平层，这样也能防止相互之间的光的影响。为了防止混影，还可以采取控制激光发射点的发光范围的方法，比如在像素颗粒上镂空一个小圆圈，只让这部分光通过。激光发射点发出的激光，经过微透镜的准直作用之后，发射出来就是垂直于当前平面或切面的平行激光了。将本图中的像素颗粒、像素隔层、聚光透镜层等进行横向和纵向的拓展，就可以组成一个平光屏幕了。聚光透镜层的每一个微透镜的焦点在当前子像素的激光发射点上。还可以在发光点和微透镜之间设置带有镂空孔的隔光层，防止发光点的光被相邻的微透镜捕捉。本图右边的像素点同样省略了一些结构，本图三个像素点的结构是一样的，就是发出的光不一样。

需要说明的是，图2的示意图可以当做图1中的背光部分，此时不需要RGB三色，只需要白光激光发射点就可以了，而且发光点和微透镜体积都可以大一些。这种改用就是一种上文实施例1所述的产生平行背光的方案的变种。

本案所述的微透镜可以为薄透镜或者抛物面透镜。

无论是实施例1还是2，屏幕是平面还是曲面取决于基板，取决于对基板的固定方式。采用曲面的外壳，曲面的钢板，曲面的基板，则屏幕就会是曲面的。这些都是现有技术。

如图3所示，显示的是平光屏幕安装在VR眼镜中的结构。所有现有技术的相关特征均已省略。比如电池，芯片，线缆等。图中可以看到眼镜架上安装有两个平光屏幕。这两个平光屏幕可以是曲面的，也可以是平面的，本例按照曲面的。这两个屏幕和眼镜架的连接可以是固定，也可以是可调节的，本例是设有伺服装置进行动态调节的。伺服装置同时连接左右两个屏幕，调节其x轴的相对位置。本例只示范了x轴的调节，对于y轴的调节，z轴的调节，x轴旋转的调节，y轴旋转的调节，也可以举一反三。

图3特意将左右两块平光屏幕调节的不呈中心对称，以此来显示本案申请的特点，这不是瞳距调节。

至于普通的瞳距调节或者固定安装，则不需要实施例亦可明白其结构。

本例中，如果使用平面的平光屏幕，也可以不调节平光屏幕相对于眼镜架的位置。

图3中略去的电子部件和连接属于现有技术。不属于本案发明点。

图4中展示了本案所述两种类型的平光屏幕的光路示意图。其中左图使用的是平面类型的平光屏幕，简称平面屏幕。其光路中设置了菲涅尔透镜，且本案的菲涅尔透镜可以距离屏幕非常近，透镜的屈光度可以很高。图中显示了平行的光线从平光屏幕中发出，经过紧贴屏幕的透镜折射后，发生了交叉，并且经过晶状体的折射后，投射到眼球后方视网膜上的情景。可以看到，视场角是很容易就达到很大，而且屏幕和透镜距离眼睛也可以很近，不像传统VR眼镜需要成像。还可以看到，如果此屏幕为透明的情况下，还可以设置遮光罩（意思是也可以不设）。遮光罩就遮在屏幕后方，防止后面的光线经过。如果需要切换到AR模式，则只需要移开遮光罩就好了。至于移开遮光罩的方式，手动或者电动或者弹簧开关什么的都可以，就不再叙述。

右图使用的是曲面屏幕，曲面屏幕不需要设置透镜即可靠自身的曲率实现光路交叉。但是亦可以设置透镜使得交叉变得更彻底，视角变得更宽，而且同时设置了透镜也降低了对曲面屏幕曲率的要求。在设置透镜的情况下，小曲率的曲面屏幕即可。曲面屏幕的方案同样也可以设置遮光罩。

图4中所展示的，无论是平面屏幕还是曲面屏幕，都既可以是led屏，也可以是lcd屏。且优选的，它们可以不设置基层，从而实现透明。液晶屏和led屏，本来就是透明的。只是我们平时看到的电脑屏幕和液晶电视，在屏幕的背面设置了不透光的基层，造成不透明的技术误导。不设置这层不透光的基层就可以了。

以上所述只为让本领域的人员明白本发明的要点，在本发明启示下结合屏幕领域的现有技术，以及机械调节领域的现有技术，进行的的任何改进和优化都属于本案公开范围，在本发明启示下利用VR领域现有技术对眼镜进行的结构调节和功能改进也属于本案公开范围。

Claims (10)

1.一种平光屏幕，其特征是，所述平光屏幕为发射平行光的屏幕，

所述平光屏幕不设置散光微透镜层，

其每一个像素点发出的出射光都是平行光,并优选为激光，

所述平光屏幕可为平面的屏幕，

优选为曲面屏幕，最优选xy两个方向均为曲面屏幕。

2.根据权利要求1的一种平光屏幕，其特征是，当所述平光屏幕为背光屏时，

所述平光屏幕的背光为平行光，所述的平行光优选为激光；

当所述平光屏幕优选为led屏时，

此时没有背光，所述led屏的每一个像素所发射的均为平行光，优选所述led屏的led像素单元为激光led像素单元，

优选的，以上所述激光led像素单元，是激光光源的像素颗粒加聚光透镜层；

优选的，所述像素颗粒之间还设有隔光的像素隔层。

3.根据权利要求1的一种平光屏幕，其特征是，所述平光屏幕的像素的出射光优选为垂直于当前像素切面，劣选为与当前切面法线呈角度，且此角度可随当前像素在所述平光屏幕上的位置不同而呈一定变化。

4.根据权利要求1的一种平光屏幕，其特征是，所述平光屏幕可以设置波导纤维，或者透镜，对光线进行偏折。

5.根据权利要求1的一种平光屏幕，其特征是，所述平光屏幕不设置不透光基层，为透明，并优选设有可打开和关闭的背部遮罩，优选的，背部遮罩可以设有手动或者自动装置。

6.根据权利要求1的一种平光屏幕，其特征是，所述平光屏幕的尺寸大小比现有vr眼镜所选择的屏幕要小很多，本案所述每只眼睛对应的平光屏幕为3英寸以下，优选每个眼睛对应一个单独的屏幕，最优选1英寸左右的屏幕即可覆盖瞳孔运动范围。

7.一种VR眼镜，其特征是，在眼球对应的眼镜的位置设有上述平光屏幕两块，并优选设有调节装置连接平光屏幕与眼镜，所述调节装置包括手动和伺服调节装置。

8.根据权7要求的一种VR眼镜，其特征是，所述的平光屏幕到眼球的距离为20mm以内。

9.根据权7要求的一种VR眼镜，其特征是，所述的VR眼镜或平光屏幕中优选设有屈光度为正的透镜或者透镜层，所述的眼镜中的光路交叉，图像倒置。

10.根据权7要求的一种VR眼镜，其特征是，所述的VR眼镜或平光屏幕中优选设有遮光罩，遮光罩优选设有手动或者自动打开和关闭的装置。