CN111754882A - 一种显示屏、vr眼镜 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种显示屏、VR眼镜，涉及智能穿戴技术领域，既可以满足人眼的分辨率需求，又可以避免出现因像素的数量增加，而导致显示屏的硬件成本增加和硬件驱动难度增加的问题。该显示屏具有显示区，所述显示区包括像素密集区和像素稀疏区；所述像素稀疏区呈封闭状环绕于所述像素密集区外周，且所述像素稀疏区的中心和所述像素密集区的中心均与所述显示区的中心重叠；所述像素密集区的像素尺寸小于所述像素稀疏区的像素尺寸。

Description

一种显示屏、VR眼镜
技术领域
本申请涉及智能穿戴技术领域，具体涉及一种显示屏、VR眼镜。
背景技术
虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)眼镜是利用头戴式显示设备将用户对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。其原理是利用透镜使显示屏的画面成正立放大的虚像，人眼看到的虚像类似于大银幕画面的虚拟图像。
发明内容
本申请的目的在于提供一种显示屏、VR眼镜，既可以满足人眼的分辨率需求，又可以避免出现因像素的数量增加，而导致显示屏的硬件成本增加和硬件驱动难度增加的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种显示屏，具有显示区，显示区包括像素密集区和像素稀疏区；像素稀疏区呈封闭状环绕于像素密集区外周，且像素稀疏区的中心和像素密集区的中心均与显示区的中心重叠；像素密集区的像素尺寸小于像素稀疏区的像素尺寸。
第二方面，本申请提供一种VR眼镜，包括VR眼镜本体以及第一方面所述的显示屏。
本发明实施例提供一种显示屏、VR眼镜，显示屏具有显示区，显示区包括像素密集区和像素稀疏区。可通过将像素稀疏区设置于像素密集区的外围，同时使像素密集区的像素尺寸小于像素稀疏区的像素尺寸，一方面，至少像素密集区的像素尺寸减小，分辨率提高，可以满足人眼的分辨率需求；另一方面，至少像素稀疏区中的像素的尺寸增大，可以减少整个显示区内的像素数量，避免出现因像素的数量增加，而导致显示屏的硬件成本增加和硬件驱动难度增加的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一中提出的显示屏的俯视示意图；
图2为本申请实施例一中提出的显示区的俯视示意图；
图3为本申请实施例一中提出的人类单眼视觉分辨率曲线图；
图4为本申请实施例一中提出的光线在VR眼镜中的传输路径图；
图5为本申请实施例一中提出的像素排布图；
图6为本申请实施例二中提出的VR眼镜的结构示意图。
附图标记：
100-VR眼镜；10-显示屏；20-光学透镜系统；11-显示区；111-像素密集区；1111-第一像素密集区；1112-第二像素密集区；1113-第三素密集区；112-像素稀疏区；1121-第一像素稀疏区；1122-第二像素稀疏区；1123-第三像素稀疏区；101-像素；1011-子像素。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
由于用户戴上VR眼镜看到的画面为放大后的虚像，若VR眼镜中的显示屏的分辨率过低，将会产生纱窗效应，即，用户看到的画面呈网格状，体验效果极差。
为了提高显示屏的分辨率，相关技术提出：可增加同等尺寸显示屏内像素的数量。然而，虽然像素的数量增加，分辨率提高，但同时也增加了显示屏的硬件成本和硬件驱动难度。
基于此，本发明实施例提供以下方案：
实施例一
提供一种显示屏10，如图1和图2所示，显示屏10具有显示区11，显示区包括像素密集区111和像素稀疏区112。像素稀疏区112呈封闭状环绕像素密集区111，且像素稀疏区112的中心和像素密集区111的中心均与显示区的中心重叠；像素密集区111的像素尺寸小于像素稀疏区112的像素尺寸。
在一些实施例中，像素密集区111的尺寸、像素稀疏区112的尺寸、像素密集区111内的像素101的尺寸、以及像素稀疏区112内的像素101的尺寸与显示屏10的尺寸和人眼视角有关，本发明实施例对此不作特殊限定。人眼光学系统中，视网膜作为视觉传感器，细胞大小和感光能力不同，分辨能力也不相同。视网膜的细胞分为视锥细胞和视杆细胞，视锥细胞对强光和颜色，具有高度的分辨力，视觉分辨力最高，主要分布于视网膜的中央位置；视杆细胞能感受弱光，几乎只分布于视网膜的周边位置。因此，视网膜中央位置对应的人眼的一定视角内，对显示屏的分辨率的要求更高。
基于此，可以将像素密集区111划分为至少两个区域，这两个区域分别为第一像素密集区1111和呈封闭状环绕第一像素密集区1111的第二像素密集区1112。在此基础上，像素密集区111还可以包括呈封闭状环绕第二像素密集区1112的第三像素密集区1113。第一像素密集区1111的像素尺寸小于第二像素密集区1112的像素尺寸，第二像素密集区1112的像素尺寸小于第三像素密集区1113的像素尺寸。
可以将像素稀疏区112划分为至少两个区域，这两个区域分别为第一像素稀疏区1121和呈封闭状环绕第一像素稀疏区1121的第二像素稀疏区1122。在此基础上，像素稀疏区112还可以包括呈封闭状环绕第二像素稀疏区1122的第三像素稀疏区1123。第一像素稀疏区1121的像素尺寸小于第二像素稀疏区1122的像素尺寸，第二像素稀疏区1122的像素尺寸小于第三像素稀疏区1123的像素尺寸。
并且，第一像素密集区1111、第二像素密集区1112、第三像素密集区1113、第一像素稀疏区1121、第二像素稀疏区1122、第三像素稀疏区1123的中心均与显示区11的中心重叠。
从第三像素稀疏区1123到第一像素密集区1111，第三像素稀疏区1123、第二像素稀疏区1122、第一像素稀疏区1121、第三素密集区1113、第二像素密集区1112、第一像素密集区1111中的像素的尺寸逐渐减小，像素尺寸越小，像素密度越大。这样一来，可以使得显示区11中越靠近其中心的分辨率越大，满足人眼正视显示屏时，视网膜不同区域对画面分辨率的需求。
如图3所示，为人类单眼的视觉分辨率曲线，横轴表示单眼的视觉范围，纵轴表示人眼分辨率。其中，人眼的极限分辨率为1′，表示在1°视角内对应的像素101的数量(PixelPer Degree，简称PPD)为60个，即，人的单眼在1°视角内可以分辨出60个像素101。
视网膜包括处于中央位置的黄斑，黄斑的中央有很小一片区域称为黄斑中央凹，其视觉分辨率最高，负责人眼视力的高清成像，对应的人眼视角为(-2.5°，0°]及[0°，2.5°)，在单眼视角0°处，人眼对分辨率的需求为1′，即，1°视角内对应的像素101的数量为60个。
黄斑负责清晰成像，对应的人眼视角为(-10°，-2.5°]及[2.5°，10°)，在单眼视角2.5°处，人眼对分辨率的需求降为极限分辨率的0.5，即，1°视角内对应的像素101的数量为30个。
对于人眼视角(-20°，-10°]及[10°，20°)，在单眼视角10°处，人眼对分辨率的需求降为极限分辨率的0.2，即，1°视角内对应的像素101的数量为12个。
对于人眼视角(-30°，-20°]及[20°，30°)，在单眼视角20°处，人眼对分辨率的需求降为极限分辨率的0.133，即，1°视角内对应的像素101的数量为8个。
对于人眼视角(-40°，-30°]及[30°，40°)，在单眼视角30°处，人眼对分辨率的需求降为极限分辨率的0.083，即，1°视角内对应的像素101的数量为5个。
对于人眼视角(-50°，-40°]及[40°，50°)，在单眼视角40°处，人眼对分辨率的需求降为极限分辨率的0.06，即，1°视角内对应的像素101的数量为3.6个。
对于超出±50°的人眼视角，在单眼视角50°处，人眼对分辨率的需求降为极限分辨率的0.03，即，1°视角内对应的像素101的数量为1.8PPD。
本发明实施例提出：第一像素密集区1111可以为单眼视角2.5°范围以内(双眼视角为(-2.5°，0°]及[0°，2.5°))对应的区域，第二像素密集区1112可以为单眼视角10°范围以内(双眼视角为(-10°，-2.5°]及[2.5°，10°))对应的区域，第三像素密集区1113可以为单眼视角20°范围以内(双眼视角为(-20°，-10°]及[10°，20°))对应的区域，第一像素稀疏区1121可以为单眼视角30°范围以内(双眼视角为(-30°，-20°]及[20°，30°))对应的区域，第二像素稀疏区1122可以为单眼视角40°范围以内(双眼视角为(-40°，-30°]及[30°，40°))对应的区域，第三像素稀疏区1123可以为单眼视角50°范围以内(双眼视角为(-50°，-40°]及[40°，50°))对应的区域。
其中，第一像素密集区1111可以包括X个像素101，X≥(2*2.5°*60PPD)2；第二像素密集区1112包括Y个像素101，Y≥(2*10°*30PPD)2-(2*2.5°*30PPD)2；第三像素密集区1113包括Z个像素101，Z≥(2*20°*12PPD)2-(2*10°*12PPD)2；第一像素稀疏区1121包括A个像素101，A≥(2*30°*8PPD)2-(2*20°*8PPD)2；第二像素稀疏区1122包括B个像素101，B≥(2*40°*5PPD)2-(2*30°*5PPD)2；第三像素稀疏区1123包括C个像素101，C≥(2*50°*3.6PPD)2-(2*40°*3.6PPD)2。其中，Y＞Z＞A＞B＞C。
此处，每个像素101的横纵尺寸可以相同，从而在第三像素稀疏区1122、第二像素稀疏区1122、第一像素稀疏区1121、第三素密集区1113、第二像素密集区1112、第一像素密集区1111的各自区域内，沿横向和纵向的像素101的个数相同。
相较于现有技术，至少第一像素密集区1111、第二像素密集区1112、第三素密集区1113中的像素尺寸减小，分辨率提高，以满足人眼的分辨率需求。相较于现有技术，至少第三像素稀疏区1122、第二像素稀疏区1122、第一像素稀疏区1121中的像素尺寸增大，以减少整个显示区11内的像素101的数量，避免出现因像素101的数量增加，而导致显示屏10的硬件成本增加和硬件驱动难度增加的问题。在此基础上，显示区还可以包括位于像素稀疏区112外围的区域，该区域内的像素尺寸可以比第三像素稀疏区1123的像素尺寸更大，以减小显示区内的像素101的数量。
此处，虽然第三像素稀疏区1122、第二像素稀疏区1122、第一像素稀疏区1121中的像素尺寸增大，分辨率随之减小，但由于人眼在该区域对分辨率的需求降低，因此，不会影响人眼观看显示画面的效果。
在一些实施例中，当所述显示屏10应用于VR眼镜时，可以通过REAY操作来确定第三像素稀疏区1122、第二像素稀疏区1122、第一像素稀疏区1121、第三素密集区1113、第二像素密集区1112、第一像素密集区1111中的像素尺寸。
示例的，如图4所示，从显示屏10出射的光线先经过VR眼镜100的光学透镜系统20，并在显示屏10侧成正立放大的虚像，人眼看到的画面即为该正立放大的虚像。以人眼的总视角为±50°、第一像素密集区1111中的像素101个数为(2*2.5°*60PPD)2＝90000个为例，第一像素密集区1111中的像素尺寸可以通过如下方式计算：
沿纵向，可以得到归一化Y视场坐标Hy，Hy＝2.5°/50°＝0.05，将0.05输入REAY中，通过Hy的值可得到第一像素密集区1111对应显示屏10上的总像高为4.158mm。已知沿纵向，第一像素密集区1111的像素101个数为300个，得到每个像素101沿纵向的尺寸可以为4.158/300＝13.9μm。因此，第一像素密集区1111中的像素101的横纵尺寸可以均小于或等于13.9μm。可选的，在工艺条件允许的情况下，第一像素密集区的像素的横纵尺寸为4.5μm。
以上述方式，可以得到29.5°处对应的Y视场坐标Hy＝29.5°/50°＝0.59、30°处对应的Y视场坐标Hy＝30°/50°＝0.6，将0.6输入REAY中，通过Hy的值可得到29.5°处对应显示屏10上的像高为25.395mm、30°处对应显示屏10上的像高为25.850mm。29.5°与30°相差0.5°，像高相差0.454mm，29.5°与和30°处于第一像素稀疏区1021。以第一像素稀疏区1021中的像素101个数为(2*30°*8PPD)2-(2*20°*8PPD)2＝128000为例，沿纵向，1°范围内第一像素稀疏区1021的像素101个数为8个，0.5°范围内第一像素稀疏区1021的像素101个数为4个，得到每个像素101沿纵向的尺寸可以为0.908/8＝113.5μm。因此，第一像素稀疏区1021中的像素101的横纵尺寸可以均小于或等于113.5μm。
其中，归一化视场包括X视场坐标Hx和Y视场坐标Hy，Hx和Hy的取值范围均为-1～1。沿纵向，当一个系统最大半视场为50°时，如果需定义半视场30°，则可以定义该视场的坐标(Hx，Hy)＝(0，0.6)，0.6＝30°/50°。
在此基础上，还可以定义光瞳，归一化光瞳包括X光瞳坐标Px和Y光瞳坐标Py，Px和Py的取值范围均为-1～1。沿纵向，对应视场最大光瞳坐标可以定义(Px，Py)＝(0，1)，这样一来，半视场为30°的最大光瞳坐标可以定义为(Hx，Hy，Px，Py)＝(0，0.6，0，1)。
在一些实施例中，第一像素密集区1111中的多个像素101的尺寸可以相同，第二像素密集区1112中的多个像素101的尺寸可以相同，第三像素密集区1112中的多个像素101的尺寸可以相同，第三像素密集区1113中的多个像素101的尺寸可以相同；第一像素稀疏区1121中的多个像素101的尺寸可以相同，第二像素稀疏区1122中的多个像素101的尺寸可以相同，第三像素稀疏区1123中的多个像素101的尺寸可以相同。
在一些实施例中，如图5所示，每个像素101可以包括三个或四个子像素1011。若每个像素101包括三个子像素101，则三个子像素1011可以分别为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素；或者三个子像素1011可以分别为品红色子像素、青色子像素、黄色子像素。若每个像素101包括四个子像素101，则四个子像素1011可以分别为红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素、白色子像素；或者，四个子像素1011可以分别为品红色子像素、青色子像素、黄色子像素、白色子像素。
在一些实施例中，显示屏10可以是有机发光二极管(OrgaXic Light-EmittiXgDiode，简称OLED)显示屏、或量子点(QuaXtum Dot Light EmittiXg Diodes，简称QLED)显示屏、液晶显示屏等。
在一些实施例中，显示屏10可以是无边框显示屏；或者，显示屏10也可以是有边框或窄边框显示屏。在显示屏10为有边框或窄边框显示屏的情况下，显示屏还具有位于显示区11外围的周边区12，周边区12位于显示区11的至少一个侧面。
本发明实施例提供一种显示屏10，显示屏10具有显示区11，显示区11包括像素密集区111和像素稀疏区112。当所述显示屏10应用于对显示区11的中心区域具有高分辨率要求、对显示区11的非中心区域具有低分辨率要求的装置时，可通过将像素稀疏区112设置于像素密集区111的外围，同时使像素密集区111的像素尺寸小于像素稀疏区112的像素尺寸，一方面，至少像素密集区111的像素尺寸减小，分辨率提高，可以满足人眼的分辨率需求；另一方面，至少像素稀疏区112中的像素的尺寸增大，可以减少整个显示区11内的像素101数量，避免出现因像素101的数量增加，而导致显示屏10的硬件成本增加和硬件驱动难度增加的问题。
实施例二
本发明实施例还提供一帧VR眼镜100，如图6所示，VR眼镜100包括VR眼镜本体以及实施例一所述的显示屏10。VR眼镜本体可以包括光学透镜系统20，光学透镜系统20可以包括至少两个透镜，两个透镜分别对应左右眼。
在一些实施例中，VR眼镜100可以是外接头戴式设备、移动端头显和一体机头显。
本发明实施例提供一种VR眼镜100，VR眼镜100包括VR眼镜本体以及实施例一所述的显示屏10。可通过将像素稀疏区112设置于像素密集区111的外围，同时使像素密集区111的像素尺寸小于像素稀疏区112的像素尺寸，一方面，至少像素密集区111的像素尺寸减小，分辨率提高，可以满足人眼的分辨率需求；另一方面，至少像素稀疏区112中的像素的尺寸增大，可以减少整个显示区11内的像素101数量，避免出现因像素101的数量增加，而导致显示屏10的硬件成本增加和硬件驱动难度增加的问题。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种显示屏，具有显示区，其特征在于，所述显示区包括像素密集区和像素稀疏区；所述像素稀疏区呈封闭状环绕于所述像素密集区外周，且所述像素稀疏区的中心和所述像素密集区的中心均与所述显示区的中心重叠；
所述像素密集区的像素尺寸小于所述像素稀疏区的像素尺寸。
2.根据权利要求1所述的显示屏，其特征在于，所述像素密集区至少包括第一像素密集区和呈封闭状环绕所述第一像素密集区的第二像素密集区，和/或，所述像素稀疏区至少包括第一像素稀疏区和呈封闭状环绕所述第一像素稀疏区的第二像素稀疏区。
3.根据权利要求2所述的显示屏，其特征在于，所述像素密集区还包括呈封闭状环绕所述第二像素密集区的第三像素密集区，所述第一像素密集区的像素尺寸小于所述第二像素密集区的像素尺寸，所述第二像素密集区的像素尺寸小于所述第三像素密集区的像素尺寸；
和/或，所述像素稀疏区还包括呈封闭状环绕所述第二像素稀疏区的第三像素稀疏区，所述第一像素稀疏区的像素尺寸小于所述第二像素稀疏区的像素尺寸，所述第二像素稀疏区的像素尺寸小于所述第三像素稀疏区的像素尺寸；
其中，所述第一像素密集区的中心、所述第二像素密集区、所述第三像素密集区、所述第一像素稀疏区、所述第二像素稀疏区、所述第三像素稀疏区的中心均与所述显示区的中心重叠。
4.根据权利要求3所述的显示屏，其特征在于，
所述第一像素密集区包括X个像素，X≥(2*2.5°*60PPD)2；
所述第二像素密集区包括Y个像素，Y≥(2*10°*30PPD)2-(2*2.5°*30PPD)2；
所述第三像素密集区包括Z个像素，Z≥(2*20°*12PPD)2-(2*10°*12PPD)2；
所述第一像素稀疏区包括A个像素，A≥(2*30°*8PPD)2-(2*20°*8PPD)2；
所述第二像素稀疏区包括B个像素，B≥(2*40°*5PPD)2-(2*30°*5PPD)2；
所述第三像素稀疏区包括C个像素，C≥(2*50°*3.6PPD)2-(2*40°*3.6PPD)2；
其中，PPD表示1°内视角对应的像素的数量，Y＞Z＞A＞B＞C。
5.根据权利要求4所述的显示屏，其特征在于，所述第一像素密集区的像素的横纵尺寸均小于或等于13.9μm。
6.根据权利要求5所述的显示屏，其特征在于，所述第一像素密集区的像素的横纵尺寸为4.5μm。
7.一种VR眼镜，其特征在于，包括VR眼镜本体以及权利要求1-6任一项所述的显示屏。
8.根据权利要求7所述的VR眼镜，其特征在于，所述VR眼镜本体包括光学透镜系统，所述光学透镜系统包括至少两个透镜。
9.根据权利要求7或8所述的VR眼镜，其特征在于，所述VR眼镜为外接头戴式设备、移动端头显和一体机头显。
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