CN114721151B - 一种近眼显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种近眼显示装置，包括：光源模块和光学模块；光源模块被配置为：以平行于光学模块的单一方向像光学模块射入入射光线；光学模块包括复眼控制芯片和微振镜阵列；微振镜阵列包括多个3D微振镜，多个3D微振镜以预设的排列规则设置在复眼控制芯片上，且每一3D微振镜上均设置有分光组件；光学模块被配置为：在光源模块的入射光线通过分光组件入射至每一3D微振镜时，通过复眼控制芯片控制每一3D微振镜在预设角度范围内转动，将入射光线反射到人眼；其中，预设角度范围为0°‑180°。本发明实施例能够在降低镜片厚度的同时有效增大视场角，从而能够有效提高近眼显示装置使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种近眼显示装置。
背景技术
近眼显示器通常佩戴在用户的眼部，通常以眼镜的形式呈现，虚拟现实(VirtualReality,VR)和增强现实(Augmented Reality，AR)都属于近眼显示的范畴，即将显示屏幕置于离用户的眼睛比较近的位置，使用户能在虚拟世界或者虚实结合的世界中遨游。现有的经验显示装置在光束最后射向人眼时，存在与镜片垂直方向的光线分量，导致现有的近眼显示装置的镜片厚度过大且视场角角度较小，使用体验较差。
发明内容
本发明提供了一种近眼显示装置，以解决现有的近眼显示装置的镜片厚度过大且视场角角度较小，导致使用体验较差的技术问题。
本发明的实施例提供了一种近眼显示装置，包括：
光源模块和光学模块；
所述光源模块被配置为：以平行于所述光学模块的单一方向像所述光学模块射入入射光线；
所述光学模块包括复眼控制芯片和微振镜阵列；
所述微振镜阵列包括多个3D微振镜，多个所述3D微振镜以预设的排列规则设置在所述复眼控制芯片上，且每一所述3D微振镜上均设置有分光组件；
所述光学模块被配置为：在所述光源模块的入射光线通过所述分光组件入射至每一所述3D微振镜时，通过所述复眼控制芯片控制每一所述3D微振镜在预设角度范围内转动，将入射光线反射到人眼；其中，所述预设角度范围为0°-180°。
进一步的，所述复眼控制芯片包括基底和控制电路，所述控制电路刻画在所述基底上。
进一步的，预设的排列规则包括等边三角形、正方形和长方形。
进一步的，所述分光组件为中性分光膜。
进一步的，所述将入射光线反射到人眼，包括：
将所述入射光线转换成准直光线输反射到人眼。
进一步的，所述光源模块为激光图像模块。
本发明实施例中光源模块与光学模块平行，且光学模块中设置有多个3D微振镜，光源模块以平行于所述光学模块的单一方向像所述光学模块射入入射光线，通过复眼控制芯片控制3D微振镜的偏转角度，使得3D微振镜与入射光线的夹角在0°-180°之间转动，不仅能够使得视场角无限接近180°，且对镜片的厚度要求小于1毫米，在降低镜片厚度的同时增大了视场角，从而能够有效提高近眼显示装置的使用体验。
附图说明
图1是本发明实施例提供的近眼显示装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的近眼显示装置的中性分光示意图；
图3是本发明实施例提供的近眼显示装置的另一结构示意图；
图4是本发明实施例提供的近眼显示装置的独立反射示意图。
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做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。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1-4，在本发明实施例中，提供了图1所示的一种近眼显示装置，包括：
光源模块110和光学模块130；
在本发明实施例中，光源模块110为激光图像源，光学模块130为复眼光学结构。
光源模块110被配置为：以平行于光学模块130的单一方向像光学模块130射入入射光线；
在本发明实施例中，光源模块110向光学模块130射入光线，其入射方向为平行于光学模块130的前视面的方向。
光学模块130包括复眼控制芯片140和微振镜阵列；
在本发明实施例中，复眼控制芯片140与微振镜阵列均设置在光学模块130上，微振镜阵列包括多个3D微振镜120，多个3D微振镜120以预设的排列规则设置在复眼控制芯片140上，且每一3D微振镜120上均设置有分光组件；微振镜阵列中的每一个3D微振镜120均与复眼控制芯片140连接，复眼控制芯片140根据实际需要控制3D微振镜120的转向角度，以通过3D微振镜120将接收到的光线反射至人眼150，同时能够使得人眼150获得的视场角无限接近180°。
光学模块130被配置为：在光源模块110的入射光线通过分光组件入射至每一3D微振镜120时，通过复眼控制芯片140控制每一个3D微振镜120在预设角度范围内转动，将入射光线反射到人眼150；其中，预设角度范围为0°-180°。
在本发明实施例中，光源模块110先将图像信号处理成串行信号，并通过数模转换的形式将串行信号加载到单束激光中得到串行激光图像信号，串行激光图像信号作为入射光线入射至光学模块130中。在本发明实施例中，串行激光图像信号与3D微振镜120的偏转角度是同步的，具体的，当3D微振镜120从基准面向右转动50°时，此时射在3D微振镜120上的激光图像即为左侧50°视角的图像内容；当3D微振镜120从基准面向右转动50°时，此时射在3D微振镜120上的激光图像即为左侧50°视角的图像内容。本发明实施例中的3D微振镜120在0°-180°内的任一设定范围高速转动，从而实现将全视角的光反射至人眼150，使得人眼150能够看到完整的画面。需要说明的是，本发明实施例中的基准面指的是，3D微振镜120的反射光线为0°视角的面。
在本发明实施例中，光源模块110与光学模块130平行，且光学模块130中设置有多个3D微振镜120，光源模块110以平行于光学模块130的单一方向像光学模块130射入入射光线，通过复眼控制芯片140控制3D微振镜120的偏转角度，使得3D微振镜120与入射光线的夹角在0°-180°之间的任一设定范围转动，不仅能够使得视场角无限接近180°，且对镜片的厚度要求小于1毫米，在降低镜片厚度的同时增大了视场角，从而能够有效提高近眼显示装置的使用体验。
在一个实施例中，复眼控制芯片140包括基底和控制电路，控制电路刻画在基底上。
在一个实施例中，复眼控制芯片140的基底为透明材质结合半导体材料的基底，采用光刻或与光刻加工精度相当的工艺刻画出控制电路得到复眼控制芯片140，其中，复眼控制芯片140与每一3D微振镜120连接，用于控制3D微振镜120高速转动，使得人眼150能够获得较大的视场角。
在一个实施例中，预设的排列规则包括等边三角形、正方形和长方形。
在本发明实施例中，微振镜阵列可以包括多个3D微振镜120，这些3D微振镜120的排列规则也可以不同，包括等边三角形、正方形和长方形等规律排布方式。
在一个实施例中，分光组件为中性分光膜。
在一个实施例中，将入射光线反射到人眼150，包括：
将入射光线转换成准直光线输反射到人眼150。
在本发明实施例中，采用3D微振镜120将入射光线转换成准直光线反射到人眼150，在成像光路中无需使用任何屈光元件，从而能够有效避免球差、慧差、场曲和色散的问题，进一步提高了近眼显示装置的使用体验。
在一个实施例中，光源模块110为激光图像模块。
在本发明实施中，激光图像模块向光学模块130射入激光图像信号，由于各单色激光的带宽较窄，本发明实施例射入的激光图像信号能够有效提高图像信号的色纯度，从而使得合成图像的颜色更艳丽以及更真实。在本发明实施例中，复眼光学结构中的光路没有采用光线衍射，从而能够有效保存激光信号本有的色纯度。
实施本发明实施例，具有以下有益效果：
本发明实施例的复眼控制芯片140与微振镜阵列均设置在光学模块130上，微振镜阵列包括多个3D微振镜120，多个3D微振镜120以预设的排列规则设置在复眼控制芯片140上，且每一3D微振镜120上均设置有分光组件；微振镜阵列中的每一个3D微振镜120均与复眼控制芯片140连接，复眼控制芯片140根据实际需要控制3D微振镜120的转向角度，以通过3D微振镜120将接收到的光线反射至人眼150，同时能够使得人眼150获得的视场角无限接近180°。具体的，本发明实施例中光源模块110与光学模块130平行，且光学模块130中设置有多个3D微振镜120，光源模块110以平行于光学模块130的单一方向像光学模块130射入入射光线，通过复眼控制芯片140控制3D微振镜120的偏转角度，使得3D微振镜120与入射光线的夹角在0°-180°之间的任一设定范围转动，不仅能够使得视场角无限接近180°，且对镜片的厚度要求小于1毫米，在降低镜片厚度的同时增大了视场角，从而能够有效提高近眼显示装置的使用体验。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种近眼显示装置，其特征在于，包括：
光源模块和光学模块；
所述光源模块被配置为：以平行于所述光学模块的单一方向向所述光学模块射入入射光线；其中，入射方向为平行于光学模块的前视面的方向；
所述光学模块包括复眼控制芯片和微振镜阵列；
所述微振镜阵列包括多个3D微振镜，多个所述3D微振镜以预设的排列规则设置在所述复眼控制芯片上，且每一所述3D微振镜上均设置有分光组件；
所述光学模块被配置为：在所述光源模块的入射光线通过所述分光组件入射至每一所述3D微振镜时，通过所述复眼控制芯片控制每一所述3D微振镜在预设角度范围内转动，以采用3D微振镜将入射光线转换成准直光线反射到人眼；其中，所述预设角度范围为0°-180°；
所述光源模块为激光图像模块，所述光源模块具体用于：将图像信号处理成串行信号，并通过数模转换的形式将串行信号加载到单束激光中得到串行激光图像信号，串行激光图像信号作为入射光线入射至光学模块中，其中，串行激光图像信号与3D微振镜的偏转角度是同步的。
2.如权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述复眼控制芯片包括基底和控制电路，所述控制电路刻画在所述基底上。
3.如权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，预设的排列规则包括等边三角形、正方形和长方形。
4.如权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述分光组件为中性分光膜。
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