CN211577566U

CN211577566U - 一种虚拟显示器及其近眼显示系统

Info

Publication number: CN211577566U
Application number: CN202020449749.5U
Authority: CN
Inventors: 舒伟; 郭曼丽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2020-09-25
Anticipated expiration: 2030-03-31

Abstract

本实用新型涉及虚拟现实设备技术领域，公开了一种近眼显示系统及包括其的虚拟显示器，近眼显示系统包括：微显示屏，用于发射图像光束；透镜组，设于微显示屏的出射光路上，用于接收图像光束并将其聚焦成汇聚光束；及反射镜组，包括若干反射镜，各反射镜沿透镜组的出射光路方向依次分布；其中，各反射镜均能够在第一位置和第二位置之间发生切换，当反射镜位于第一位置时，反射镜与透镜组的出射光路错开，当反射镜位于第二位置时，反射镜设于透镜组的出射光路上，用于接收汇聚光束并将其成像为能够聚焦至人眼的可视图像。本实用新型的有益效果为：不仅能够在视觉上得到大图像，且能够减小设备尺寸。

Description

一种虚拟显示器及其近眼显示系统

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实设备技术领域，特别是涉及一种近眼显示系统及包括其的虚拟显示器。

背景技术

现有的虚拟显示器，若需要覆盖较大的视野范围，则通常需要加大反射镜，将反射镜设置成较大的尺寸，导致整个设备尺寸增大。

实用新型内容

本实用新型的目的是：克服现有技术的不足，提供一种虚拟显示器及其近眼显示系统，能够获得较大的视野范围，同时减小设备的尺寸。

为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供了一种近眼显示系统，其包括：

微显示屏，用于发射图像光束；

透镜组，设于所述微显示屏的出射光路上，用于接收所述图像光束并将其聚焦成汇聚光束；及

反射镜组，包括若干反射镜，各反射镜沿所述透镜组的出射光路方向依次分布；

其中，各所述反射镜均能够在第一位置和第二位置之间发生切换，当所述反射镜位于所述第一位置时，所述反射镜与所述透镜组的出射光路错开，当所述反射镜位于所述第二位置时，所述反射镜设于所述透镜组的出射光路上，用于接收所述汇聚光束并将其成像为能够聚焦至人眼的可视图像。

作为优选方案，所述反射镜能够绕其一侧边转动。

作为优选方案，所述反射镜能够相对于所述透镜组的出射光路往返移动，以靠近或者远离所述透镜组的出射光路。

作为优选方案，所述反射镜组包括2～10个所述反射镜。

作为优选方案，所述反射镜为平面反射镜、全反射棱镜、凸面反射镜及凹面反射镜中的任意一种。

作为优选方案，所述反射镜为全反射镜、半透明半反射镜及透明镜中的任意一种。

作为优选方案，所述微显示屏为OLED、LED、DLP、LCOS及MicroLED中的任意一种。

作为优选方案，所述透镜组为凸透镜。

作为优选方案，所述近眼显示系统还包括保护玻璃，所述保护玻璃内部限定有安装腔，所述微显示屏、所述透镜组及所述反射镜组均与所述保护玻璃相连并设于所述安装腔内。

同样的目的，本实用新型的第二方面还提出一种虚拟显示器，其包括如第一方面中任一项的近眼显示系统。

本实用新型实施例一种虚拟显示器及其近眼显示系统，与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型实施例的近眼显示系统，微显示屏中的完整图像按时序分割成若干部分依次进行发射，相对应地，反射镜包括数量与各分割的部分图像一一相对应的若干反射镜，各部分的图像均先经过透镜组变成放大的图像，然后再经过其中与其相对应的反射镜反射并传输至人眼；由于人眼视网膜上的暂留原理，当微显示屏产生了完整图像后，眼睛会观察到拼接后的完整大图像；本实施例中，由于采用了可发生位置切换的若干阵列反射镜以代替传统的大尺寸反射镜，不仅能够获得大图像，且能够有效减小显示设备的尺寸。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中一种近眼显示系统的结构示意图；

图2图1中的近眼显示系统处于另一状态下的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二中一种近眼显示系统的结构示意图；

图4是图3中的近眼显示系统处于另一状态下的结构示意图。

图中，1、微显示屏；2、透镜组；3、反射镜组；31、反射镜；4、保护玻璃；41、安装腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

本实用新型的第一方面提供一种近眼显示系统，其具体包括以下两个实施例：

实施例一

如图1及图2所示，本实施例提供一种近眼显示系统，其包括微显示屏1、透镜组2及反射镜组3，微显示屏1用于发射图像光束，透镜组2设于所述微显示屏1的出射光路上，用于接收所述图像光束并变成汇聚光束，反射镜组3包括若干反射镜31，各反射镜31沿所述透镜组2的出射光路方向依次分布；其中，各所述反射镜31均能够在第一位置和第二位置之间发生切换，当所述反射镜31位于所述第一位置时，所述反射镜31与所述透镜组2的出射光路错开，当所述反射镜31位于所述第二位置时，所述反射镜31设于所述透镜组2的出射光路上，用于接收所述汇聚光束并将其成像为能够聚焦至人眼的可视图像。

基于上述技术方案，微显示屏1中的完整图像按时序分割成若干部分依次进行发射，相对应地，反射镜3包括数量与各分割的部分图像一一相对应的若干反射镜31，各部分的图像均先经过透镜组2变成汇聚光束，然后再经过其中与其相对应的反射镜31反射并传输至人眼；由于人眼视网膜上的暂留原理，当微显示屏1产生了完整图像后，眼睛会观察到拼接后的完整大图像。由于采用了可发生位置切换的若干阵列反射镜31，不仅能够获得大图像，且能够合理布置各反射镜31，从而有效减小显示设备的整体尺寸。

具体地，当其中一个反射镜31处于第二位置时，其余各反射镜31均处于第一位置，且从上至下各反射镜31依次切换成第二位置，直至最下方的反射镜31切换成第二位置，从而可完成完整图像在人眼中的成像。

本实施例中，所述反射镜31能够绕其一侧边转动，从而实现在第一位置与第二位置之间的切换；通过转动的方式能够灵活控制各反射镜31在第一位置与第二位置之间快速准确的切换。

具体地，在附图1中示出了从上往下数的第二个反射镜31处于第二位置、其它的各反射镜31均处于第一位置，从透镜组2发出的汇聚光束经第二个反射镜31反射后，再传输至人眼；此时，当将第二个反射镜31绕其左侧边顺时针旋转一定角度，且将第三个反射镜31绕其左侧边逆时针旋转一定角度后，即可实现从附图1至图2的状态切换，第三个反射镜31处于第二位置、其它的各反射镜31均处于第一位置，此时，从透镜组2发出的汇聚光束经第三个反射镜31反射后，再传输至人眼。

示例性地，本实施例中，反射镜31绕其最长的一侧边转动，从而实现可靠稳定的连接。

为了便于合理布置各部件，当反射镜31处于第一位置时，反射镜31的镜面与透镜组2的出射光路方向平行。

优选地，本实施例中，所述反射镜组3包括2～10个所述反射镜31；更具体地，本实施例中的近眼显示系统的反射镜组3包括5个反射镜31。

本实施例中，具体根据不同的反射及传输需求，本实施中的反射镜31可以为平面反射镜、全反射棱镜、凸面反射镜及凹面反射镜中的任意一种。

另外，根据实际需求，所述反射镜31为全反射镜、半透明半反射镜及透明镜中的任意一种；将反射镜31设置为透明镜或者半透明半反射镜能够将现实中的图像和虚拟图像更好地融合，从而实现虚拟增强现实的视觉效果。

本实施例中，微显示屏用于产生图像，所述微显示屏1可以为OLED、LED、DLP、LCOS及MicroLED中的任意一种，在此不作进一步限定。

具体地，为了能够聚焦从微显示屏1发射出来的图像光束，所述透镜组2为凸透镜；同样地，也可设置沿图像光束方向依次分布的多个凸透镜作为透镜组2。

具体地，本实施例中的近眼显示系统还包括保护玻璃4，所述保护玻璃4内部限定有安装腔41，所述微显示屏1、所述透镜组2及所述反射镜组3均与所述保护玻璃4相连并设于所述安装腔41内；保护玻璃4不仅能够对各部件进行支撑及保护，且能够透入现实中的场景，从而保证虚拟增强现实的视觉效果。

实施例二

如图3及图4所示，本实施例提供另一种近眼显示系统，其与实施例一的区别仅在于：

本实施例中的反射镜31实现第一位位置与第二位置之间的切换方式为：所述反射镜31相对于所述透镜组2的出射光路往返移动，以靠近或者远离所述透镜组2的出射光路。

具体如图3所示，此时从上往下数的第一个反射镜31处于第二位置、其余的各反射镜31均处于第一位置，从透镜组2发出的汇聚光束经第一个反射镜31反射后，再传输至人眼；此时，第一个反射镜31往左移动一定距离，且第二个反射镜31从右移动一定距离，则可实现从图3至图4的切换，切换至第二个反射镜31处于第二位置，而其它各反射镜31处于第一位置，这时从透镜组2发出的汇聚光束经第二个反射镜31反射后，再传输至人眼。

示例性地，为了能够便于合理布置，各反射镜31均沿与透镜组2的出射光路相垂直的方向径向往返移动，且当反射镜31处于第一位置时，各反射镜31均位于透镜组2的出射光路的同一侧。

本实用新型的第二方面还提供一种虚拟显示器，其包括如前述任一实施例中的近眼显示系统。

本实施例中的虚拟显示器，由于包括如第一方面的近眼显示系统，因此，具有近眼显示系统的全部有益效果，在此不作赘述。

综上，本实用新型实提供一种近眼显示系统及包括其的虚拟显示器，微显示屏中的完整图像按时序分割成若干部分依次进行发射，相对应地，反射镜包括数量与各分割的部分图像一一相对应的若干反射镜，各部分的图像均先经过透镜组变成放大的图像，然后再经过其中与其相对应的反射镜反射并传输至人眼；由于人眼视网膜上的暂留原理，当微显示屏产生了完整图像后，眼睛会观察到拼接后的完整大图像；本实施例中，由于采用了可发生位置切换的若干阵列反射镜以代替传统的大尺寸反射镜，不仅能够获得大图像，且能够有效减小显示设备的尺寸。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种近眼显示系统，其特征在于，包括：

微显示屏，用于发射图像光束；

2.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述反射镜能够绕其一侧边转动。

3.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述反射镜能够相对于所述透镜组的出射光路往返移动，以靠近或者远离所述透镜组的出射光路。

4.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述反射镜组包括2～10个所述反射镜。

5.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述反射镜为平面反射镜、全反射棱镜、凸面反射镜及凹面反射镜中的任意一种。

6.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述反射镜为全反射镜、半透明半反射镜及透明镜中的任意一种。

7.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述微显示屏为OLED、LED、DLP、LCOS及MicroLED中的任意一种。

8.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述透镜组为凸透镜。

9.如权利要求1-8中任一项所述的近眼显示系统，其特征在于，还包括保护玻璃，所述保护玻璃内部限定有安装腔，所述微显示屏、所述透镜组及所述反射镜组均与所述保护玻璃相连并设于所述安装腔内。

10.一种虚拟显示器，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的近眼显示系统。