WO2018119854A1

WO2018119854A1 - 显示模组和近眼显示装置

Info

Publication number: WO2018119854A1
Application number: PCT/CN2016/112971
Authority: WO
Inventors: 郑琼羽
Original assignee: 深圳市柔宇科技有限公司
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2018-07-05
Also published as: CN108064354A

Abstract

一种显示模组（100），用于近眼显示装置中。显示模组（100）包括显示组件（10）、导轨组件（20）和驱动组件（30），驱动组件（30）与导轨组件（20）配合驱动显示组件（10）移动，以使显示组件（10）显示的图像相对于人眼发生偏转，从而实现显示组件（10）相对于人眼的角度可调，使得近眼显示装置能够适用于斜视用户使用，扩大了适用的人群。

Description

显示模组和近眼显示装置

技术领域

本申请涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种显示模组和近眼显示装置。

背景技术

近年来，伴随着虚拟现实(Virtual Reality，VR)、增强现实(Augmented Reality，AR)及混合现实(Mixed Reality，MR)技术的发展，头戴式显示设备大量涌入到我们的日常生活中。

近眼显示装置也称为头戴式显示装置，通过一组光学系统(主要是精密光学透镜)放大超微显示屏上的图像，将影像投射于视网膜上，进而将图像呈现在观看者眼中。现有技术中的近眼显示装置的超微显示屏相对于人眼的角度是固定的，斜视用户使用该类近眼显示装置时，斜视眼的一边无法正常观看到屏幕内容，导致左右眼看到的图像不能融合，达不到正常观看的效果。

发明内容

本申请的目的在于提供一种显示模组，所述显示模组形成的图像可以相对于用户的眼球偏转，以适用于斜视用户。

本申请的目的在于提供一种采用上述显示模组的近眼显示装置。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一方面，本申请提供一种显示模组，应用于近眼显示装置中，以为人眼提供图像，包括显示组件、驱动组件和导轨组件，所述驱动组件与所述导轨组件配合驱动所述显示组件移动，以使图像相对于人眼发生偏转。

另一方面，本申请提供一种近眼显示装置，包括固定架和第一显示模组，所述第一显示模组固定于所述架上，所述第一显示模组为上述的显示模组。

本申请实施例具有如下优点或有益效果：

本申请的实施例中显示模组用于近眼显示装置中，显示模组包括显示组件、导轨组件和驱动组件，所述驱动组件与所述导轨组件配合驱动所述显示组件移动，以使显示组件显示的图像相对于人眼发生偏转。实现显示组件相对于人眼的角度可调的功能，使得近眼显示装置能够适用于斜视用户使用。本申请实施例提供的近眼显示装置能适用于斜视用户，从而扩大了适用的人群。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员来讲，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为本申请一种实施例提供的显示模组结构示意图。

图2是图1所示的显示模组的分解示意图。

图3为图1所示的显示模组的侧视示意图。

图4为图1所示的显示模组的俯视示意图。

图5为图1所示的显示模组的显示组件剖视图。

图6本申请另一种实施方式提供的显示模组结构示意图。

图7为本申请一种实施例提供的近眼显示装置结构框图。

图8是本申请一种实施例提供的近眼显示装置俯视示意图。

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。

本申请以下实施例中所采用的序数限定词，第一、第二等仅是为了清楚地说明本申请中相似的特征的区别性的用语，不代表相应的特征的排列顺序或者使用顺序。

请结合参阅图1和图2，本申请的一种实施例中，显示模组100用于近眼显示装置中。显示模组100包括显示组件10、导轨组件20和驱动组件30。所述驱动组件30与所述导轨组件20配合驱动所述显示组件10移动，以使显示组件10显示的图像相对于人眼发生偏转。实现显示组件10相对于人眼的角度可调的功能，使得近眼显示装置能够适用于斜视用户使用。

具体的，所述导轨组件20包括第一导轨21和第二导轨22。所述驱动组件30与所述第一导轨21配合，使得所述显示组件10沿第一弧形轨迹移动；所述驱动组件10与所述第二导轨22配合，使得所述显示组件10沿第二弧形轨迹移动。进一步具体的，所述显示组件10与所述第一导轨21固定连接，所述显示组件10固定连接于所述第一导轨21上。进一步具体的，所述驱动组件30包括第一电机31、第二电机32、第一齿轮33、第二齿轮34和转轴35。所述第一电机31与所述第一齿轮33固定连接。所述第一导轨21上设置有第一导孔211和多个第一齿牙212。所述第一齿轮33与所述第一导轨21上的第一齿牙212啮合设置。所述第一电机31驱动所述第一齿轮33沿所述第一导孔211移动，以驱动所述第一导轨21沿所述第一弧形轨迹移动，从而带动所述显示组件10沿所述第一弧形轨迹移动。所述第二齿轮34与所述第二电机32固定连接。所述第二导轨22上设置有第二导孔221和多个第二齿牙222。所述第二齿轮34与所述第二导轨22上的第二齿牙222啮合设置。所述第二电机32驱动所述第二齿轮34沿所述第二导孔221移动，以驱动所述第一导轨21及所述显示组件10沿所述第二弧形轨迹移动。所述转轴35的一端与所述第一齿轮33转动连接，所述转轴35穿过所述第一导孔211和所述第二导孔221，且所述转轴35的另一端与所述第二齿轮34转动连接。可以理解的是，所述第一电机31和所述第二电机32彼此独立工作。

本实施例中，通过驱动组件30分别与第一导轨21及第二导轨22配合，使得显示组件10沿第一弧形轨迹及第二弧形轨迹运动，进而改变显示组件10的空间角度，从而使得斜视用户使用近眼显示装置左右眼看到的图像能够融合，扩大了近眼显示装置的使用人群。

本申请一种可能的实现方式中，所述第一弧形轨迹所在的平面与所述第二弧形轨迹所在的平面垂直设置。具体的，所述第一弧形轨迹为水平面上的轨迹。所述第二弧形轨迹为竖直平面上的轨迹。可以理解的是，所述第一弧形轨迹与所述第二弧形轨迹的圆心重合，且二者的圆心与用户眼球的球心大致重合。

所述显示模组100使用时，所述第二导轨22大致呈水平设置。可选的，所述第二导轨22可以固定于近眼显示装置的固定架上。所述第二导孔221限制所述第二齿轮34在竖直方向上的移动，所述第二齿轮34沿所述第二导孔221长度方向移动(即第二弧形轨迹)。可以理解的是，所述第二电机32、所述第一电机31、与所述第二齿轮34转动连接的转轴35及第一齿轮33也可沿所述第二导孔的长度(即第二弧形轨迹)方向移动。通常所述第二导轨22与用户的眼球位置保持不变。所述第一导轨21大致竖直设置。可以理解的是，所述第一导孔211限制所述第一齿轮33在水平方向上的移动。

在显示模组的调节过程中，所述第二导轨22与人眼的相对位置始终保持固定不变。当需要调节所述显示组件10的水平(左右)角度时，所述第二电机32工作(所述第一电机31停止)，驱动所述第二齿轮34转动，所述第二齿轮34与所述第二导轨22上的第二齿牙222相啮合，进而所述第二齿轮34在所述第二导轨22上沿第一导孔211移动；同时，所述第二齿轮34的移动带动与所述第二齿轮34转动连接的转轴35及第一齿轮33在沿第一弧形轨迹方向移动；所述第二齿轮34带动第一导轨21及显示组件10沿所述第二弧形轨迹方向移动，从而实现显示组件10的水平(左右)角度调节。

当需要调节所述显示组件10的竖直角度时，所述第二电机32停止。此时，所述第一电机31、所述第二电机32与所述第二导轨22的相对位置保持不变。所述第一电机31工作，驱动所述第一齿轮33转动，所述第一齿轮33与所述第一导轨21上的第一齿牙212相啮合，所述第一齿轮33相对第一导轨21沿第一导孔211移动，即所述第二导轨22相对所述第一导轨21沿第一弧形轨迹移动，所述第一齿轮33带动第二导轨22及显示组件10沿所述第一弧形轨迹方向移动，从而实现显示组件10的竖直(上下)角度调节。

可以理解的是，本申请的其他实施方式中，显示模组10中的导轨组件20还可以只包括第一导轨21，此时，所述驱动组件30包括第一电机31和第一齿轮33。也就是说，此时显示组件10沿第一弧形轨迹移动，进而调节显示组件相对于眼球在某一平面内的角度。或者，显示模组10中的导轨组件20还可以只包括第二导轨22，此时，所述驱动组件30包括第二电机32和第二齿轮34。也就是说，此时显示组件10沿第二弧形轨迹移动，进而调节显示组件10相对于眼球在另一平面内的角度。

本申请的其他实施方式中，所述第二导轨22还可以为大致竖直设置，即所述第二弧形轨迹位于竖直平面。所述第一导轨21大致水平设置，即所述第一弧形轨迹位于水平平面。其他结构及连接方式与上述实施方式相似。也就是说，其具体的调节过程与上述实施方式相似，此处不再赘述。

优选的，所述第一齿牙212设置在背离所述第二导轨22的端面上。所述第二导轨22远离所述第一导轨21的端面上设置有所述第一齿牙212。

请结合参阅图3。进一步的，所述第一导孔211包括第一极限位置2111、第一预设位置2113和第二极限位置2112。其中，所述第一预设位置2113位于所述第一极限位置2111和所述第二极限位置2112中间。所述第一极限位置2111与眼球的球心(即所述第一导轨21的圆心)的连线和所述第二极限位置2112与眼球的球心的连线的夹角为40度。也就是说，所述第一弧形轨迹对应的圆心角大致为40度；需要说明的是，当所述第一齿轮33位于所述的第一预设位置2113时，正常人的瞳孔在竖直方向上正对所述显示组件10。在本实施方式中，近眼显示装置的显示组件10在竖直方向(即上下方向)的调节角度为±20度。

请结合参阅图4。所述第二导孔221包括第三极限位置2213、第二预设位置2212和第四极限位置2214，所述第二导轨22圆心(即眼球的球心)与所述第三极限位置2213的连线和所述第二导轨22圆心与所述第四极限位置2214的连线的夹角为60度，所述第二预设位置2212位于所述第三极限位置2213和所述第四极限位置2214中间。换而言之，所述第二弧形轨迹对应的圆心角大致为60度。当所述第二齿轮33位于所述的第二预设位置2212时，正常人的瞳孔在水平方向上正对所述显示组件10。所述近眼显示装置的显示组件10在水平方向(即左右方向)的调节角度为±30度。根据统计分析表明，大多数人的左右斜视的角度小于30度，上下斜视角度小于20度。因此，当显示模组100在竖直(上下)方向的调节角度为±20度，在水平(左右)方向的调节角度为±30度，已经能满足大部分斜视用户的调节需求。当然，可以理解，在其他实施方式中，所述近眼显示装置的显示组件10在竖直方向(即上下方向)的调节角度并不限于±20度，还可以是±25度、±30度、±40度等；所述近眼显示装置的显示组件10在水平方向(即左右方向)的调节角度并不限于±30度，还可以是±35度、±40度、±50度等，以满足斜视更加严重的用户使用。

请继续参阅图4，可选的，所述第一导轨21和所述第二导轨22均为弧形导轨。其中，所述第一导轨21的形状与所述第一弧形轨迹相似。所述第二导轨22的形状与所述第二弧形轨迹相似。可以理解的是，所述第一导轨21形成的弧形的圆心与所述第一弧形轨迹的圆心重合；所述第二导轨22形成的弧形的圆心与所述第二弧形轨迹的圆心重合。优选的，所述第二弧形轨迹的半径R＝D1+D2+D3，其中D1为眼球中心到瞳孔的距离，一般取8～12mm；D2为显示组件10靠近眼球的一端到瞳孔的最小距离，一般取12～20mm；D3为显示组件10靠近眼球的一端至与第二导轨22的最小距离度，一般取30～120mm。根据以上数值，可以得到所述第二弧形轨迹的半径满足：40mm<R<152mm。

本申请一种可能的实现方式中，请结合参阅图5。所述显示组件10包括显示屏11、光学镜片组13和镜筒12，所述显示屏11收容固定于所述镜筒12底部，所述光学镜片组13固定于所述镜筒12开口处。所述镜筒12与所述第一导轨21固定连接。可选的，所述显示屏11可以为LCD(Liquid Crystal Display)显示屏、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)显示屏或OLED(Organic Light-Emitting Diode)显示屏。所述光学镜片组11中的镜片可以是球面透镜、非球面透镜或菲涅尔透镜，此处不加以限定。本申请的其他实施方式中，所述光学镜片组还可以为单一光学镜片。

本申请的一种可能的实现方式中，所述显示模组100还包括控制组件(图未示出)和图像传感组件102(Charge-coupled Device，缩写CCD)，所述控制组件与所述图像传感组件102电性连接。可选的，所述图像传感器组件102可以固定于所述镜筒12上。所述图像传感组件102用于获取用户瞳孔的图像信息，并将该图像信息传输至所述控制组件中。所述控制组件根据所述图像信息确定用户瞳孔位置，所述控制组件控制所述驱动组件30工作，进而所述驱动组件30带动所述显示组件10移动至与所述瞳孔的位置相匹配的位置处。这里所述的与所述瞳孔的位置相匹配的位置指的是，控制组件通过分析用户瞳孔的图像信息，从而确定显示组件10需要在移动的位置，使得该位置处的显示组件10正对用户瞳孔，从而适应斜视用户的使用需求。

请参阅图6。本申请的另一种可能的实现方式中，所述显示模组100还包括光学镜片组13。其中，所述显示屏11可以与所述第二导轨22固定连接，所述光学镜片组13与所述固定架(图未示出)固定连接。所述光学镜片组13与所述显示屏11分离设置。所述光学镜片组13相对于人眼的位置保持不变，通过移动所述显示屏11以使图像相对于人眼发生偏转，使得显示组件10正对用户瞳孔，进而适配斜视用户的使用。

请参阅图7。本申请还提供一种近眼显示装置500，所述近眼显示装置500 包括固定架103和第一显示模组100，所述第一显示模组100为上述任意一个实施例中的显示模组100。其中，所述第一显示模组100固定于所述固定架103上。也就是说，所述近眼显示装置可以仅包括一个显示模组101。

优选的，所述近眼显示装置100可以包括第一显示模组100和第二显示模组101。所述第一显示模组100和所述第二显示模组101固定于固定架103上且镜像设置。其中，所述第一显示模组100可以为上述任意一个实施例中的显示模组。所述第二显示模组101的结构可以与所述第一显示模组100结构相同，也可以不相同。

请结合参阅图8。本申请一种可能的实现方式中，所述第一显示模组100与所述第二显示模组101结构相同。两个显示模组沿二者的对称面OO’镜像设置并各自对应于用户的左眼和右眼。第一显示模组100和第二显示模组101中的所述第二导孔221还包括第五极限位置2215。所述第五极限位置2215靠近两个所述显示模组对称面OO’设置。其中，所述第二导轨22的圆心与所述第五极限位置2215的连线与所述对称面OO’的夹角小于或等于8度。人眼观察过程中双眼是通过观察物体时的视差角θ来判断物体的距离的。对于正常人眼使用近眼显示装置时，也可以通过调节左右显示组件10的水平角度，使得双眼在观察近眼显示装置显示屏上图像时，产生一定的视差角，从而产生对显示图像的距离感。通常正常成人双眼距离d为56～70mm，及人眼正常的舒适的观看距离D为250mm～∞，根据公式θ＝arctan(d/2/D)。计算得出，近眼显示装置单边的调节的角度θ范围为0～8度时，双眼观察到的显示屏距离在明视距离和无穷远之间，能够实现了显示距离调节。也就是说，两个所述显示模组中显示组件10相向转动的角度介于0～8度之间。换而言之，所述显示组件10形成的图像由平行于对称面方向向对称面方向偏转的角度小于或等于8度。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

一种显示模组，应用于近眼显示装置中，以为人眼提供图像，其特征在于，包括显示组件、驱动组件和导轨组件，所述驱动组件与所述导轨组件配合驱动所述显示组件移动，以使图像相对于人眼发生偏转。
如权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述导轨组件包括第一导轨，所述驱动组件与所述第一导轨配合，使得所述显示组件沿第一弧形轨迹移动。
如权利要求2所述的显示模组，其特征在于，所述显示组件与所述第一导轨固定连接，所述驱动组件驱动所述第一导轨沿所述第一弧形轨迹移动，以带动所述显示组件沿第一弧形轨迹移动。
如权利要求3所述的显示模组，其特征在于，所述驱动组件包括第一电机和第一齿轮，所述第一电机与所述第一齿轮固定连接，所述第一导轨上设置有第一导孔和多个第一齿牙，所述第一齿轮与所述第一导轨上的第一齿牙相啮合，所述第一电机驱动所述第一齿轮沿所述第一导孔移动，以驱动所述第一导轨沿所述第一弧形轨迹移动。
如权利要求4所述的显示模组，其特征在于，所述第一导孔包括第一极限位置、第一预设位置和第二极限位置，所述第一极限位置与人眼的球心的连线和所述第二极限位置与人眼球心的连线的夹角为40度，所述第一预设位置位于所述第一极限位置和所述第二极限位置中间。
如权利要求4所述的显示模组，其特征在于，所述导轨组件还包括第二导轨，所述驱动组件与所述第二导轨配合，使得所述显示组件沿第二弧形轨迹移动。
如权利要求6所述的显示模组，其特征在于，所述驱动组件驱动所述第一导轨沿所述第二弧形轨迹移动，以带动所述显示组件沿第二弧形轨迹移动。
如权利要求7所述的显示模组，其特征在于，所述驱动组件还包括第第二齿轮、第二电机和转轴，所述第二电机与所述第二齿轮固定连接，所述第二导轨上设置有第二导孔和多个第二齿牙，所述第二齿轮与所述第二导轨上的第二齿牙相啮合，所述第二电机驱动所述第二齿轮沿所述第二导孔移动，以驱动所述第二导轨沿所述第二弧形轨迹移动；所述转轴的一端与所述第一齿轮转动连接，所述转轴穿过所述第一导孔和所述第二导孔，所述转轴的另一端与所述第二齿轮转动连接。
如权利要求8所述的显示模组，其特征在于，所述第二导孔包括第三极限位置、第二预设位置和第四极限位置，所述第三极限位置与人眼的球心的连线和所述第四极限位置与人眼的球心的连线的夹角为60度，所述第二预设位置位于所述第三极限位置和所述第四极限位置中间。
如权利要求8所述的显示模组，其特征在于，所述第一导轨之远离所述第二导轨的端面上设置有所述第一齿牙；所述第二导轨之远离所述第一导轨的端面上设置有所述第二齿牙。
如权利要求6所述的显示模组，其特征在于，所述第一弧形轨迹所在的平面和所述第二弧形轨迹所在的平面相互垂直。
如权利要求6所述的显示模组，其特征在于，所述第二弧形轨迹的半径介于40mm～152mm之间。
如权利要求2所述的显示模组，其特征在于，所述显示组件包括镜筒、光学镜片组和显示屏，所述显示屏收容固定于所述镜筒底部，所述光学镜片组固定于所述镜筒开口处，所述镜筒与所述第一导轨固定连接。
如权利要求2所述的显示模组，其特征在于，还包括光学镜片组，所述光学镜片组与人眼位置保持静止，所述显示组件包括显示屏，所述显示屏与所述第一导轨固定连接。
如权利要求1所述的显示模组，其特征在于，所述显示模组还包括控制组件和图像传感组件，所述图像传感组件用于获取人眼瞳孔图像信息并传输至控制组件，所述控制组件用于根据所述用户瞳孔的图像信息确定用户瞳孔的位置，并控制所述驱动组件与所述导轨组件配合驱动所述显示组件移动，使得所述显示组件相对于人眼转动至与所述瞳孔位置相匹配的位置。
一种近眼显示装置，包括固定架和第一显示模组，所述第一显示模组固定于所述架上，其特征在于，所述第一显示模组为权利要求1-15中任意一项所述的显示模组。
如权利要求16所述的近眼显示装置，其特征在于，还包括第二显示模组，所述第二显示模组固定于所述架上，所述第二显示模组与所述第一显示模组沿一对称面对称设置。
如权利要求17所述的近眼显示装置，其特征在于，所述第二显示模组与所述第一显示模组结构相同。
如权利要求18所述的近眼显示装置，其特征在于，所述驱动组件与所述导轨组件配合驱动所述显示组件移动，以使图像由平行于对称面方向向所述对称面方向偏转的角度小于或等于8度。