显示模组以及使用该显示模组的显示设备的制作方法

文档序号:15926280发布日期:2018-11-14 01:10阅读:174来源:国知局

本发明涉及光学领域,尤其涉及一种显示模组以及使用该显示模组的显示设备。

背景技术

在虚拟现实(virtualreality,vr)和增强现实(augmentedreality,ar)技术领域,现有的产生激光光束的方法通常是使用传统投影机发射出粗光束,经过多个透镜和小孔光阑形成的光路后获得细光束,再使用上述细光束进行图像显示,其具有结构复杂、能量利用率低等缺点。此外,应用上述细光束在vr或ar领域进行显示时,无法减少或解决视觉辐辏调节冲突(vergence-accommodationconflict,vac)导致“晕动症”现象的发生。

有鉴于此,提出本发明。



技术实现要素:

本发明实施例提供一种显示模组以及使用该显示模组的显示装置,减小光路的复杂度,并有助于避免视觉辐辏调节冲突现象的发生。

为了实现上述发明目的,本发明提出一种显示模组,包括光学扫描组件、光束准直组件和显示组件,所述光学扫描组件选自光纤扫描器或微机电系统扫描器,用于出射形成图像的光束;所述光学扫描组件的光出射点设置于光束准直组件的焦点位置处:所述显示组件设置于所述光束准直组件的出射光路上,其包括多个间隔设置的可透射显示器件,通过时分复用的方式控制多个所述可透射显示器件的状态为透射状态或散射状态实现显示具有深度的图像。

优选的,所述光束准直组件选自准直透镜、凸透镜组、非球面透镜组或菲涅尔透镜组。

优选的,多个所述可透射显示器件平行设置。

优选的,多个所述可透射显示器件等间距设置。

优选的,多个所述可透射显示器件以屈光度为单位等间距设置。

优选的,所述可透射显示器件选自聚合物稳定液晶光电薄膜或聚合物分散液晶光电薄膜。

优选的,所述可透射显示器件通过施加电压或不施加电压切换状态为透射状态或散射状态。

优选的,所述显示模组还包括设置于所述显示组件出射光路上的目镜组件。

相应的,本发明还提出一种投影显示设备,包括:如上述显示模组以及壳体,所述显示模组设置于所述壳体内。

相应的,本发明还提出一种近眼显示设备,包括:一组或二组上述的显示模组。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案,至少具有如下技术效果或者优点:

本发明实施例的显示模组,通过光学扫描组件产生激光光束并经整形后照射于具有多个间隔设置的可透射显示器件。通过光学扫描组件有效的降低了光路的复杂程度,并通过控制所述多个间隔设置的可透射显示器件的状态为透射状态或散射状态实现显示具有深度的图像,以有效避免视觉辐辏调节冲突现象的发生,有助于提高用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的显示模组的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的带有目镜组件的显示模组的结构示意图。

图标:100-显示模组;110-光学扫描组件;120-光束准直组件,130-显示组件,131/132/133/134/135-可透射显示器件,140-目镜组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

请参照图1,本发明实施例提供一种显示模组100,其包括光学扫描组件110、光束准直组件120和显示组件130。其中,光学扫描组件110选自光纤扫描器(fiberscanner,fs)或mems扫描器(微机电系统扫描器(micro-electro-mechanicalsystem),所述光学扫描组件110的光出射点设置于光束准直组件的焦点位置处,所述显示组件设置于所述光束准直组件的出射光路上,光学扫描组件110发射出的激光光束经过光束整形组件120准直后照射于显示组件130。显示组件130包括多个间隔设置的可透射显示器件,通过时分复用的方式控制多个所述可透射显示器件的状态为透射状态或散射状态实现显示具有深度的图像。图1实施例中,显示组件130以设置五个可透射显示器件为例,如图1,中标示的可透射显示器件131、132、133、134和135。

本发明实施例中,所述可透射显示器件可选自聚合物稳定液晶光电薄膜(pslc)或聚合物分散液晶光电薄膜(反向模式pslc),当然也可选用其他具有类似功能的光电器件。以pslc为例,pslc薄膜有两种状态,一种是散射状态,一种是透射状态。散射状态和透射状态可以通过施加电压和不施加电压来切换。(普通模式的pslc薄膜施加电压为透射状态,不加电压为散射状态。反向模式的pslc薄膜施加电压为散射状态,不加电压为透射状态。

当需要显示某深度的图像时,将该层pslc薄膜改变为散射状态,此时激光束照亮的点会散射出光,成为空间中的一个像素点。利用人眼的视觉残留效果,在一段时间内[如t(s)内],依次或交叉改变各层pslc薄膜状态,[如总共有n层pslc薄膜,则每层pslc薄膜开启时间为t/n(s)],来在空间中显示出很多层图像,由于pslc薄膜多层间隔排列,因此每层图像距离人眼观测点的距离不同。由于视觉暂留效果,在t(s)内,这些图像会被人眼当成同时显示出来的图像。通常pslc薄膜的响应时间为几毫秒(如2ms),为了利用视觉暂留效果,t通常需要小于1/24(s)。将图1中右侧的某个点作为人眼观测点,便可观看到具有深度的图像。

本发明实施例中,由于所述光学扫描组件110的光出射点设置于光束准直组件120的焦点位置处,不论光纤扫描器或mems扫描器出射的细光束角度为多少,均可以使得扫描器出射的同一视场的光束始终照射在每个pslc薄膜层相同的高度上,该高度指铅垂线方向高度。使得每一个深度的显示可用范围相同,并使每一层的图像大小相同,每一层的图像分辨率也一样。

本发明实施例中,光束准直组件120可选自是准直透镜、凸透镜组、非球面透镜组或菲涅尔透镜组。

在本发明实施例中,多个所述可透射显示器件可平行设置,可平行等间距设置,较优实施方式为:多个所述可透射显示器件以屈光度为单位等间距设置,即相邻的两个可透射显示器件之间的距离均以屈光度为单位进行设置。采用多平面显示技术来解决调节辐辏冲突(vergence-accommodationconflict,vac)。各片pslc薄膜之间以屈光度(diopters)为单位等间隔排布,这样有利于更好地解决vac。

另外,光学扫描组件110用于输出形成图像的光束。为了保证显示图像的分辨率在一些实施例中,光学扫描组件110可选用出射直径小于1000μm的激光光束的光学扫描组件,其中出射直径指光束位于光学扫描组件110的出射端的直径。此外,为了消除激光光束的发散角,在另一实施例中,光学扫描组件110的出射端还可以设置有对其发射光束进行汇聚的光学透镜(图未绘示),并且,该光学透镜与光学扫描组件110出射端同步摆动或同步转动。由此,上述光学扫描组件110出射端的光束由发散状态变为汇聚状态,其束腰半径能够进一步减小,有助于进一步提高显示的图像的分辨率。

请参照图2,为了进一步增强显示组件100在使用过程中对图像显示质量,多层pslc光电薄膜的远离光学扫描组件110的一侧(即人眼观测的一侧)还设置有目镜组件140。其中,目镜组件140的类型和尺寸等可根据使用过程中的情况进行合理的选择,在此不作赘述。

在一些实施例中,可将上述的显示模组100应用于显示设备中,将显示模组100设置于壳体内,形成电脑显示器或电视显示器等。

在另一些实施例中,还可将上述的显示模组100应用于近眼显设备中,近眼显示设备可以是虚拟现实(virtualreality,vr)头戴显示装置,也可以是增强现实(augmentedreality,ar)头戴显示装置,或其他。当近眼显示设备为单目时,设置一个显示模组100即可;当近眼显示设备设计为双目时,需要设置2个显示模组100。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序,可将这些单词解释为名称。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案,至少具有如下技术效果或者优点:

本发明实施例的显示模组,通过光学扫描组件产生激光光束并经整形后照射于具有多个间隔设置的可透射显示器件。通过光学扫描组件有效的降低了光路的复杂程度,并通过控制所述多个间隔设置的可透射显示器件的状态为透射状态或散射状态实现显示具有深度的图像,以有效避免视觉辐辏调节冲突现象的发生,有助于提高用户体验。

本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

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