一种具有增强现实性的近眼显示装置的制作方法

本发明属于近眼显示，具体涉及一种具有增强现实性的近眼显示装置。

背景技术：

1、近几年，随着人工智能、算法等技术的发展，增强现实产业正迎来新的机遇，激发了增强现实产业在消费视场的需求，而光学模组作为增强现实模块中核心的器件，对增强现实系统中的光学模组也有更高的要求，对其设计研究和创新显得更加重要；增强现实技术是一种通过光学模组组件将图像信息呈现在人眼前，并通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象，这些现象不是直接所能看到的，而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界，这些现象可以是现实中真真切切的物体，也可以是肉眼所看不到的物质，通过三维模型表现出来。

2、目前存在的具有增强现实性的近眼现实方案中，由于其光学方案的设计，在屈光度调节过程中，通常单独调节显示器上下移动，随着屈光度增大，视场角会有较大幅度的缩小，这样会导致左右视力不一致的人群在调节屈光度体验的过程中，出现左右眼镜画面尺寸不一致，画面无法融合，造成使用极其不舒适，极易出现眩晕感。此外，现有光学方案的设计成像质量差，无法提供清晰锐利的画面，造成用户体验感差且易视觉疲劳。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述问题，提出一种具有增强现实性的近眼显示装置，可保证整个屈光度调节过程中视场角始终保持不变，以实现画面稳定融合和高质量成像，在适应不同人群使用需求的同时避免眩晕感，提高用户佩戴的体验感和舒适度。

2、为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

3、本发明提出的一种具有增强现实性的近眼显示装置，包括显示像源，还包括成像透镜单元、光线调制单元和曲面透镜，其中：

4、显示像源，与成像透镜单元沿光轴方向同步移动；

5、成像透镜单元，包括至少一枚透镜；且成像透镜单元满足12mm<f1<17.5mm，f1为成像透镜单元的焦距；

6、光线调制单元，相对成像透镜单元的光轴倾斜设置，包括平板透镜和用于光线调制的膜层，膜层贴附于平板透镜上靠近成像透镜单元的一侧；

7、曲面透镜，靠近光线调制单元的一侧为凹面且设有透反膜；

8、工作时，显示像源发出的光线经成像透镜单元传射至光线调制单元，由光线调制单元进行光线调制获得第一调制光线，并将第一调制光线反射至曲面透镜，再由曲面透镜反射回光线调制单元再次进行光线调制获得第二调制光线，并将第二调制光线透过光线调制单元耦入人眼。

9、优选地，显示像源与成像透镜单元的空气间隔为0.5mm～2mm，成像透镜单元的厚度为1.5mm～12mm，平板透镜的中心与成像透镜单元的空间间隔为5.5mm～11mm，平板透镜的厚度为0.3mm～1mm。

10、优选地，成像透镜单元包括第一透镜，第一透镜的入光面和出光面均为凸面。

11、优选地，第一透镜的折射率为1.51～1.76，阿贝数为32～76。

12、优选地，成像透镜单元包括沿光线入射方向依次设置的第二透镜和第三透镜，第二透镜的入光面为平面，出光面为凸面，第三透镜的入光面和出光面均为凸面。

13、优选地，第二透镜的折射率为1.51～1.76，阿贝数为32～65，第三透镜的折射率为1.51～1.76，阿贝数为52～76。

14、优选地，各透镜和曲面透镜的镜面面型为球面或非球面或自由曲面或菲涅尔面或平面的自由组合。

15、优选地，具有增强现实性的近眼显示装置还包括光阑，光阑靠近光线调制单元的膜层贴附面的对侧面设置。

16、优选地，膜层包括偏振膜、四分之一波片、pbs膜中的至少一种。

17、优选地，显示像源为oled显示器、lcos显示器、microled显示器、lcos显示器、lbs显示器、dlp显示器其中一种。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

19、该装置包括显示像源、成像透镜单元、光线调制单元和曲面透镜，成像透镜单元作为光路光焦度折射角度分配的核心器件，在光路系统中主要起像差校正作用，光线调制单元起到光线调制作用，并与曲面透镜结合实现光线传播方向改变，通过将显示像源和成像透镜单元作为整体进行同步移动，使其相对位置不变实现屈光度调节，可以有效保证追迹的光线角度的一致性，从而保证视场角的大小不变，可以实现0d-7d屈光度调节，覆盖高度近视人群使用的同时避免眩晕感，并通过合理设置光学参数实现高质量成像，以适应人眼角分辨率，保证人眼接收到更加清晰锐利的画面，提高用户佩戴的体验感和舒适度。

技术特征：

1.一种具有增强现实性的近眼显示装置，包括显示像源(1)，其特征在于：所述具有增强现实性的近眼显示装置还包括成像透镜单元(2)、光线调制单元(3)和曲面透镜(4)，其中：

2.如权利要求1所述的具有增强现实性的近眼显示装置，其特征在于：所述显示像源(1)与成像透镜单元(2)的空气间隔为0.5mm～2mm，所述成像透镜单元(2)的厚度为1.5mm～12mm，所述平板透镜的中心与成像透镜单元(2)的空间间隔为5.5mm～11mm，所述平板透镜的厚度为0.3mm～1mm。

3.如权利要求2所述的具有增强现实性的近眼显示装置，其特征在于：所述成像透镜单元(2)包括第一透镜，所述第一透镜的入光面和出光面均为凸面。

4.如权利要求3所述的具有增强现实性的近眼显示装置，其特征在于：所述第一透镜的折射率为1.51～1.76，阿贝数为32～76。

5.如权利要求2所述的具有增强现实性的近眼显示装置，其特征在于：所述成像透镜单元(2)包括沿光线入射方向依次设置的第二透镜和第三透镜，所述第二透镜的入光面为平面，出光面为凸面，所述第三透镜的入光面和出光面均为凸面。

6.如权利要求5所述的具有增强现实性的近眼显示装置，其特征在于：所述第二透镜的折射率为1.51～1.76，阿贝数为32～65，所述第三透镜的折射率为1.51～1.76，阿贝数为52～76。

7.如权利要求1所述的具有增强现实性的近眼显示装置，其特征在于：各所述透镜和所述曲面透镜(4)的镜面面型为球面或非球面或自由曲面或菲涅尔面或平面的自由组合。

8.如权利要求1所述的具有增强现实性的近眼显示装置，其特征在于：所述具有增强现实性的近眼显示装置还包括光阑(5)，所述光阑(5)靠近所述光线调制单元(3)的膜层贴附面的对侧面设置。

9.如权利要求1所述的具有增强现实性的近眼显示装置，其特征在于：所述膜层包括偏振膜、四分之一波片、pbs膜中的至少一种。

10.如权利要求1所述的具有增强现实性的近眼显示装置，其特征在于：所述显示像源(1)为oled显示器、lcos显示器、microled显示器、lcos显示器、lbs显示器、dlp显示器其中一种。

技术总结
本发明公开了一种具有增强现实性的近眼显示装置，包括显示像源、成像透镜单元、光线调制单元和曲面透镜，其中：显示像源，与成像透镜单元沿光轴方向同步移动；成像透镜单元，包括至少一枚透镜，且成像透镜单元的焦距满足12mm<f1<17.5mm；光线调制单元，相对成像透镜单元的光轴倾斜设置，包括平板透镜和用于光线调制的膜层，膜层贴附于平板透镜上靠近成像透镜单元的一侧；曲面透镜，靠近光线调制单元的一侧为凹面且设有透反膜。该装置可保证整个屈光度调节过程中视场角始终不变，以实现画面稳定融合和高质量成像，在适应不同人群使用需求的同时避免眩晕感，提高用户佩戴的体验感和舒适度。

技术研发人员：陈朋波,杜晖
受保护的技术使用者：杭州灵伴科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13