[發(fā)明專利]納米鏡片、近眼顯示方法及近眼顯示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710850232.X
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN109521506B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳林森;羅明輝;喬文;朱鳴;李玲
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州蘇大維格科技集團(tuán)股份有限公司;蘇州大學(xué)
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B27/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李建新;張昱

1.一種近眼顯示裝置，其特征在于，所述近眼顯示裝置由納米鏡片與多于一個(gè)微投影系統(tǒng)光學(xué)耦合而成，所述納米鏡片包括：

納米結(jié)構(gòu)；以及

作為所述納米結(jié)構(gòu)的載體的鏡片基底，一個(gè)納米鏡片具有一個(gè)鏡片基底，每個(gè)鏡片基底具有多個(gè)納米結(jié)構(gòu)，

其中，所述納米結(jié)構(gòu)呈排布在所述鏡片基底上的納米光柵的形式，所述納米光柵成夾角分布并且包括用于接收來自微投影系統(tǒng)的圖像的入射納米光柵以及用于向人眼前方出射耦合圖像的出射納米光柵，

每個(gè)微投影系統(tǒng)分別實(shí)現(xiàn)一個(gè)視場圖像的輸出，所有微投影系統(tǒng)組合獲得大視場的虛擬圖像耦合，所述納米結(jié)構(gòu)包括三個(gè)區(qū)域：

第一區(qū)域，其用以耦合來自所述微投影系統(tǒng)的圖像光線，耦合光線經(jīng)波導(dǎo)內(nèi)全反射左右分別傳輸至第二區(qū)域；

所述第二區(qū)域，其用以改變光線走向，將光束導(dǎo)向第三區(qū)域；以及

所述第三區(qū)域，其為輸出區(qū)域，將光束分別以一定角度出射至人眼視網(wǎng)膜，

所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域構(gòu)成功能性區(qū)域，所述納米結(jié)構(gòu)包括拼接而成的多組功能性區(qū)域，所述多組功能性區(qū)域設(shè)置在同一個(gè)鏡片基底上，所述近眼顯示裝置包括拼接而成的多個(gè)納米鏡片，所述近眼顯示裝置包括位于左側(cè)的所述納米鏡片和位于右側(cè)的所述納米鏡片，并且，左眼圖像光在位于左側(cè)的所述納米鏡片內(nèi)耦合傳導(dǎo)，右眼圖像光在位于右側(cè)的所述納米鏡片內(nèi)耦合傳導(dǎo)，左右眼同時(shí)接收到輸出光線使人眼透過鏡片觀看到三維信息。

2.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米結(jié)構(gòu)位于所述鏡片基底的表面或內(nèi)部。

3.如權(quán)利要求2所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米結(jié)構(gòu)為單層結(jié)構(gòu)或多層層疊結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米光柵的表面覆有與所述鏡片基底的折射率不同的透明介質(zhì)層。

5.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述鏡片基底是多彎曲結(jié)構(gòu)、弧形結(jié)構(gòu)、長條結(jié)構(gòu)、梯型結(jié)構(gòu)或者自由曲面結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米結(jié)構(gòu)由多組結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，每組結(jié)構(gòu)單元包括紅色單元像素、綠色單元像素和藍(lán)色單元像素，分別用于對應(yīng)傳輸相應(yīng)的顏色圖像光線。

7.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米結(jié)構(gòu)呈離軸菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)。

8.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域以所述第一區(qū)域?yàn)檩S，呈現(xiàn)空間上對稱分布。

9.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述第一區(qū)域具有傾斜光柵，并且所述傾斜光柵呈菱形結(jié)構(gòu)、三角結(jié)構(gòu)、梯形結(jié)構(gòu)或波浪結(jié)構(gòu)。

10.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述第一區(qū)域?yàn)樽笥覍ΨQ的形狀結(jié)構(gòu)。

11.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米鏡片為光線波導(dǎo)，微投影圖像耦合進(jìn)入納米鏡片，滿足全反射條件傳播。

12.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述納米鏡片的拼接為非對稱錯(cuò)落分布，或者，所述納米鏡片的拼接為對稱分布。

13.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，所述近眼顯示裝置具有疊加的三片所述納米鏡片，分別用于傳輸近、中、遠(yuǎn)景深圖像。

14.一種利用如權(quán)利要求1、8、9、10中任一項(xiàng)所述的近眼顯示裝置的近眼顯示方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟A：用所述第一區(qū)域耦合來自所述微投影系統(tǒng)的圖像光線，使耦合光線經(jīng)波導(dǎo)內(nèi)全反射左右分別傳輸至所述第二區(qū)域；

步驟B：用所述第二區(qū)域改變光線走向，將光束導(dǎo)向第三區(qū)域；

步驟C：用所述第三區(qū)域作為輸出區(qū)域，將光束分別以一定角度出射至人眼視網(wǎng)膜。