[發明專利]基于像素的曲面近眼顯示方法、顯示器及顯示系統

在審

• 申請號: 202010767407.2
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN114063285A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 汪勇;汪越天
• 申請（專利權）人: 江蘇利君智能科技有限責任公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02F1/1333;G02F1/13357;G09G3/34;G02B26/00
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 曹慧萍

本發明涉及近眼顯示技術領域，尤其涉及一種基于像素的曲面近眼顯示方法、顯示器及顯示系統，利用若干透射型LCD單元或者反射型EW單元構成曲面面板，采用自然光作為LCD單元或者EW單元的光源，使所有LCD單元的液晶像素出射光線或者EW單元的油膜像素反射光線向同一聚焦點聚焦，聚焦點位于曲面面板的垂直中心線上且落在用戶的眼球內；本發明僅改變曲面像素成像時的焦距與曲面的距離，是近眼顯示中擴大視場角的理想方式，同時由于本發明在改變像素成像時的出射光線角度或者反射光線角度時并未改變透明曲面的自然透光性，從而保障了虛擬信息與現實信息的共同存在，實現了較好的AR效果。

技術領域

本發明涉及近眼顯示技術領域，尤其涉及一種基于像素的曲面近眼顯示方法、顯示器及顯示系統。

背景技術

增強現實(Augmented Reality，簡稱AR)技術是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的技術，廣泛運用了多媒體、三維建模、實時跟蹤及注冊、智能交互、傳感等多種技術手段，將計算機生成的文字、圖像、三維模型、音樂、視頻等虛擬信息模擬仿真后，應用到真實世界中，兩種信息互為補充，從而實現對真實世界的“增強”。

進入二十世紀以來，隨著AR技術的發展，越來越多的知名電子廠商致力于研究AR產品，例如：美國的谷歌、日本的愛普生等都先后推出了自己的智能眼鏡產品。

如表1所示，現有的AR產品其采用的光學顯示系統主要分為以下幾個類型：

表1

從上表可以看出，現有的AR光學顯示系統的方案中只有三個適合應用于AR眼鏡中，但是在視場角、色彩顯示、對比度等方面還無法兼顧，無法獲得較好的近眼顯示效果。

針對上述問題，現有的AR眼鏡開發者嘗試從其他光學器件中尋找突破，例如中國專利公開號為CN107300770A的發明專利就公開了一種近眼顯示器及近眼顯示系統，其技術方案為：一種近眼顯示器，包括：液晶顯示LCD面板，所述LCD面板包括平鋪設置的多個LCD單元，所述多個LCD單元中的每兩個相鄰LCD單元間隔設置，且所述每兩個相鄰LCD單元之間填充有透光的透明基材；設置在所述LCD面板的發光側的折射結構，所述折射結構用于將所述多個LCD單元輸出的光線折射到所述近眼顯示器的焦點處，所述近眼顯示器的焦點落在用戶的眼球內。該發明通過在LCD面板的發光側設置折射結構，將LCD面板顯示的圖像折射到用戶的眼睛，同時外界的實景光線穿過LCD單元之間的透明基材進入用戶的眼睛，能夠實現LCD面板顯示的虛擬圖像與實景圖像疊加的AR顯示，同時由于將LCD單元排列在整個LCD面板上，能夠提供較大的視場范圍，進而能夠提升用戶的視覺體驗。

但是上述技術方案中存在以下問題：

上述發明在實現焦距變更上使用的是光折射原理，光折射角度由液晶中心向四周逐漸加大，從而實現人工設定近眼顯示焦距。但是這樣的折射隨著角度加大，色散現象逐漸明顯，最終無法實現擴大視場角，為了避免色散造成的“彩虹”現象，也只能犧牲視場角的廣度。側后方的雜散光照射在折射結構上會造成明顯的光暈和“彩虹”斑，嚴重影響消費者的視野、體驗和行動安全。這樣的效果其實跟衍射光波導沒有本質上的區別，仍舊沒有走出光學光波導和衍射光波導的缺陷。簡單地說，這種折射結構實質上就是光波導結構，在成像光出射的原理上跟光波導沒有區別，在應用于類似于AR眼鏡的產品中時，折射結構會干擾一半的自然光，使一半的自然光角度發生偏轉，這就使得若想要避免自然光偏轉，則只能用常黑屏結構，勢必會造成透光率下降，而若需要保障透光率，則無法避免自然光偏轉，從而導致自然景象紊亂。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供一種基于像素的曲面近眼顯示方法、曲面近眼顯示器及曲面近眼顯示系統。

為實現以上技術目的，本發明的第一種技術方案是：