[發明專利]近眼顯示裝置及近眼顯示系統

在審

• 申請號: 202110429900.8
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113109946A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 白家榮;董學;張浩;董瑞君;王晨如;栗可;武玉龍;韓娜;陳麗莉;張永忠
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京博思佳知識產權代理有限公司 11415
• 代理人: 陳蕾

本公開提供一種近眼顯示裝置及近眼顯示系統。該近眼顯示裝置包括：圖像采集組件，包括圖像傳感器和第一鏡頭，所述圖像傳感器用于通過所述第一鏡頭獲取圖像信息；圖像顯示組件，包括顯示器和第二鏡頭，所述顯示器用于根據所述圖像信息顯示目標圖像，所述第二鏡頭設于所述顯示器的出光側，用于對所述顯示器顯示的所述目標圖像進行整形；所述第一鏡頭和/或所述第二鏡頭為折衍混合透鏡，所述折衍混合透鏡包括相反的衍射透鏡面和折射透鏡面。本公開能夠精簡光路系統。

技術領域

本公開涉及顯示技術領域，尤其涉及一種近眼顯示裝置及近眼顯示系統。

背景技術

MR(Mixed Reality，混合現實)技術是虛擬現實技術的進一步發展，該技術通過在虛擬環境中引入現實場景信息，在虛擬世界、現實世界和用戶之間搭起一個交互反饋的信息回路，可以增強用戶體驗的真實感。基于MR技術的近眼顯示裝置通常是由圖像采集組件采集圖像，并由顯示器顯示圖像。然而，為了實現消色散的效果，常采用雙膠合消色差透鏡組或多片透鏡組，進而導致光路系統復雜化。

發明內容

本公開的目的在于提供一種近眼顯示裝置及近眼顯示系統，能夠精簡光路系統。

根據本公開的一個方面，提供一種近眼顯示裝置，包括：

圖像采集組件，包括圖像傳感器和第一鏡頭，所述圖像傳感器用于通過所述第一鏡頭獲取圖像信息；

圖像顯示組件，包括顯示器和第二鏡頭，所述顯示器用于根據所述圖像信息顯示目標圖像，所述第二鏡頭設于所述顯示器的出光側，用于對所述顯示器顯示的所述目標圖像進行整形；

其中，所述第一鏡頭和/或所述第二鏡頭為折衍混合透鏡，所述折衍混合透鏡包括相反的衍射透鏡面和折射透鏡面。

進一步地，所述第一鏡頭和所述第二鏡頭均為折衍混合透鏡，所述第一鏡頭的衍射透鏡面為所述圖像采集組件的入光側，所述第二鏡頭的衍射透鏡面面向所述顯示器的出光側。

進一步地，所述第二鏡頭的逆向光路畸變與所述第一鏡頭的畸變在各視場角處相等。

進一步地，所述衍射透鏡面包括基底面以及設于所述基底面的光柵結構。

進一步地，所述折射透鏡面或所述基底面為偶次非球面。

進一步地，所述偶次非球面的面型方程為：

其中，Z為所述偶次非球面上任一點相對于所述偶次非球面的頂點的切面的軸向間距，r為所述偶次非球面上任一點相對于所述折衍混合透鏡的主光軸的徑向距離，c是所述偶次非球面的頂點的曲率，k是二次曲面系數，i是正整數，A_2i是2i階非球面系數。

進一步地，所述光柵結構的相位方程為：

其中，為衍射透鏡面對入射光的相位調制，r為偶次非球面上任一點相對于折衍混合透鏡的主光軸的徑向距離，i是正整數，C_2i為相位系數。

進一步地，所述第一鏡頭的材料的折射率或所述第二鏡頭的材料的折射率為1.49。

進一步地，所述圖像采集組件還包括：

紅外濾光片，設于所述第一鏡頭的出光側。

根據本公開的一個方面，提供一種近眼顯示系統，包括上述的近眼顯示裝置。