一种集成视力矫正的双目近眼显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种集成视力矫正的双目近眼显示装置，适用于头戴式显示设备及可穿戴智能设备。该装置包含：微显示屏：用于发出携带图像信息的光线；投影镜头：用于准直所述微显示屏所发出的光线，使得光线在传播一定距离后可形成放大的像；光学镜片，用于矫正佩戴者的视力；入耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面；左出耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面；右出耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面。该装置采用了双目一体化结构，可集成近眼显示与视力矫正两大功能，可为患有视力缺陷的佩戴者改善其用户体验。

Binocular near eye display device with integrated vision correction

The invention discloses a binocular near eye display device with integrated vision correction, which is suitable for a head mounted display device and wearable intelligent equipment. The device comprises a micro display: a light for carrying image information; projection lens: for a collimation of the micro display light, make the light amplification can be spread in the form like after a certain distance; optical lenses for correcting the wearer's vision; the coupling optical element: coated or attached to the the outer surface of the optical lens; the left coupling optical components: coated or attached to the outer surface of the optical lens; right coupling optical elements: coated or attached to the outer surface of the optical lens. The device adopts a binocular integrated structure, which integrates two functions of near eye display and vision correction, which can improve the user experience for wearers with visual impairment.

【技术实现步骤摘要】
一种集成视力矫正的双目近眼显示装置
本专利技术涉及可穿戴显示
，尤其涉及一种集成视力矫正的双目近眼显示装置。
技术介绍
增强现实(AugmentedReality/AR)，被定义为用于实现由计算机生成的虚拟世界与真实世界进行融合与交互的技术统称。透视型(See-Through)近眼显示(Near-EyeDisplay)---又称头戴式显示---是增强现实的关键技术之一，是虚拟世界与真实世界的共同可视化载体。透视型近眼显示要求位于眼部前方的屏幕不仅可以显示虚拟图像，而且必须具有较高的透明度以保障周围环境的可见度。光学透视型按导光方式可分为三类较为主流的方案，即(1)合束器(BeamCombiner)、(2)自由曲面/平面波导(Freeform/PlanarWaveguide)、(3)视网膜投影。合束器通常为一个由两块三角形棱镜粘合而成的方块，可使部分光线透射，部分光线反射。自由曲面/平面波导则是先将微显示屏的光线耦合进入波导进行传播，然后再导出进入人眼。视网膜投影，以点源光束(Pinlight)技术为例，是利用类似小孔成像的原理将由点光源发出的光线经透明显示屏加载虚拟图像信息后投射至人眼视网膜。随着各类消费类电子产品的普及和使用频率的上升，屈光不正等视力问题，例如近视、远视、散光等，也随之在世界范围内逐渐高发。然而目前面向增强现实的近眼显示装置---以智能眼镜为代表---对患有视力缺陷的用户人群没有进行针对性的设计与优化。这迫使他们在佩戴智能眼镜的同时，需要额外再佩戴一副具有视力矫正功能的眼镜或隐形眼镜。这种分立的佩戴方式会极大地影响用户体验，从而制约以智能眼镜为代表的可穿戴智能设备的推广。如何实现可集成近眼显示与视力矫正的一体化光学设计，已成为本领域亟需解决的难题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种集成视力矫正的双目近眼显示装置。该装置可集成近眼显示与视力矫正，特别适用于患有近视、远视、散光等屈光不正的用户人群。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为一种集成视力矫正的双目近眼显示装置，其包括：微显示屏：用于发出携带图像信息的光线；投影镜头：用于准直所述微显示屏所发出的光线，使得光线在传播一定距离后可形成放大的像；光学镜片：用于矫正佩戴者的视力，具有双目一体化的结构，即可同时供左、右眼观看；入耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面，使得入射至其的光线发生衍射后，可继续在所述光学镜片的内部传播，并可产生左、右两个方向上的出射光线；左出耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面,使得入射至其的光线发生衍射后，可离开所述光学镜片，从而进入佩戴者的左眼；右出耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面，使得入射至其的光线发生衍射后，可离开所述光学镜片，从而进入佩戴者的右眼；上述微显示屏和投影镜头共同构成一个微投影仪。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述微显示屏为有机发光二极管显示、量子点发光二极管显示、数字微镜显示或者液晶显示。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述投影镜头是单个透镜，或者是由多个透镜、棱镜、光阑中的一种或多种光元件所组成的组合。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述投影镜头是定焦镜头，或者变焦镜头。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述光学镜片至少具有五个表面，其中至少有一个表面为凹面或凸面，其面形设计取决于佩戴者的视力。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述光学镜片的一个或多个表面镀有保护膜、抗反膜、抗眩膜、变色膜、滤光膜、抗紫外膜中的一种或多种功能膜。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述光学镜片的材料为玻璃或树脂。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述入耦合光元件为光栅、全息光元件、或者衍射光元件。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述左出耦合光元件为光栅、全息光元件、或者衍射光元件。作为对本专利技术所述技术方案的一种改进，所述右出耦合光元件为光栅、全息光元件、或者衍射光元件。本专利技术的集成视力矫正的双目近眼显示装置集成了视力矫正功能，同时采用双目一体化的结构，相比双目分离的结构，减少了一个微投影仪的使用，从而进一步减小了装置的尺寸与重量，更降低了成本。且通过投影镜头的变焦，可产生不同深度或距离的图像，从而实现三维显示效果。此外，对于虚拟图像的光线而言，光学镜片起到了波导兼视力矫正的作用。对于真实场景的光线，光学镜片也起到了视力矫正的作用。这种设计使患有视力问题的用户无需额外佩戴眼镜，大大减少了整个装置的厚度与重量，显著改善了用户体验。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术的第一实施例的集成视力矫正的双目近眼显示装置的光路原理图；图2是本专利技术的第二实施例的集成视力矫正的双目近眼显示装置的光路原理图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一参照图1，本实施例的集成视力矫正的双目近眼显示装置包括：微显示屏101a：用于发出携带图像信息的光线；投影镜头101b：用于准直所述微显示屏101a所发出的光线，使得光线在传播一定距离后可形成放大的像；光学镜片102：用于矫正佩戴者的视力，具有双目一体化的结构，即可同时供左、右眼观看；入耦合光元件103：涂覆或贴合于所述光学镜片102的外表面，使得入射至其的光线发生衍射后，可继续在所述光学镜片102的内部传播，并可产生左、右两个方向上的出射光线；左出耦合光元件104a：涂覆或贴合于所述光学镜片102的外表面，使得入射至其的光线发生衍射后，可离开所述光学镜片102，从而进入佩戴者的左眼105a；右出耦合光元件104b：涂覆或贴合于所述光学镜片102的外表面，使得入射至其的光线发生衍射后，可离开所述光学镜片102，从而进入佩戴者的右眼105b；其中，微显示屏101a和投影镜头101b共同构成微投影仪101。优选地，本实施例中，微显示屏101a为有机发光二极管显示，本领域技术人员应当理解，也可以是量子点发光二极管显示、数字微镜显示或者液晶显示中的一种。投影镜头101b为单个透镜，也可以是由多个透镜、棱镜、光阑中的一种或多种光元件所组成的组合。投影镜头101b为焦距可变的变焦镜头，也可以是定焦镜头。光学镜片102至少具有五个表面，其中至少有一个表面为凹面或凸面，其面形设计取决于佩戴者的视力。本实施例中，光学镜片102具有六个表面，包括第一表面102a：为一平面，镀有抗紫外膜；第二表面102b：为一平面；第三表面102c：为一平面；第四表面102d：为一凹面；第五表面102e：为一凹面；第六表面102f：为一平面。此外，光学镜片的一个或多个表面镀有保护膜、抗反膜、抗眩膜、变色膜、滤光膜、抗紫外膜中的一种或多种功能膜。本实施例中，在光学镜片102的第一表面102a镀有抗紫外膜。光学镜片102的材料为玻璃或树脂。入耦合光元件103为光栅、全息光元件、或者衍射光元件。本实施例中，入耦合光元件103为光栅，涂覆或贴合于所述光学镜片102的第六表面102f,与所述微投影仪101对向放置。左出耦合光元件104a与右出耦合光元件104b为光栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成视力矫正的双目近眼显示装置，其特征在于，其包括：a.微显示屏：用于发出携带图像信息的光线；b.投影镜头：用于准直所述微显示屏所发出的光线，使得光线在传播一定距离后可形成放大的像；c.光学镜片：用于矫正佩戴者的视力，具有双目一体化的结构，即可同时供左、右眼观看；d.入耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面，使得入射至其的光线发生衍射后，可继续在所述光学镜片的内部传播，并可产生左、右两个方向上的出射光线；e.左出耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面,使得入射至其的光线发生衍射后，可离开所述光学镜片，从而进入佩戴者的左眼；f.右出耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面，使得入射至其的光线发生衍射后，可离开所述光学镜片，从而进入佩戴者的右眼；上述微显示屏和投影镜头共同构成一个微投影仪。

【技术特征摘要】
1.一种集成视力矫正的双目近眼显示装置，其特征在于，其包括：a.微显示屏：用于发出携带图像信息的光线；b.投影镜头：用于准直所述微显示屏所发出的光线，使得光线在传播一定距离后可形成放大的像；c.光学镜片：用于矫正佩戴者的视力，具有双目一体化的结构，即可同时供左、右眼观看；d.入耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面，使得入射至其的光线发生衍射后，可继续在所述光学镜片的内部传播，并可产生左、右两个方向上的出射光线；e.左出耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面,使得入射至其的光线发生衍射后，可离开所述光学镜片，从而进入佩戴者的左眼；f.右出耦合光元件：涂覆或贴合于所述光学镜片的外表面，使得入射至其的光线发生衍射后，可离开所述光学镜片，从而进入佩戴者的右眼；上述微显示屏和投影镜头共同构成一个微投影仪。2.根据权利要求1所述的集成视力矫正的双目近眼显示装置，其特征在于：所述微显示屏为有机发光二极管显示、量子点发光二极管显示、数字微镜显示或者液晶显示。3.根据权利要求1所述的集成视力矫正的双目近眼显示装置，其特征在于：所述投影镜头是单个透镜，或...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超平，吴逸诗，金华溢，
申请(专利权)人：陈超平，
类型：发明
国别省市：上海,31