一种显示器及头戴式显示装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种显示器，包括显示元件和第一光学组件；其中，所述显示元件包括多个显示区,每个所述显示区包括多个像素单元；每个所述显示区内所述像素单元的显示颜色相同，不同所述显示区的所述像素单元的显示颜色不同；所述第一光学组件用于将多个所述显示区的图像光线汇聚交叠形成显示图像。所述头戴式显示装置，包括上述显示器。本发明提供的显示器结构简单，降低了制备显示元件的加工工艺精度，且提高了显示分辨率。
【专利说明】
一种显示器及头戴式显示装置
技术领域
[0001]本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示器及头戴式显示装置。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的不断发展，在显示技术领域中，虚拟现实头戴设备受到了用户的广泛青睐。用于虚拟现实和增强现实的头戴显示装置由于提供显示物体沉浸感强、私密性好、可移动性强一直以来是近年来显示领域的热门产品。头戴显示装置可以应用于如3D电影、视频游戏和运动等应用，也可以应用于如科学研究、飞行训练、沉浸式娱乐等高端应用。
[0003]目前市场上的头戴现实装置的结构复杂，其制作工艺要求高，在低成本条件下很难做到高分辨率，且需要复杂的光学放大系统，成本较高。并且图像经放大后，画面的颗粒感很强，像素点过于明显，大大降低了画质观感。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种显示器和头戴式显示装置，以实现增强画质观感的目的。
[0005]第一方面，本发明实施例提供了一种显示器，包括:
[0006]显示元件和第一光学组件；
[0007]其中，所述显示元件包括多个显示区，每个所述显示区包括多个像素单元;每个所述显示区内所述像素单元的显示颜色相同，不同所述显示区的所述像素单元的显示颜色不同；所述第一光学组件用于将多个所述显示区的图像光线汇聚交叠形成显示图像。
[0008]第二方面，本发明实施例还提供了一种头戴式显示装置，包括第一方面所述的显示器。
[0009]本发明实施例提供的显示器包括显示元件和第一光学组件，其中所述显示元件包括多个显示区，且每个所述显示区内所述像素单元的显示颜色相同，不同所述显示区的所述像素单元的显示颜色不同，所述第一光学组件用于将多个所述显示区的图像光线汇聚交叠形成显示图像。
[0010]本发明实施例通过将显示元件分为多个显示颜色不同显示区，每个显示区形成一独立画面，各显示区形成的独立画面经第一光学组件汇聚交叠形成显示图像，相比于现有技术中需要依次周期排列设置不同颜色子像素的显示面板相比，本发明实施例提供的显示器结构简单，降低了制备显示元件的加工工艺精度，且提高了显示分辨率。
【附图说明】
[0011]图1a为本发明实施例提供的显示器与现有技术常用显示面板的结构对比示意图；
[0012]图1b为本发明实施例提供的沿图1a中AA方向显示器的剖面结构示意图；
[0013]图2为现有技术中常见的液晶显示面板的结构示意图；
[0014]图3为本发明实施例提供的一种显示元件的结构示意图；
[0015]图4为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图；
[0016]图5为现有技术中常用的一种OLED显示面板的结构示意图；
[0017]图6为现有技术中一种制备发光层的精细金属掩模的结构示意图；
[0018]图7为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图；
[0019]图8为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图；
[0020]图9为本发明实施例提供的一种显示区的排列方式示意图；
[0021]图10为发明实施例提供又一种显示区的排列方式示意图；
[0022]图11为发明实施例提供又一种显示区的排列方式示意图；
[0023]图12为本发明实施例提供的又一种显示器的结构示意图；
[0024]图13为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图；
[0025]图14为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图；
[0026]图15为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图
[0027]图16为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图；
[0028]图17为本发明实施例提供的一种头戴式显示装置的内部结构示意图；
[0029]图18为本发明实施例提供的一种头戴式显示装置的外形示意图；
[0030]图19为本发明实施例提供的一种头戴式虚拟现实眼镜的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0032]图1a为本发明实施例提供的显示器与现有技术常用显示面板的结构对比示意图。其中图1a中上方为本发明实施例提供的显示器，图1a中下方为现有技术常用显示面板。如图1a所示，现有技术常用显示面板包括矩阵式排布的像素单元31，每三个不同颜色的像素单元为一排列周期。每行像素单元的排布方式为红色(R)像素单元、绿色(G)像素单元、蓝色(B)像素单元周期性排列。3个像素单元31沿行方向上的长度L1与像素单元31沿列方向上的长度L2相等。现有技术中的显示面板由于需要周期性的排布不同颜色的像素单元，因此在显示面板的制备过程中工艺相对较复杂。并且随着用户对显示面板分辨率的需求越来越高，使单个像素单元的尺寸也越来越小，因此像素单元的工艺制备极限尺寸制约了显示面板分辨率的提尚。
[0033]图1b为本发明实施例提供的沿图1a中AA方向显示器的剖面结构示意图。参见图1a和图lb，本实施例提供的显示器包括:显示元件10和第一光学组件20。其中，显示元件10包括多个显示区(图1a示例性的设置三个显示区)，分别为显示区11、显示区12和显示区13。每个显示区包括多个像素单元。每个显示区内像素单元的显示颜色相同，不同显示区的像素单元的显示颜色不同。示例性的，设置显示区11的像素单元111的显示颜色为红色(R)，显示区12的像素单元121的显示颜色为绿色(G)，显示区13的像素单元131的显示颜色为蓝色(B)。图1a中显示区11的像素单元111和显示区12的像素单元121的显示颜色不同，显示区12的像素单元121和显示区13的像素单元131的显示颜色不同，显示区11的像素单元111和显示区13的像素单元131的显示颜色不同。第一光学组件20用于将多个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)的图像光线汇聚交叠形成显示图像。
[0034]本发明实施例通过将不同显示颜色的像素单元设置在不同显示区，不同显示颜色的数据信号分别传输至显示元件的不同显示区，可以在不同显示区形成多幅相对独立的画面。每个显示区形成的画面内容相同，但画面颜色不同。通过第一光学组件将不同显示区的多幅内容相同，但画面颜色不同的画面汇聚交叠组合形成彩色的显示图像。本实施例提供的显示器相比于现有技术中常用的显示面板，将显示元件分为多个显示区，分区形成不同颜色的画面，因此在制备过程中不受单个像素单元尺寸的限制，所以本发明实施例降低了制备显示元件的加工工艺精度以及工艺难度。此外相比于现有技术中不同显示颜色的像素单元的数据信号的提供相互交叉，本发明实施例仅需将不同显示颜色的数据信号分别传输至显示元件的不同显示区，形成处于不同显示区的多幅相对独立的画面，数据信号传输方式简单。在显示单色画面时，只需为对应颜色的显示区中的数据线提供数据信号。
[0035]参见图la，若本发明实施例提供的显示器的像素单元沿行方向的长度等于沿列方向上的长度，且像素单元(像素单元111、像素单元121、像素单元131)沿行方向的长度与现有技术中显示面板的像素单元31沿行方向的长度相等时，本发明实施例提供的显示器的分辨率为现有技术常用显示面板分辨率的三倍，显著增强了画质观感。
[0036]需要说明的是，本发明提供的显示器中多个显示区对应的像素单元的数量可以相同，也可以不同。为避免不同显示区的图像光线在汇聚交叠时出现偏移导致显示不良的问题，优选的，设置多个显示区对应的像素单元的数量相同。参见图la，示例性的，显示区11、显示区12和显示区13均包括81个像素单元。
[0037]为避免显示图像出现形变以及比例失调，本实施例优选的设置像素单元的形状为正方形。
[0038]本发明实施例中可选的显示区的数目大于或者等于3，各所述显示区内像素单元的显示颜色混合成白色。例如采用常用的三原色，显示区的数目为三个，各显示区内像素单元的显示颜色分别为:如红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。
[0039]需要说明的是，本发明实施例提供的显示器中的显示元件可以是液晶显示面板，也可以是有机发光显示面板(Organic Light Emitting D1de，0LED)。图2为现有技术中常见的液晶显示面板的结构示意图，如图2所示，常用的液晶显示面板大都包括相对设置的TFT阵列基板1、彩膜基板2以及位于阵列基板I和彩膜基板2之间的液晶层3。为实现彩色图像的显示，彩膜基板2还包括色阻单元201阵列。每一色阻单元对应阵列基板I中的一像素单元。由于显示面板分辨率的需求越来越高，单个像素单元的尺寸越来越小，因此对制备色阻单元201阵列的精度的需求也越来越高。色阻单元201阵列制备精度进一步限制了液晶显示面板分辨率的提高。图3为本发明实施例提供的一种显示元件的结构示意图。如图3所示，本发明实施例提供的显示元件10包括多个显示区，分别为显示区11、显示区12和显示区13。每个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)包括多个像素单元(未示出)。每个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)内像素单元的显示颜色相同，不同显示区(显示区11、显示区12和显示区13)的像素单元的显示颜色不同。与图1a和图1b所示显示器不同的是，图3中显示元件10为液晶显示面板。为实现显示元件10能够正常显示彩色图像，还需在其出光侧设置色阻层14。色阻层14包括多个不同颜色的色阻区，每个所述色阻区与一个显示区对应设置，且色阻区颜色为对应的显示区内像素单元的显示颜色。当光线经过不同颜色的色阻区后会显示相应颜色的光，进而混合出各种不同的颜色，拥有不同的色彩变化，实现彩色图像的显示。图3示例性的设置显示区11、显示区12和显示区13内像素单元的显示颜色分别为红(R)、绿(G)和蓝(B)。相应的，色阻层14包括三个色阻区，分别为色阻区141(R)、色阻区142(G)和色阻区143(B)，色阻区141对应显示区11，色阻区142对应显示区12，色阻区143对应显示区13。为描述方便，在附图及说明书中使用R、G、B标注色阻区颜色或显示区内像素单元的显示颜色。由于显示元件10为液晶显示面板，液晶本身并不发光，所以还需要背光源提供背光。参见图3，本发明实施例提供的显示元件10还包括背光源15，并且背光源15的发光颜色为白色。
[0040]本发明实施例提供的显示元件相比于图2中所示液晶显示面板，在制备过程中对色阻精度的制备需求降低，无需制备色阻单元阵列，只需为每个显示区配置相应颜色的色阻区即可，因此可以简化制备工艺，提升良率，降低生产成本。
[0041]图4为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图。如图4所示，本发明实施例提供的显示元件10包括多个显示区，分别为显示区11、显示区12和显示区13。每个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)包括多个像素单元(未示出)。每个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)内像素单元的显示颜色相同，不同显示区(显示区11、显示区12和显示区13)的像素单元的显示颜色不同。图4中显示元件10为液晶显示面板。显示元件10还包括:多种不同颜色的背光源(背光源151、背光源152和背光源153)，每种颜色的背光源与一个所述显示区对应设置(背光源151对应显示区11，背光源152对应显示区12，背光源153对应显示区13)，且背光源的颜色与对应的显示区内像素单元的显示颜色相同。图4所示显示元件，无需设置色阻层，仅需在不同的显示区设置相应颜色的背光源，由背光源直接发出相应颜色的光线，实现彩色图像显示。
[0042]需要说明的是，若本发明提供的显示器中的显示元件为液晶显示面板，无论液晶显示面板是否包括位于出光侧的色阻层，其背光源均可以包括多种不同颜色。每种颜色的背光源与一个所述显示区对应设置，且所述背光源的颜色与对应的显示区内像素单元的显示颜色相同。
[0043]图5为现有技术中常用的一种OLED显示面板的结构示意图，参见图5，目前OLED器件的发光层普遍采用真空蒸镀技术来制得，发光层16可以以红光发射层R、绿光发射层G或蓝光发射层B的形式形成。在发光层16的制备过程中，需要使用精细金属掩模17(如图6所示)分别单独沉积红光发射层R、绿光发射层G或蓝光发射层B。由于OLED器件对于分辨率的要求越来越高，从而使得像素密度也越来越高，每个像素单元所占面积也越来越小，因此对于精细金属掩模的结构要求越来越大。然而受到精细金属掩模加工难度大、成本高的限制，使得目前精细金属掩模无法应用于高分辨率OLED器件内发光层的制备。
[0044]图7为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图。如图7所示，本发明实施例提供的显示元件10包括多个显示区，分别为显示区11、显示区12和显示区13。每个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)包括多个像素单元(未示出)。每个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)内像素单元的显示颜色相同，不同显示区(显示区11、显示区12和显示区13)的像素单元的显示颜色不同。图7中显示元件10为有机发光显示面板。每个显示区内像素单元对应的发光层的发光颜色相同，不同显示区的像素单元对应的发光层的发光颜色不同。显示区11内像素单元对应的发光层161的发光颜色为红色(R)，显示区12内像素单元对应的发光层162的发光颜色为绿色(G)，显示区13内像素单元对应的发光层163的发光颜色为蓝色(B)。
[0045]图7提供的显示元件，由于每个显示区内像素单元对应的发光层的发光颜色相同，不同显示区的像素单元对应的发光层的发光颜色不同。显示区11内像素单元对应的发光层161的发光颜色为红色(R)，显示区12内像素单元对应的发光层162的发光颜色为绿色(G)，显示区13内像素单元对应的发光层163的发光颜色为蓝色(B)。因此，相比于图5中常用的OLED显示面板，在进行发光层的蒸镀时，掩膜版的蒸镀开口数量减少，且蒸镀开口的精度降低，所需掩膜版的蒸镀开口可以对应显示区的面积，简化了掩膜版结构，不再需要精细的加工需求。
[0046]OLED显示器的全彩显示除包括R(红)G(绿)B(蓝)像素单元独立发光方式外，还可以采用白光OLED结合彩色滤光膜方式。图8为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图。如图8所示，本发明实施例提供的显示元件10包括多个显示区，分别为显示区11、显示区12和显示区13。每个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)包括多个像素单元(未示出)。每个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)内像素单元的显示颜色相同，不同显示区(显示区11、显示区12和显示区13)的像素单元的显示颜色不同。图8中显示元件10为有机发光显示面板。显示区U、显示区12和显示区13内像素单元对应发光层的发光颜色为白色(W)。显示元件10还包括位于出光侧的色阻层14，所述色阻层14包括多个不同颜色的色阻区(色阻区141、色阻区142和色阻区143)，每个色阻区与一个显示区对应设置(色阻区141对应显示区11，色阻区142对应显示区12，色阻区143对应显示区13)，且色阻区颜色与对应的显示区内像素单元的显示颜色相同。
[0047]需要说明的是，本发明对于显示元件中的多个显示区的排列方式不做限定，只要保证第一光学组件能够将多个显示区的图像光线汇聚交叠形成显示图像即可。在不同的实施方式中，可以根据实际应用场景调节显示区的排列位置以及第一光学组件的设置位置及内部结构，使第一光学组件将多个显示区的图像光线汇聚交叠形成显示图像。为简化制备工艺，本发明实施例优选的设置显示元件中的多个显示区依次排列，且多个显示区的中心点位于同一直线上。
[0048]在其他实施方式中，还可以设置多个显示区多行多列排列，如图9所示，显示元件10包括4个显示区，分别为显示区11、显示区12、显示区13、和显示区14。图9示例性的设置多个显示区呈两行两列排列。其中，显示区11内像素单元的显示颜色为红色，显示区12内像素单元的显示颜色为绿色，显示区13内像素单元的显示颜色为蓝色，显示区14内像素单元的显示颜色为白色。
[0049]图10为发明实施例提供又一种显示区的排列方式示意图。如图10所示，显示元件10包括多条数据线18和多条扫描线19，多条数据线18和多条扫描线19绝缘交叉限定出多个像素单元。其中，多个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)沿数据线18延伸方向依次设置。在显示一帧画面时，各扫描线19逐行输入扫描信号，不同颜色显示区数据信号分时输入。具体的，一帧画面的驱动时间分为第一时间段、第二时间段和第三时间段。各数据线18在第一时间段为显示区11提供数据信号，在第二时间段为显示区12提供数据信号，在第三时间段为显示区13提供数据信号。
[0050]图11为发明实施例提供又一种显示区的排列方式示意图。如图11所示，显示元件10包括多条数据线18和多条扫描线19，多条数据线18和多条扫描线19绝缘交叉限定出多个像素单元。其中，多个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)沿扫描线19延伸方向依次设置。在显示一帧画面时，各扫描线19逐行输入扫描信号，不同颜色显示区数据信号同时输入，并且不同颜色显示区的数据信号不交叉，因此驱动芯片运算简单。
[0051]在上述实施例的基础上，本发明中的第一光学组件包括至少一个反射镜片以及至少一个半反半透光学镜片，且每一显示区对应一反射镜片或一半反半透光学镜片。反射镜片以及半反半透光学镜片的数量以及设置位置可以根据显示元件中显示区的数量以及排列方式确定。例如当显示元件中的多个显示区为多行多列排列时，每行或每列的第一个或最后一个显示区对应设置一个反射镜片，该行或该列的其他显示区对应设置半反半透光学镜片。当显示元件中的多个显示区依次排列，且多个显示区的中心点位于同一直线上时，该条直线上排列的第一个显示区或最后一个显示区对应设置一个反射镜片，其他显示区对应设置半反半透光学镜片。图12为本发明实施例提供的又一种显示器的结构示意图。如图12所示，显示元件10包括3个显示区，分别为显示区11、显示区12和显示区13。每个显示区(显示区11、显示区12和显示区13)内像素单元的显示颜色相同，不同显示区(显示区11、显示区12和显示区13)的像素单元的显示颜色不同。显示区11内像素单元的显示颜色为红色(R)，显示区12内像素单元的显示颜色为绿色(G)，显示区13内像素单元的显示颜色为蓝色(B)。第一光学组件20包括反射镜片22、半反半透光学镜片231和半反半透光学镜片232。其中，显示区11对应反射镜片22设置，显示区12对应半反半透光学镜片231设置，显示区13对应半反半透光学镜片232设置。显示区11内各像素单元发出的光线112依次通过反射镜片22反射、半反半透光学镜片231透射以及半反半透光学镜片232透射;显示区12内各像素单元发出的光线122依次通过半反半透光学镜片231反射以及半反半透光学镜片232透射;显示区13内各像素单元发出的光线132通过半反半透光学镜片232反射。光线112、光线122和光线132汇聚交叠最终形成显示图像。
[0052]为节省空间以及简化第一光学组件20的结构，参见图12，优选的，设置反射镜片或半反半透光学镜片位于对应的显示区的出光侧正前方。
[0053]由于各显示区位于同一平面内，为避免各显示区的图像汇聚融合时出现像差，本实施例优选的，设置反射镜片所在平面与各半反半透光学镜片所在平面相互平行。参见图12，反射镜片22所在平面、半反半透光学镜片231所在平面以及半反半透光学镜片232所在平面相互平行。
[0054]通过设置第一光学组件中反射镜片以及半反半透光学镜片的位置，可以调整观察者与显示元件的相对位置。例如图12中反射镜片22所在平面、半反半透光学镜片231所在平面以及半反半透光学镜片232所在平面与显示元件10所在平面之间夹角为45°时，显示元件10可以不用设置在观察者正前方，而是设置于观察者左右任意一侧。
[0055]光线经过第一光学组件中的反射镜片或者半反半透光学镜片后，光线亮度有所变化，进而会导致汇聚交叠形成的显示图像有所失真。例如图12中，光线112到达反射镜片22时的光线亮度为Al，经过反射镜片22反射后到达半反半透光学镜片231，一部分经半反半透光学镜片231透射，一部分经半反半透光学镜片231反射损失掉，经半反半透光学镜片231透射后的光线亮度为BI，到达半反半透光学镜片232后，一部分经半反半透光学镜片232透射，一部分经半反半透光学镜片232反射损失掉，经半反半透光学镜片232透射后的光线亮度为Cl。其中，ADBDCl。光线122达到半反半透光学镜片231时的亮度为A2，光线122—部分经半反半透光学镜片231反射到达半反半透光学镜片232，一部分经半反半透光学镜片231透射损失掉，到达半反半透光学镜片232的光线亮度为B2，到达半反半透光学镜片232后，一部分经半反半透光学镜片232透射，一部分经半反半透光学镜片232反射，经半反半透光学镜片232透射后的光线亮度为C2。其中A2>B2>C2。光线132到达半反半透光学镜片232时的亮度为A3，光线132—部分经半反半透光学镜片232反射，一部分经半反半透光学镜片232透射损失掉，经半反半透光学镜片232反射后的光线亮度为C3。其中A3>C3。若A1=A2 = A3，经反射镜片22、半反半透光学镜片231以及半反半透光学镜片232后，有可能出现C1、C2以及C3不相等的情况。本实施例可以控制调整多个显示区的图像光线经过所述第一光学组件后的最大亮度相同，进而可以避免由于光线在第一光学组件中的亮度损失导致图像显示失真的问题。控制调整多个显示区的图像光线经过所述第一光学组件后的最大亮度相同的方式有多种，下面介绍几种可选实施方式:
[0056]第一种，可以根据第一光学组件中各反射镜片以及半反半透光学镜片的光学性质(反射率和折射率等)，通过外部控制电路或者驱动芯片控制调节不同的显示区内像素单元的显示亮度，使多个显示区的图像光线经过所述第一光学组件后的最大亮度相同。
[0057]第二种，还可以通过调整不同显示区对应的背光源的亮度，实现多个显示区的图像光线经过所述第一光学组件后的最大亮度相同。
[0058]第三种，调节显示元件中各显示区的面积比例和/或选择适当光学性质的各反射镜片以及半反半透光学镜片，使多个显示区的图像光线经过所述第一光学组件后的最大亮度相同。
[0059]需要说明的是，上述各实施例中示例性的设置显示区的形状为矩形。在其他实施方式中，显示区的形状还可以是圆形、椭圆形以及其他多边形或不规则图形，本发明对显示区的形状不做限定。
[0060]此外上述实施例中的各附图中示例性的设置多个显示区的面积相同，也并非对本发明实施例的限定。由于显示区内像素单元的显示颜色不同，第一光学组件对不同颜色的光线的折射率和反射率不同，若设置多个显示区的面积相同，容易引起色散。因此本发明实施例为解决色散问题，设置多个显示区的面积不同，且显示区的面积与显示区内像素单元的显示颜色对应波长成正比。参见图13，显示区11内像素单元的显示颜色为红色(R)，显示区12内像素单元的显示颜色为绿色(G)，显示区13内像素单元的显示颜色为蓝色(B)，红色光线的波长大于绿色光线的波长，绿色光线的波长大于蓝色光线的波长。因此，显示区11的面积大于显示区12的面积，显示区12的面积大于显示区13的面积。
[0061]其中，设置多个显示区的面积不同有多种实现方式，例如可以设置多个显示区中相邻像素单元之间的间距不同和/或不同所述显示区中所述像素单元的面积不同。图14为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图。参见图14所示，显示区11内像素单元的显示颜色为红色(R)，显示区12内像素单元的显示颜色为绿色(G)，显示区13内像素单元的显示颜色为蓝色(B)，红色光线的波长大于绿色光线的波长，绿色光线的波长大于蓝色光线的波长。显示区11中相邻像素单元111之间的间距CU大于显示区12中相邻像素单元121之间的间距d2，显示区12中相邻像素单元121之间的间距d2大于显示区13中相邻像素单元131之间的间距d3。
[0062]图15为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图。参见图15，显示区11内像素单元111的显示颜色为红色(R)，显示区12内像素单元121的显示颜色为绿色(G)，显示区13内像素单元131的显示颜色为蓝色(B)，红色光线的波长大于绿色光线的波长，绿色光线的波长大于蓝色光线的波长。显示区11中相邻像素单元111之间的间距CU、显示区12中相邻像素单元121之间的间距出与显示区13中相邻像素单元131之间的间距d3相等。但显示区11中像素单元111的面积大于显示区12中像素单元121的面积，显示区12中像素单元121的面积大于显示区13中像素单元131的面积。
[0063]图16为本发明实施例提供的又一种显示元件的结构示意图。如图16所示，显示区11内像素单元111的显示颜色为红色(R)，显示区12内像素单元121的显示颜色为绿色(G)，显示区13内像素单元131的显示颜色为蓝色(B)，红色光线的波长大于绿色光线的波长，绿色光线的波长大于蓝色光线的波长。显示区11中相邻像素单元111之间的间距CU大于显示区12中相邻像素单元121之间的间距d2，显示区12中相邻像素单元121之间的间距山大于显示区13中相邻像素单元131之间的间距d3。显示区11中像素单元111的面积大于显示区12中像素单元121的面积，显示区12中像素单元121的面积大于显示区13中像素单元131的面积。
[0064]本发明实施例还提供一种头戴式显示装置，所述头戴式显示装置包括上述任意实施例所述的显示器。佩戴本发明实施例提供的头戴式显示装置可以将人对外界的视觉封闭，引导观看者产生一种身在虚拟环境中的感觉，因此可以带给用户完全的沉浸感。本发明实施例提供的头戴式显示装置例如可以是虚拟现实头盔以及虚拟现实眼镜等。本发明实施例提供的头戴式显示装置结构简单，将显示元件分为多个显示区分别形成不同显示颜色的相同独立画面，然后通过第一光学组件将不同显示颜色的相同独立画面汇聚融合形成显示图像，以提升显示器的分辨率。解决了现有技术中虚拟现实装置图像模糊颗粒感强的弊端，提高了画质观感。
[0065]在上述实施例的基础上，可选的，设置头戴式显示装置中显示器的多个显示区的面积不同，且与显示区的图像光线的光路长度成正比。其中图像光线的光路长度为从显示区出光侧到入射到人眼的光线路径长度。参见图17所示，由于显示器中第一光学组件对不同显示区光线发生反射或透射，不同显示区所对应的虚像位置不同。显示区11所对应的虚像113、显示区12所对应的虚像123以及显示区13所对应的虚像133与人眼之间的距离不同，不同显示区图像光线的光路长度也不同。显示区11图像光线的光路长度SS1，显示区12图像光线的光路长度为&，显示区13图像光线的光路长度为&，其中&>&>&。为消除不同显示区的图像光线的光路长度不同引起的像差问题，本实施例设置多个显示区的面积不同，并且多个显示区的面积与显示区的图像光线的光路长度成正比。参见图17，显示区11的面积大于的显示区12的面积，显示区12的面积大于显示区13的面积。在其他实施方式中还可以根据具体光路的需要设置不同显示区的面积。
[0066]可选的，参见图17，本发明实施例提供的头戴式显示装置还包括第二光学组件24，第二光学组件24用于将显示图像进行放大。第二光学组件24例如可以包括多个透镜组。
[0067]图18为本发明实施例提供的一种头戴式显示装置的外形示意图，如图18所示，本发明实施例提供的头戴式显示装置还包括支撑框架25，显示器26以及第二光学组件24位于支撑框架25内。
[0068]本发明实施例提供的头戴式显示装置还可以包括多个显示器。参见图19所示头戴式虚拟现实眼镜，使用两个显示器，分别为显示器261和显示器262。显示器261包括显示元件2611和第一光学组件2612，显不器262包括显不兀件2621和第一光学组件2622。头戴式虚拟现实眼镜还包括其他用于支持其正常工作的元器件，例如中央处理器32等。中央处理器32用于将第一数据信息、第二数据信息分别发送至显示元件2611和显示元件2621进行显示。显示元件2611形成的画面通过第一光学组件2612汇聚交叠形成显示图像后经第二光学组件24入射一只人眼。显示元件2621形成的画面通过第一光学组件2622汇聚交叠形成显示图像后经第二光学组件24入射另一只人眼。使用时，观察者一只眼看到显示元件2611的图像内容，另一只眼看到是显示元件2621的图像内容，通过两眼视差，可以产生3D的感觉。本实施例提供的头戴式虚拟现实眼镜包括两个显示器，左右眼分别观看不同显示器上对应的内容，从而实现3D效果。
[0069]需要说明的是，图1a-图19中具有诸多相同之处，其相同之处在后续附图中沿用相同的附图标记，且相同之处不再赘述。
[0070]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种显示器，其特征在于，包括: 显示元件和第一光学组件； 其中，所述显示元件包括多个显示区，每个所述显示区包括多个像素单元;每个所述显示区内所述像素单元的显示颜色相同，不同所述显示区的所述像素单元的显示颜色不同；所述第一光学组件用于将多个所述显示区的图像光线汇聚交叠形成显示图像。2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，多个所述显示区对应的像素单元的数量相同。3.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述显示元件为液晶显示面板，且所述像素单元的形状为正方形。4.根据权利要求3所述的显示器，其特征在于，所述液晶显示面板包括位于出光侧的色阻层，所述色阻层包括多个不同颜色的色阻区，每个所述色阻区与一个所述显示区对应设置，且所述色阻区颜色为对应的显示区内像素单元的显示颜色。5.根据权利要求4所述的显示器，其特征在于，所述液晶显示面板还包括:背光源，所述背光源的发光颜色为白色。6.根据权利要求3所述的显示器，其特征在于，所述液晶显示面板还包括: 多种不同颜色的背光源，每种颜色的背光源与一个所述显示区对应设置，且所述背光源的颜色与对应的显示区内像素单元的显示颜色相同。7.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述显示元件为有机发光显示面板，每个所述显示区内像素单元对应的发光层的发光颜色相同，不同所述显示区的像素单元对应的发光层的发光颜色不同。8.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述显示装置为有机发光显示面板，所述显示区内像素单元对应发光层的发光颜色为白色； 所述有机发光显示面板还包括位于出光侧的色阻层，所述色阻层包括多个不同颜色的色阻区，每个所述色阻区与一个所述显示区对应设置，且所述色阻区颜色与对应的显示区内像素单元的显示颜色相同。9.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，多个所述显示区依次排列，且多个所述显示区的中心点位于同一直线上。10.根据权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述显示元件包括多条数据线和多条扫描线，多条所述数据线和多条所述扫描线绝缘交叉限定出多个所述像素单元； 其中，多个所述显示区沿数据线延伸方向或沿扫描线延伸方向依次设置。11.根据权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述第一光学组件包括一个反射镜片以及至少一个半反半透光学镜片，且每一显示区对应一反射镜片或一半反半透光学镜片。12.根据权利要求11所述的显示器，其特征在于，所述反射镜片或所述半反半透光学镜片位于所述显示区的出光侧正前方。13.根据权利要求11所述的显示器，其特征在于，所述反射镜片所在平面与所述半反半透光学镜片所在平面相互平行。14.根据权利要求13所述的显示器，其特征在于，所述反射镜片所在平面与所述显示元件所在平面之间夹角为45°。15.根据权利要求11所述的显示器，其特征在于，多个所述显示区的图像光线经过所述第一光学组件后的最大亮度相同。16.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，多个所述显示区的面积不同，且与所述显示区内像素单元的显示颜色对应波长成正比。17.根据权利要求16所述的显示器，其特征在于，多个所述显示区中相邻像素单元之间的间距不同，且与所述显示区内像素单元的显示颜色对应波长成正比。18.根据权利要求16或17所述的显示器，其特征在于，不同所述显示区中所述像素单元的面积不同，且与所述显示区内像素单元的显示颜色对应波长成正比。19.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，多个所述显示区的形状为矩形或圆形。20.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述显示区的数目大于或者等于3，各所述显示区内像素单元的显示颜色混合成白色。21.根据权利要求20所述的显示器，其特征在于，所述显示区的数目为三个，所述显示区内像素单元的显示颜色分别为:红色、绿色和蓝色。22.—种头戴式显示装置，其特征在于，包括权利要求1-21中任一项所述的显示器。23.根据权利要求22所述的头戴式显示装置，其特征在于，多个所述显示区的面积不同，且与所述显示区的图像光线的光路长度成正比，所述图像光线的光路长度为从显示区出光侧到入射到人眼的光线路径长度。24.根据权利要求22所述的头戴式显示装置，其特征在于，还包括:第二光学组件，所述第二光学组件用于将所述显示图像进行放大。25.根据权利要求24所述的头戴式显示装置，其特征在于，还包括:支撑框架，所述显示器以及所述第二光学组件位于所述支撑框架内。
【文档编号】G02B27/01GK106097899SQ201610421066
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月14日 公开号201610421066.7, CN 106097899 A, CN 106097899A, CN 201610421066, CN-A-106097899, CN106097899 A, CN106097899A, CN201610421066, CN201610421066.7
【发明人】金慧俊
【申请人】上海中航光电子有限公司, 天马微电子股份有限公司