近眼显示装置和方法

近眼显示装置和方法
【专利摘要】一种近眼显示装置和方法。该近眼显示装置包括：显示面板和透镜模块，显示面板包括阵列排布的多个显示区域，各显示区域包括至少一个像素单元；透镜模块包括阵列排布的多个微透镜，多个微透镜包括多个偏转微透镜，偏转微透镜靠近透镜模块的一端比远离透镜模块的一端距离显示面板更近，各显示区域对应至少一个微透镜，且两个相邻的显示区域的相邻部分对应不同的两个微透镜，且两个微透镜包括至少一个偏转微透镜，偏转微透镜被配置为使两个相邻的显示区域通过透镜模块所成的虚像不重叠。由此，该近眼显示装置可既可降低了近眼显示装置的重量，还可解决了微透镜成像中成像重影或混色问题。
【专利说明】
近眼显示装置和方法
技术领域
[0001 ] 本发明的实施例设及一种近眼显示装置W及近眼显示方法。
【背景技术】
[0002] 目前，随着显示技术的不断发展，虚拟现实（Virtue Reality,VR)和近眼显示 (Near Eye Display,肥D)技术越来越受到人们的关注。近眼显示技术是可将图像直接投射 到观看者眼中的技术，从而实现浸入式的显示体验。
[0003] 通常，近眼显示器的显示屏距离眼球十厘米W内，运样近的图像人眼无法看清。因 此，近眼显示器需要通过透镜将图像聚焦投射于人眼视网膜上，再经过视觉神经系统加工 后，在用户眼前呈现出放大的虚拟图像，由此可W用于虚拟现实技术或近眼显示技术。

【发明内容】

[0004] 本发明至少一实施例提供一种近眼显示装置和方法。该近眼显示装置包括：显示 面板和透镜模块，显示面板包括阵列排布的多个显示区域，各显示区域包括至少一个像素 单元;透镜模块包括阵列排布的多个微透镜，多个微透镜包括多个偏转微透镜，偏转微透镜 靠近透镜模块的一端比远离透镜模块的一端距离显示面板更近，各显示区域对应至少一个 微透镜，且两个相邻的显示区域的相邻部分对应不同的两个微透镜，且两个微透镜包括至 少一个偏转微透镜，偏转微透镜被配置为使两个相邻的显示区域通过透镜模块所成的虚像 不重叠。由此，该近眼显示装置可通过设计阵列排布的微透镜来替代一个整体的大透镜，从 而降低了近眼显示装置的重量，还解决了微透镜成像中成像重影或混色问题。
[0005] 本发明至少一个实施例提供一种近眼显示装置，其包括:显示面板，所述显示面板 包括阵列排布的多个显示区域，各所述显示区域包括至少一个像素单元；W及透镜模块，所 述透镜模块包括阵列排布的多个微透镜，所述多个微透镜包括多个偏转微透镜，所述偏转 微透镜靠近所述透镜模块中屯、的一端比远离所述透镜模块中屯、的一端距离所述显示面板 更近，各所述显示区域对应至少一个所述微透镜，且两个相邻的所述显示区域的相邻部分 对应不同的两个所述微透镜，且所述两个微透镜包括至少一个所述偏转微透镜，所述偏转 微透镜被配置为使两个相邻的所述显示区域通过所述透镜模块所成的虚像不重叠。
[0006] 例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，各所述显示区域与对应设置的 所述微透镜的距离小于所述微透镜的焦距。
[0007] 例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，在所述多个微透镜阵列排布的 行方向或列方向，从所述透镜模块的中屯、到所述透镜模块的边缘，所述偏转微透镜的偏转 角度依次逐渐增加。
[000引例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，在所述多个微透镜阵列排布的 行方向或列方向，从所述透镜模块的中屯、到所述透镜模块的边缘，所述偏转微透镜的焦距 依次逐渐增加。
[0009]例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，各所述显示区域包括一个像素 单元，各所述像素单元与各所述微透镜一一对应设置。
[0010] 例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，各所述显示区域包括多个子像 素单元。
[0011] 例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述显示面板还包括：黑矩阵， 所述黑矩阵设置在所述像素单元之间，所述透镜模块与所述黑矩阵对应的位置不设置所述 微透镜。
[0012] 例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述透镜模块包括:可调液晶透 镜，所述可调液晶透镜被配置为通过输入不同电压，调整液晶偏转，形成所述多个微透镜。
[0013] 例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述透镜模块包括：曲面透明光 学膜，所述多个微透镜设置在所述曲面透明光学膜上，所述曲面透镜光学膜被配置为使所 述多个微透镜中的所述偏转微透镜偏转。
[0014] 例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述曲面透明光学膜的折射率 等于空气的折射率。
[0015] 例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述微透镜包括平凸透镜、圆透 镜或柱透镜。
[0016] 例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述显示面板包括液晶显示面 板、有机发光二极管显示面板或电子纸。
[0017] 例如，在本发明一实施例提供的近眼显示装置中，所述透镜模块设置在所述显示 面板用于显示的一侧。
[0018] 本发明至少一实施例提供一种近眼显示装置的显示方法，其包括:将显示面板划 分为阵列排布的多个显示区域，各所述显示区域包括至少一个像素单元;在所述显示面板 用于显示的一侧设置阵列排布的多个微透镜，各所述显示区域对应设置至少一个所述微透 镜;在多个所述微透镜中设置多个偏转微透镜，所述偏转微透镜靠近多个所述微透镜组成 的阵列的中屯、的一端比远离多个所述微透镜组成的阵列的中屯、一端距离所述显示面板更 近，在两个相邻的所述显示区域的相邻部分对应不同的两个所述微透镜中设置至少一个所 述偏转微透镜，所述偏转微透镜被配置为使两个相邻的所述显示区域通过所述透镜模块所 成的虚像不重叠。
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介 绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅设及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
[0020] 图Ia为一种近眼显示装置的原理图；
[0021] 图化为一种近眼显示装置的结构示意图；
[0022] 图2为另一种近眼显示装置的结构示意图；
[0023] 图3a为本发明一实施例提供的一种近眼显示装置的结构示意图；
[0024] 图3b为本发明一实施例提供的一种近眼显示装置中显示面板的平面示意图；
[0025] 图3c为本发明一实施例提供的一种近眼显示装置中透镜模块的平面示意图；
[0026] 图4为本发明一实施例提供的一种近眼显示装置中偏转微透镜的工作原理图；
[0027] 图5为本发明一实施例提供的另一种近眼显示装置的结构示意图；
[0028] 图6a为本发明一实施例提供的另一种近眼显示装置的结构示意图；
[0029] 图化为本发明一实施例提供的另一种近眼显示装置中显示面板的平面示意图；
[0030] 图7为本发明一实施例提供的一种近眼显示装置的剖视示意图；
[0031] 图8为本发明一实施例提供的另一种近眼显示装置的剖视示意图；W及
[0032] 图9为本发明一实施例提供的一种近眼显示方法的流程图。
【具体实施方式】
[0033] 为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例 的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公 开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术 人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0034] 除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具 有一般技能的人±所理解的通常意义。本公开中使用的"第一"、"第二"W及类似的词语并 不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。"包括"或者"包含"等 类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件 及其等同，而不排除其他元件或者物件。"连接"或者"相连"等类似的词语并非限定于物理 的或者机械的连接，而是可W包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0035] 在通常的虚拟现实显示装置中，如图Ia所示，由于对虚拟情景的浸入性的要求，通 常情况下会使用透镜成像原理。例如，如图化所示，该虚拟现实显示装置包括显示屏IOW及 设置在显示屏10用于显示的一侧的凸透镜20,通过将显示屏10设置在凸透镜20的一倍焦距 之内，凸透镜20可使显示屏10在人眼30中形成投远且放大的虚像40,从而实现近眼显示和 良好的浸入感。然而，在研究中，本申请发明人注意到:在通常的虚拟现实显示装置中，凸透 镜20和显示屏10之间有一定的距离，并且为了成像，凸透镜20设计地较大较厚，因此，通常 的虚拟现实显示装置都比较沉重，给佩戴者造成了不良的体验。
[0036] 为了实现虚拟现实显示装置的微型化，轻量化，可W使用微透镜阵列对较大较厚 的凸透镜进行替代。如图2所示，该虚拟现实显示装置包括显示屏10和微透镜阵列20, W显 示屏10包括2个子图像(或像素)为例，由于微透镜的放大作用，在虚像40中，显示屏10的2个 子图像的虚像发生了重叠，产生了成像重影或混色问题。
[0037] 本发明至少一实施例提供一种近眼显示装置和方法。该近眼显示装置包括：显示 面板和透镜模块，显示面板包括阵列排布的多个显示区域，各显示区域包括至少一个像素 单元;透镜模块包括阵列排布的多个微透镜，多个微透镜包括多个偏转微透镜，偏转微透镜 靠近透镜模块中屯、的一端比远离透镜模块中屯、的一端距离显示面板更近，各显示区域对应 至少一个微透镜，且两个相邻的显示区域的相邻部分对应不同的两个微透镜，且两个微透 镜包括至少一个偏转微透镜，偏转微透镜被配置为使两个相邻的显示区域通过透镜模块所 成的虚像不重叠。由此，该近眼显示装置可通过设计阵列排布的微透镜来替代一个整体的 大透镜，从而降低了近眼显示装置的重量，还解决了微透镜成像中成像重影或混色问题。
[0038] 下面结合附图对本发明实施例提供的液晶显示面板、液晶显示面板的制作方法W 及显示装置进行说明。
[0039] 实施例一
[0040] 本实施例提供一种近眼显示装置，如图3a所示，该近眼显示装置包括显示面板110 和透镜模块120,透镜模块120设置在显示面板110用于显示的一侧，即，形成在显示面板110 与人眼130之间。显示面板110包括阵列排布的多个显示区域115,图3a示出的是阵列排布的 多个显示区域115的行方向或列方向的侧视示意图。各显示区域115包括至少一个像素单元 (图中未示出），因此，各显示区域115可用于显示画面或像素，多个显示区域115显示的画面 或像素可构成一副完整的画面，W供人眼观赏。透镜模块120包括阵列排布的多个微透镜 125,多个微透镜125中包括多个偏转微透镜127,偏转微透镜127靠近透镜模块120中屯、的一 端比远离透镜模块120中屯、的一端距离显示面板110更近，即，偏转微透镜127有一定的偏转 角度，且靠近透镜模块120的一端比远离透镜模块120的一端距离显示面板110更近。各显示 区域115对应至少一个微透镜125,且两个相邻的显示区域115的相邻部分对应不同的两个 微透镜125,即，各显示区域115与其对应的至少一个微透镜125对应设置。两个相邻的显示 区域115的相邻部分对应不同的两个微透镜125包括至少一个偏转微透镜127,偏转微透镜 127被配置为使两个相邻的显示区域115通过透镜模块120所成的虚像不重叠。需要说明的 是，上述的显示区域115显示的画面可W指画面也可为像素。
[0041 ] 例如，图3b示出一种显示面板上显示区域的平面示意图，如图3b所示，显示面板 110包括阵列排布的多个显示区域115。
[0042] 例如，图3c示出一种透镜模块中微透镜的平面示意图，如图3c所示，透镜模块120 包括阵列排布的多个微透镜125。
[0043] 例如，在本实施例一示例提供近眼显示装置中，各显示区域与对应设置的微透镜 的距离小于微透镜的焦距。由此，通过微透镜的作用，各显示区域显示的画面或像素可在人 眼中形成投远且放大的虚像。需要说明的是，上述的投远是指虚像与人眼的距离被放大，即 大于显示面板与人眼的距离，从而避免因为显示面板与人眼距离太近而导致的看不清的问 题。
[0044] 图4示出一种偏转微透镜成像的示意图。如图4所示，偏转微透镜127偏转一角度0， 显示区域115通过偏转微透镜127的作用形成偏转虚像147。相对于通过没有偏转的微透镜 的作用而形成的虚像145而言，显示区域115通过偏转微透镜127的作用形成的偏转虚像147 向上位移了距离D，因此，可通过在两个相邻的显示区域115的相邻部分对应不同的两个微 透镜125中设置至少一个偏转微透镜127W将两个相邻的显示区域115的相邻部分的虚像不 重叠，从而避免成像重影或混色问题。需要说明的是，图4中F代表偏转微透镜127的焦点。为 了更清楚地表现偏转微透镜127的作用，图4中0值设置地较大，偏转虚像147偏转的角度也 较大，然而，在实际应用中，0值设置地较小，偏转虚像147偏转的角度也较小，因此可忽略不 计。
[0045] 在本实施例提供的近眼显示装置中，显示面板110发出的光可经过透镜模块120的 作用再进入人眼130。各显示区域115对应至少一个微透镜125,因此，各显示区域115对应的 至少一个微透镜125可将该显示区域115显示的画面在人眼130中形成投远且放大的虚像 145。并且，两个相邻的显示区域115的相邻部分对应不同的两个微透镜125包括至少一个偏 转微透镜127,因此，两个相邻的显示区域115的相邻部分可通过偏转微透镜的127作用W形 成偏转虚像147,偏转虚像147可与虚像145或其他偏转虚像147不重叠，避免成像重影或混 色问题。并且，偏转虚像147与虚像145可构成与整个显示面板110显示的画面内容相同的、 完整的、放大的画面。由此，本实施例提供的近眼显示装置既可降低近眼显示装置的重量， 又可解决微透镜成像中成像重影或混色问题。
[0046] 实施例二
[0047] 本实施例提供一种近眼显示装置，如图3a所示，该近眼显示装置包括显示面板110 和透镜模块120,透镜模块120设置在显示面板110用于显示的一侧，即，形成在显示面板110 与人眼130之间。显示面板110包括阵列排布的多个显示区域115。各显示区域115包括至少 一个像素单元(图中未示出）。透镜模块120包括阵列排布的多个微透镜125,各显示区域115 与微透镜125-一对应，即一个显示区域115对应一个微透镜125。此时，如图3a所示，除了透 镜模块120中屯、的微透镜125之外，透镜模块120中的其他微透镜125均可为偏转微透镜127， W使各显示区域115显示的画面或像素通过透镜模块所成的虚像不重叠。需要说明的是，当 透镜模块的中屯、不是微透镜而是恰好位于两个微透镜之间时，透镜模块中所有的微透镜均 可为偏转微透镜，从而使各显示区域显示画面或像素通过透镜模块所成的虚像不重叠，其 具体结构在此不再寶述。
[004引例如，在本实施例一示例提供近眼显示装置中，在多个微透镜阵列排布的行方向 或列方向，从透镜模块的中屯、到透镜模块的边缘，偏转微透镜的偏转角度依次逐渐增加。例 如，如图3a所示，除了透镜模块120中屯、的微透镜125之外，透镜模块120中的其他微透镜125 均可为偏转微透镜127。下面W图3a中透镜模块120的中屯、线上方的两个偏转微透镜127为 例来进行说明；靠近透镜模块120的中屯、的偏转微透镜127产生的偏转虚像会影响到下一个 (远离透镜模块120的中屯、的)偏转微透镜127产生的偏转虚像，因此，远离透镜模块120的中 屯、的偏转微透镜127需要偏移更多W使其产生的偏转虚像位移更大的距离。例如，多个阵列 排布的微透镜可构成一个微透镜曲面。
[0049] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，在多个微透镜阵列排布的行方 向或列方向，从透镜模块的中屯、到透镜模块的边缘，偏转微透镜的焦距依次逐渐增加。例 如，如图3a所示，除了透镜模块120中屯、的微透镜125之外，透镜模块120中的其他微透镜125 均可为偏转微透镜127。下面W图3a中透镜模块120的中屯、线上方的两个偏转微透镜127为 例来进行说明；远离透镜模块120的中屯、的偏转微透镜127的偏转角度大于靠近透镜模块 120的中屯、的偏转微透镜127的偏转角度，远离透镜模块120的中屯、的偏转微透镜127与其对 应的显示区域115的距离也大于靠近透镜模块120的中屯、的偏转微透镜127与其他对应的显 示区域115的距离，因此，为了获得较好的显示效果，可将远离透镜模块120的中屯、的偏转微 透镜127的焦距设置地更大W使其产生的偏转虚像与靠近透镜模块120的中屯、的偏转微透 镜127产生的偏转虚像在一个平面上或相接，进而构成与整个显示面板110显示的画面内容 相同的、完整的、放大的画面。需要说明的是，上述的相接是指相邻偏转透镜产生的偏转虚 像首尾相接。
[0050] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，各显示区域可仅包括一个像素 单元，因此，各显示区域可仅显示一个像素。当然，本发明实施例包括但不限于此，各显示区 域可包括多个子像素单元。需要说明的是，显示区域既可包括一个像素或多个像素是为了 根据像素单元的尺寸和微透镜的尺寸进行合理的设计，并可达到显示效果的制作成本的最 优化。
[0051] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，在各显示区域可仅包括一个像 素单元时，各像素单元与各微透镜一一对应设置。
[0化2] 实施例S
[0053] 在实施例一的基础上，本实施例提供一种近眼显示装置，如图5所示，该近眼显示 装置包括显示面板110和透镜模块120,透镜模块120设置在显示面板110用于显示的一侧。 显示面板110包括阵列排布的多个显示区域115,且各显示区域115包括至少一个像素单元 (图中未示出），因此，各显示区域115可用于显示画面，多个显示区域115显示的画面或像素 构成一副完整的画面，W供人眼观赏。透镜模块120包括阵列排布的多个微透镜125,多个微 透镜125中包括多个偏转微透镜127,偏转微透镜127靠近透镜模块120的一端比远离透镜模 块120的一端距离显示面板110更近，即，偏转微透镜127有一定的偏转角度，且靠近透镜模 块120的一端比远离透镜模块120的一端距离显示面板110更近。如图5所示，各显示区域115 分别对应两个微透镜125,且两个相邻的显示区域115的相邻部分对应不同的两个微透镜 125,即，各显示区域115与其对应的至少一个微透镜125对应设置。两个相邻的显示区域115 的相邻部分对应不同的两个微透镜125包括至少一个偏转微透镜127,偏转微透镜127被配 置为使两个相邻的显示区域115通过透镜模块所成的虚像不重叠。
[0054] 例如，下面W显示面板110包括S个显示区域115,即，位于显示面板110上部的第 一显示区域1151，位于显示面板110中屯、的第二显示区域1152 W及位于显示面板110下部的 第立显示区域1153,第一显示区域1151、第二显示区域1152 W及第=显示区域1153分别对 应两个微透镜为例来进行说明。如图5所示，第二显示区域1152由于位于显示面板110的中 屯、，其对应的两个微透镜可不偏转，即，微透镜1252。并且第二显示区域1152经过两个微透 镜1252的作用在人眼中形成放大的虚像1452。此时，虽然两个微透镜1252分别形成的虚像 会产生重叠，但是由于它们同属于第二显示区域1152,因此通过合理的设计可减少甚至消 除对显示效果的影响，例如，显示区域可设计为显示颜色单一的图像，或者重叠的部分刚好 占用黑矩阵的空间。特别是，当显示区域仅包括一个像素时，该像素经两个微透镜1252分别 形成的虚像产生的重叠对显示效果几乎没有影响。第一显示区域1151与第二显示区域1152 相邻，因此，如果第一显示区域1151对应的两个微透镜不偏转，第二显示区域1152的放大虚 像1452将会与第一显示区域1151形成的虚像相重叠，从而影响显示效果，因此，第一显示区 域1151对应的两个微透镜需要偏转（即，两个微透镜包括至少一个偏转微透镜）W与第二显 示区域1152的放大虚像1452不重叠。
[0055] 例如，如图5所示，第一显示区域1151对应的两个微透镜中，第一显示区域1151与 第二显示区域1152相邻的部分对应的微透镜为偏转微透镜1271，而另一个微透镜1251不偏 转（即，不是偏转微透镜）。由此，通过偏转微透镜1271的作用，第一显示区域1151与第二显 示区域1152相邻的部分可形成偏转虚像，该偏转虚像可向上位移一定距离，从而与第二显 示区域1152的放大虚像1452不重叠。由于微透镜1251没有偏转，因此，偏转微透镜1271形成 的偏转虚像与微透镜1251形成的虚像会重叠，然而，由于它们同属于第一显示区域1152,因 此通过合理的设计可减少甚至消除对显示效果的影响，例如，显示区域可设计为显示颜色 单一的图像，或者重叠的部分刚好占用黑矩阵的空间。特别是，当显示区域仅包括一个像素 时，偏转微透镜1271形成的偏转虚像与微透镜1251形成的虚像会重叠产生的重叠对显示效 果几乎没有影响。值得注意的是，在本实施例提供的近眼显示装置中，由于偏转微透镜1271 形成的偏转虚像的位移在微透镜1251形成的虚像的范围之内。因此，偏转微透镜1271形成 的偏转虚像的位移不会影响到下一个（比第一显示区域更加远离显示面板中屯、的）显示区 域。所W，在多个微透镜阵列排布的行方向或列方向，从透镜模块的中屯、到透镜模块的边 缘，偏转微透镜的偏转角度可不增加。同样地，偏转微透镜的焦距可不增加。
[0056] 需要说明的是，本发明实施例包括但不限于此，在上述实施例中，显示区域对应的 两个微透镜也可都偏转。另外，各显示区域不仅限于对应两个微透镜，还可对应其他数目的 微透镜，例如，立个、四个或五个微透镜。
[0057] 实施例四
[005引在实施例二的基础上，本实施例提供一种近眼显示装置，如图6a所示，各显示区域 115仅包括一个像素单元118，各像素单元118与微透镜125-一对应设置。显示面板110还包 括设置在像素单元118之间的黑矩阵119。透镜模块120与黑矩阵119对应的位置不设置微透 镜125。由此，各像素单元118经过微透镜125的作用而产生的放大的虚像可W占用黑矩阵 119的空间，从而可减少偏转微透镜127产生的偏转虚像的位移量。
[0059] 例如，如图化所示，显示面板110包括阵列排布的多个像素单元118和设置在像素 单元118之间的黑矩阵119。需要说明的是，在本发明的具体实施例中，显示区域或像素单元 均W矩形或方形为例，然而，本发明实施例包括但不限于此，根据实际的需求，显示区域或 像素单元还可包括其他形状，例如，八边形。
[0060] 实施例五
[0061] 在上述实施例一至四的基础上，如图7所示，透镜模块120可包括可调液晶透镜 124,可调液晶透镜124包括下基板121、与下基板121对盒设置的上基板122W及设置在下基 板121和上基板122之间的液晶层123。可调液晶透镜124被配置为通过输入不同电压W在下 基板121和上基板122不同区域产生不同的电场，从而调整液晶层123中液晶的偏转，W形成 多个微透镜125。
[0062] 例如，下基板可包括多个相互独立的条状或块状电极，上基板可包括一板状电极， 通过在下基板上的多个相互独立的条状或块状电极施加不同的电压，在上基板的板状电极 上施加公共电压，W实现下基板和上基板不同区域产生不同的电场，从而调整液晶层中液 晶的偏转，W形成多个微透镜。需要说明的是，本发明实施例包括但不限于此，上基板上的 电极也可为与下基板上的电极--对应的多个相互独立的条状或块状电极。
[0063] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，如图7所示，显示面板110包括阵 列基板111、与阵列基板111对盒设置的对置基板112、设置在阵列基板111和对置基板112之 间的液晶层113、设置在阵列基板111远离液晶层113的一侧的第一偏光板114W及设置在对 置基板112远离液晶层113的一侧第二偏光板116。也就是说，显示面板110为液晶显示面板， 当然，本发明实施例包括但不限于此，显示面板还可为有机发光二极管显示面板或电子纸。
[0064] 实施例六
[0065] 在上述实施例一至四的基础上，如图8所示，透镜模块120包括：曲面透明光学膜 126,多个微透镜设置在曲面透明光学膜126上，曲面透镜光学膜126被配置为使多个微透镜 中的偏转微透镜127偏转。如图8所示，由于曲面透明光学膜126的上表面为曲面，因此，设置 在曲面透明光学膜126的上表面上的偏转微透镜127也随着上表面具有一定的偏转角度。通 过设计曲面透镜光学膜126的上表面的形状可实现实施例一至四中的微透镜的各种排布方 式。当然，本发明实施例包括但不限于此，各个微透镜也可通过一体成型来实现实施例一至 四中的微透镜的各种排布方式。
[0066] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，曲面透明光学膜的折射率等于 空气的折射率。由此，可防止曲面透明光学膜对显示面板发出的光产生折射，从而影响显示 效果。
[0067] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，微透镜包括平凸透镜、圆透镜或 柱透镜。需要说明的是，当根据实际需要，只需要在一个方向上对显示面板显示的画面进行 放大时，微透镜可采用柱透镜。此时，柱透镜的延伸方向垂直于显示面板显示的画面需要放 大的方向。
[0068] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置中，如图8所示，显示面板110包括阵 列基板111、与阵列基板111对盒设置的对置基板112、设置在阵列基板111和对置基板112之 间的液晶层113、设置在阵列基板111远离液晶层113的一侧的第一偏光板114W及设置在对 置基板112远离液晶层113的一侧第二偏光板116。也就是说，显示面板110为液晶显示面板， 当然，本发明实施例包括但不限于此，显示面板还可为有机发光二级管显示面板或电子纸。 另外，曲面透明光学膜126可通过胶层150粘附在显示面板110上。当然，本发明实施例包括 但不限于此，曲面透明光学膜126也可于显示面板110相隔设置。
[0069] 在本发明实施例一至六中，可根据需要放大的倍率、人眼到微透镜的距离W及虚 像到人眼的距离来计算微透镜的焦距，可根据各偏转微透镜形成的偏转虚像需要位移的距 离来确定各偏转微透镜的偏转角度，可根据各偏转微透镜的偏转角度、各显示区域到其对 应偏转微透镜的距离W及各偏转微透镜到其形成的偏转虚像的距离来计算偏转微透镜的 焦距，可根据各微透镜的类型（例如，平凸透镜、圆凸透镜或柱透镜）、各微透镜的焦距和微 透镜材料的折射率来计算各微透镜的弯曲表面的曲率半径，还可根据曲率半径和微透镜的 尺寸计算出各微透镜的拱高，从而根据实际需求对微透镜进行设置。
[0070] 实施例屯
[0071] 本实施例提供一种近眼显示装置的显示方法，如图9所示，该近眼显示装置的显示 方法包括步骤701-703。
[0072] 步骤701:将显示面板划分为阵列排布的多个显示区域，各显示区域包括至少一个 像素单元。
[0073] 步骤702:在显示面板用于显示的一侧设置阵列排布的多个微透镜，即，在显示面 板和人眼之间设置阵列排布的多个微透镜，各显示区域对应设置至少一个微透镜。
[0074] 步骤703:在多个微透镜中设置多个偏转微透镜，偏转微透镜靠近多个微透镜组成 的阵列的中屯、的一端比远离多个微透镜组成的阵列的中屯、一端距离显示面板更近，在两个 相邻的显示区域的相邻部分对应不同的两个微透镜中设置至少一个偏转微透镜，该偏转微 透镜被配置为使两个相邻的显示区域通过透镜模块所成的虚像不重叠。
[0075] 在本实施例提供的近眼显示装置的显示方法中，显示面板发出的光可经过多个微 透镜组成的阵列的作用再进入人眼。各显示区域对应至少一个微透镜，因此，各显示区域对 应的至少一个微透镜可将该显示区域显示的画面在人眼中形成投远且放大的虚像。并且， 两个相邻的显示区域的相邻部分对应不同的两个微透镜中设置有至少一个偏转微透镜，因 此，两个相邻的显示区域的相邻部分可通过偏转微透镜的作用W形成偏转虚像，偏转虚像 可与虚像或其他偏转虚像不重叠，避免成像重影或混色问题。并且，偏转虚像与虚像可构成 与整个显示面板显示的画面内容相同的、完整的、放大的画面。由此，本实施例提供的近眼 显示方法既可降低了近眼显示装置的重量，又可解决了微透镜成像中成像重影或混色问 题。
[0076] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置的显示方法中，可根据需要放大的 倍率、人眼到微透镜的距离W及虚像到人眼的距离来计算微透镜的焦距。
[0077] 例如，通过W下公式来根据显示面板与微透镜的距离和需要放大的倍率来计算微 透镜的焦距计算微透镜的焦距：
[007引
[0079] 其中，「为需要放大的倍数，f/为微透镜的焦距，P为人眼到微透镜的距离，L为虚 像到人眼的距离。
[0080] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置的显示方法中，可根据偏转微透镜 形成的偏转虚像需要位移的距离来确定各偏转微透镜的偏转角度。
[0081] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置的显示方法中，可根据偏转微透镜 的偏转角度、各显示区域到其对应偏转微透镜的距离W及各偏转微透镜到其形成的偏转虚 像的距离来计算各偏转微透镜的焦距。
[0082] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置的显示方法中，可根据各微透镜的 类型(例如，平凸透镜、圆凸透镜或柱透镜）、各微透镜的焦距和微透镜材料的折射率来计算 各微透镜的弯曲表面的曲率半径。
[0083] 例如，当微透镜为平凸透镜时，通过W下公式根据各微透镜的焦距、微透镜材料的 折射率计算各微透镜的弯曲表面的曲率半径。
[0084]
[0085] 其中，f为微透镜的焦距，r为微透镜的曲率半径，n为微透镜材料的折射率。
[0086] 例如，在本实施例一示例提供的近眼显示装置的显示方法中，还可根据曲率半径 和微透镜的尺寸计算出各微透镜的拱高。
[0087] 例如，当微透镜的正投影为圆形时，可通过W下公式来根据曲率半径和微透镜的 尺寸计算出各微透镜的拱高。
[008引
[0089] 其中，h为微透镜的拱高，r为微透镜的曲率半径，P为微透镜的直径。
[0090] 有W下几点需要说明：
[0091] (1)本发明实施例附图中，只设及到与本发明实施例设及到的结构，其他结构可参 考通常设计。
[0092] (2)为了清晰起见，在用于描述本发明的实施例的附图中，层或微结构的厚度和尺 寸被放大。可W理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件"上"或 "下"时，该元件可W "直接"位于另一元件"上"或"下"，或者可W存在中间元件。
[0093] (3)在不冲突的情况下，本发明同一实施例及不同实施例中的特征可W相互组合。
[0094] W上所述，仅为本公开的【具体实施方式】，但本公开的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本公开掲露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应W所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种近眼显示装置，包括： 显示面板，所述显示面板包括阵列排布的多个显示区域，各所述显示区域包括至少一 个像素单元;以及 透镜模块，所述透镜模块包括阵列排布的多个微透镜，所述多个微透镜包括多个偏转 微透镜，所述偏转微透镜靠近所述透镜模块中心的一端比远离所述透镜模块中心的一端距 离所述显示面板更近， 其中，各所述显示区域对应至少一个所述微透镜，且两个相邻的所述显示区域的相邻 部分对应不同的两个所述微透镜，且所述两个微透镜包括至少一个所述偏转微透镜，所述 偏转微透镜被配置为使两个相邻的所述显示区域通过所述透镜模块成的虚像不重叠。2. 如权利要求1所述的近眼显示装置，其中，各所述显示区域与对应设置的所述微透镜 的距离小于所述微透镜的焦距。3. 如权利要求1所述的近眼显示装置，其中，在所述多个微透镜阵列排布的行方向或列 方向，从所述透镜模块的中心到所述透镜模块的边缘，所述偏转微透镜的偏转角度依次逐 渐增加。4. 如权利要求1所述的近眼显示装置，其中，在所述多个微透镜阵列排布的行方向或列 方向，从所述透镜模块的中心到所述透镜模块的边缘，所述偏转微透镜的焦距依次逐渐增 加。5. 如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，各所述显示区域包括一个像素 单元，各所述像素单元与各所述微透镜一一对应设置。6. 如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，各所述显示区域包括多个子像 素单元。7. 如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述显示面板还包括： 黑矩阵，所述黑矩阵设置在所述像素单元之间， 其中，所述透镜模块与所述黑矩阵对应的位置不设置所述微透镜。8. 如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述透镜模块包括： 可调液晶透镜，所述可调液晶透镜被配置为通过输入不同电压，调整液晶偏转，形成所 述多个微透镜。9. 如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述透镜模块包括： 曲面透明光学膜，所述多个微透镜设置在所述曲面透明光学膜上，所述曲面透镜光学 膜被配置为使所述多个微透镜中的所述偏转微透镜偏转。10. 如权利要求9所述的近眼显示装置，其中，所述曲面透明光学膜的折射率等于空气 的折射率。11. 如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述微透镜包括平凸透镜、圆 透镜或柱透镜。12. 如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述显示面板包括液晶显示 面板、有机发光二极管显示面板或电子纸。13. 如权利要求1-4中任一项所述的近眼显示装置，其中，所述透镜模块设置在所述显 示面板用于显示的一侧。14. 一种近眼显示装置的显示方法，包括： 将显示面板划分为阵列排布的多个显示区域，其中，各所述显示区域包括至少一个像 素单元； 在所述显示面板用于显示的一侧设置阵列排布的多个微透镜，其中，各所述显示区域 对应设置至少一个所述微透镜。 在多个所述微透镜中设置多个偏转微透镜，其中，所述偏转微透镜靠近多个所述微透 镜组成的阵列的中心的一端比远离多个所述微透镜组成的阵列的中心一端距离所述显示 面板更近，在两个相邻的所述显示区域的相邻部分对应不同的两个所述微透镜中设置至少 一个所述偏转微透镜，所述偏转微透镜被配置为使两个相邻的所述显示区域通过所述透镜 模块成的虚像不重叠。
【文档编号】G02B27/01GK106019605SQ201610634526
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月4日
【发明人】王灿, 杨亚锋, 高健, 张粲, 马新利, 王维, 谭纪风, 陈小川
【申请人】京东方科技集团股份有限公司