一种近眼显示器的制造方法_3

文档序号:8256334阅读:来源:国知局
示单元放置在眼镜的镜腿部分。当然, 在另一实施例中,也并不限定在其他位置进行放置,例如,放置在位于眼镜中间的鼻梁架的 位置。
[0102] 此外,为了实现全景显示功能,像素显示单元可以分成两部分来进行显示,其中, 一部分用于显示一帧图像的其中多组像素,另一部分用于显示剩下的多组像素。例如,以列 扫描输出图像为例,一部分像素显示单元(图4、图5中标"L"的部分)用于显示图像左半 帧相关的像素,另一部分像素显示单元(图4、图5中标"R"的部分)用于显示图像右半帧 相关的像素,同时,配合一个反射棱镜以及多个半反射镜来实现全景显示,具体可以参见实 施例四中的描述。
[0103] 需要说明的是,上述几种显示方式的具体实现都为现有技术,这里不再进行赘述。
[0104] 实施例三
[0105] 基于上述各个实施例,本发明实施例对多个半反射镜(为描述方便,下文也简称 为"半反射镜组")的具体实现进行介绍。
[0106] 本发明实施例中,优选地,多个半反射镜中的每个半反射镜与像素显示单元输出 的多组像素中的每组像素一一对应,即多个半反射镜的数目与多组像素的组数相同,并且 一个半反射镜对应一组像素。例如,像素显示单元用于显示分辨率为800*600的每帧图像, 通过列扫描的方式分成800组像素(每组即为由600个像素构成的一列)输出,则可以设 置与800组像素分别对应的800个半反射镜,通过每个半反射镜来将与其对应的一组像素 (即一列像素)反射到用户眼睛。如果分辨率为800*600的每帧图像通过列扫描的方式分 成400组像素(每组即为由600个像素构成的两列),则可以设置与400组像素分别对应的 400个半反射镜。
[0107] 实际中,可以结合要显示图像的分辨率、显示器所能允许的最多半反射镜个数来 综合决定每一帧图像分成几组像素以及设置几个对应的半反射镜。具体的,由于显示器大 小有限,且受半反射镜制造工艺限制,在有限的范围内,只可能容纳个数为"最大理论值"数 目的半反射镜,此时,以列扫描为例,如果显示的图像分辨率很高,单独将每一列分成一组 的话,对应的半反射镜个数可能会超过最大理论值,此时,就可以将几列像素分成一组,从 而减少分组数目,对应地,也减少半反射镜的数量(当然,相应地要增加每个半反射镜反射 的像素的数量)。
[0108] 本发明实施例中,近眼显示器可以做成类似普通眼镜的样子,在这种情况下,距离 人眼球表面约lcm(如近眼显示器为眼镜时,镜片所在位置),人眼的可视范围约为宽5cm, 高4cm构成的矩形区域,以5cm计算的话,如果要显示分辨率为4096*2160的4K高清图像, 当采用列扫描时,优选的方式是每一列像素对应一个半反射镜,此时,需要半反射镜共4096 个,每个半反射镜的宽度为5cm除以4096约等于12微米,这个数量级的半反射镜可以通过 现有的工艺进行加工制造。如果显示更低分辨率的话,对工艺要求也会更加低。
[0109] 优选地,多个半反射镜可以与输出的多组输出的像素按顺序一一对应,即按顺序 排列的多个半反射镜的第1个对应于按顺序排列的多组像素中的第1组,多个半反射镜的 第2个对应于多组像素中的第2组……依次类推;当然,在另一实施例中,也可以并非按顺 序--对应,例如,按顺序排列的多个半反射镜的第1个对应于按顺序排列的多组像素中 的第2组,多个半反射镜中的第2个对应于多组像素中的第1组,或者其他能够实现反射像 素显示单元通过扫描方式输出的多组像素目的的对应方式。
[0110] 参见图6,为半反射镜的结构示意图,本发明实施例中,半反射镜呈实质上为长条 形的形状,这里的"实质上为长条形"是指接近长条薄板的形状,主要有几个特点:首先,需 要有一个相对较长的长边,其次,有一个相对较小的厚度,最后,整体要接近长方体的形状。 在基于上述主要特点而形成的多种小的变形的形状也属于"实质上为长条形",例如,多个 直角被制造成具有一定的弧度的长方体,或者某些平面并不严格平整(如有一定的弧度、 凹陷)的长方体等等。本领域技术人员可以结合上下文选用适合本发明实施例的"实质上 为长条形"的半反射镜。优选地,半反射镜的形状可以选用图6所示的,对制造工艺要求相 对低的长条薄板状,当多个半反射镜整体组成显示屏时,可以根据产品对形态的要求对周 边形状进行相应的设计,例如,类似现有普通眼镜的镜片形状,将四周设计成具有一定的弧 度以增加美感,或对平面增加一定的弧度,但这些小的改变并不影响半反射镜的实质特点, 这种情况每个半反射镜的形状仍可认为是"长条薄板状"。
[0111] 每个半反射镜包括基材以及内镀层两部分,基材使用透明的材料(如塑料、树脂、 玻璃等)制成,镀层分光比可以为50:50(也可以根据需求选用其他的分光比,如40:60); 由于其透明的特性,因此,用户也可以通过半反射镜看到实景。各个半反射镜之间可以有一 定的间隔,例如间隔数十纳米。
[0112] 内镀层为嵌入在基材内部的半反射镀层,其分光比也可以为50:50或者其他分光 比,每个内镀层与一组像素中的一个或多个像素分别一一对应,用于将与其对应的一个或 多个像素往眼球球心方向反射。内镀层为一个平面,只对光进行一次反射,因此,当平行光 射入到内镀层时,各个光线并不会沿同一重复的线路进行反射。本发明实施例中,多个内镀 层在"实质上为长条形"的半反射镜内部沿长度方向排列,各个内镀层之间也可以间隔一定 的距离,例如数十纳米。
[0113] 多个内镀层的数目可以根据不同情况灵活选择,只要能够达到设计时要求达到的 "景深"效果即可,例如:
[0114] 如果一组像素为一列像素,则可以设置多个内镀层的个数跟这一列像素包括的像 素个数相同。需要说明的是,这里的"相同"是指并非指完全相同,而是指"实质相同",即在 相同作为最优的方式下,有一定的误差可以调整,但这个调整的量不会引起显示效果的质 变,例如尽量控制在10%以内的误差,以尽可能地达到更好的效果。
[0115] 例如,针对一帧800*600分辨的图像,通过列扫描的方式时,由于每列有600个像 素,因此,可以设置600个内镀层,多个内镀层按顺序依次排列,用于反射也按顺序排序的 一列像素(如第1个内镀层用于反射这一列像素中的第1个像素,第2个内镀层用于反射 这一列像素中的第2个像素,依次类推);在另一实施例中,也可以不设置600个,而是设置 成599, 595之类的数目,此时,可以将其中一个或多个内镀层的面积做得大一些,从而可以 反射多个像素,在这种情况下,如果这个调整的量占总量的比重很小,那么对于用户来说, 这种调整对体验几乎没有影响。
[0116] 或者,如果一组像素为两列像素,则仍然可以设置多个内镀层的个数跟一列像素 包括的像素个数实质相同,此时,一个内镀层可以一次性同时反射两个像素,如第一个内镀 层可以一次性同时反射第1列像素和第2列像素中的第一个像素,依次类推;这里的"实质 相同"含义跟上一种情形一致,这里不再赘述。
[0117] 或者,如果一组像素为两列像素,可以设置多个内镀层的个数与两列像素包括的 像素个数实质相同,此时,可以设置两层内镀层,每层内镀层包括的内镀层个数与每列像素 包括的像素个数相同,每一层内镀层中的各个内镀层用于反射一列像素中的各个像素。这 里的"实质相同"含义跟上两种情形一致,这里不再赘述。
[0118] 当然,本发明实施例并不限定上述几种方式,例如,在另一实施例中,也可以设计 不同部分的内镀层用于反射不同数目的像素(如某一部分反射1个像素,某1部分反射2 个像素,某一部分反射3个像素),本领域技术人员可以根据上述几种具体的示例并结合实 际情况来具体设计内镀层。只要能够取得系统要求的"景深"效果即可。
[0119] 带有内镀层的半反射镜的制造技术可以采用多个现有的成熟技术,这里对其中一 种制造方法进行简单介绍,例如,可以先制作一个高精度模具(如激光,或者蚀刻),利用模 具进行高精度注塑制造,生成带有斜面(即没镀膜的内镀层)的镜片,然后再对斜面进行镀 膜,镀膜完成后,再进行注塑,将镜面填平,然后切割成需要的形状。
[0120] 本发明实施例中,每个反射镜有激活以及非激活两种状态,每个反射镜在非激活 时的位置不影响其他激活的半反射镜对需要反射的一组像素进行反射。可以通过不同的驱 动方式来实现激活与非激活状态的改变。
[0121] 例如:
[0122] 参见图2至图5, 一种可选的实现方式为:半反射镜呈长条薄板状,多个反射镜中 的每个反射镜在非激活时与其他反射镜以长边对齐的方式排列成一个第一平面(如图2至 图5中的xy平面),第一平面与像素显示单元显示的一组像素所形成的光线所构成的平面 平行,像素显示单元显示的像素并不会射到半反射
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