近眼顯示裝置和方法
【專利摘要】一種近眼顯示裝置和方法。該近眼顯示裝置包括：顯示面板和透鏡模塊，顯示面板包括陣列排布的多個顯示區(qū)域，各顯示區(qū)域包括至少一個像素單元；透鏡模塊包括陣列排布的多個微透鏡，多個微透鏡包括多個偏轉(zhuǎn)微透鏡，偏轉(zhuǎn)微透鏡靠近透鏡模塊的一端比遠離透鏡模塊的一端距離顯示面板更近，各顯示區(qū)域?qū)?yīng)至少一個微透鏡，且兩個相鄰的顯示區(qū)域的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個微透鏡，且兩個微透鏡包括至少一個偏轉(zhuǎn)微透鏡，偏轉(zhuǎn)微透鏡被配置為使兩個相鄰的顯示區(qū)域通過透鏡模塊所成的虛像不重疊。由此，該近眼顯示裝置可既可降低了近眼顯示裝置的重量，還可解決了微透鏡成像中成像重影或混色問題。
【專利說明】
近眼顯示裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明的實施例設(shè)及一種近眼顯示裝置W及近眼顯示方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實（Virtue Reality,VR)和近眼顯示 (Near Eye Display,肥D)技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。近眼顯示技術(shù)是可將圖像直接投射 到觀看者眼中的技術(shù)，從而實現(xiàn)浸入式的顯示體驗。
[0003] 通常，近眼顯示器的顯示屏距離眼球十厘米W內(nèi)，運樣近的圖像人眼無法看清。因 此，近眼顯示器需要通過透鏡將圖像聚焦投射于人眼視網(wǎng)膜上，再經(jīng)過視覺神經(jīng)系統(tǒng)加工 后，在用戶眼前呈現(xiàn)出放大的虛擬圖像，由此可W用于虛擬現(xiàn)實技術(shù)或近眼顯示技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明至少一實施例提供一種近眼顯示裝置和方法。該近眼顯示裝置包括：顯示 面板和透鏡模塊，顯示面板包括陣列排布的多個顯示區(qū)域，各顯示區(qū)域包括至少一個像素 單元;透鏡模塊包括陣列排布的多個微透鏡，多個微透鏡包括多個偏轉(zhuǎn)微透鏡，偏轉(zhuǎn)微透鏡 靠近透鏡模塊的一端比遠離透鏡模塊的一端距離顯示面板更近，各顯示區(qū)域?qū)?yīng)至少一個 微透鏡，且兩個相鄰的顯示區(qū)域的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個微透鏡，且兩個微透鏡包括至 少一個偏轉(zhuǎn)微透鏡，偏轉(zhuǎn)微透鏡被配置為使兩個相鄰的顯示區(qū)域通過透鏡模塊所成的虛像 不重疊。由此，該近眼顯示裝置可通過設(shè)計陣列排布的微透鏡來替代一個整體的大透鏡，從 而降低了近眼顯示裝置的重量，還解決了微透鏡成像中成像重影或混色問題。
[0005] 本發(fā)明至少一個實施例提供一種近眼顯示裝置，其包括:顯示面板，所述顯示面板 包括陣列排布的多個顯示區(qū)域，各所述顯示區(qū)域包括至少一個像素單元；W及透鏡模塊，所 述透鏡模塊包括陣列排布的多個微透鏡，所述多個微透鏡包括多個偏轉(zhuǎn)微透鏡，所述偏轉(zhuǎn) 微透鏡靠近所述透鏡模塊中屯、的一端比遠離所述透鏡模塊中屯、的一端距離所述顯示面板 更近，各所述顯示區(qū)域?qū)?yīng)至少一個所述微透鏡，且兩個相鄰的所述顯示區(qū)域的相鄰部分 對應(yīng)不同的兩個所述微透鏡，且所述兩個微透鏡包括至少一個所述偏轉(zhuǎn)微透鏡，所述偏轉(zhuǎn) 微透鏡被配置為使兩個相鄰的所述顯示區(qū)域通過所述透鏡模塊所成的虛像不重疊。
[0006] 例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，各所述顯示區(qū)域與對應(yīng)設(shè)置的 所述微透鏡的距離小于所述微透鏡的焦距。
[0007] 例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，在所述多個微透鏡陣列排布的 行方向或列方向，從所述透鏡模塊的中屯、到所述透鏡模塊的邊緣，所述偏轉(zhuǎn)微透鏡的偏轉(zhuǎn) 角度依次逐漸增加。
[000引例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，在所述多個微透鏡陣列排布的 行方向或列方向，從所述透鏡模塊的中屯、到所述透鏡模塊的邊緣，所述偏轉(zhuǎn)微透鏡的焦距 依次逐漸增加。
[0009]例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，各所述顯示區(qū)域包括一個像素 單元，各所述像素單元與各所述微透鏡一一對應(yīng)設(shè)置。
[0010] 例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，各所述顯示區(qū)域包括多個子像 素單元。
[0011] 例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，所述顯示面板還包括：黑矩陣， 所述黑矩陣設(shè)置在所述像素單元之間，所述透鏡模塊與所述黑矩陣對應(yīng)的位置不設(shè)置所述 微透鏡。
[0012] 例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，所述透鏡模塊包括:可調(diào)液晶透 鏡，所述可調(diào)液晶透鏡被配置為通過輸入不同電壓，調(diào)整液晶偏轉(zhuǎn)，形成所述多個微透鏡。
[0013] 例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，所述透鏡模塊包括：曲面透明光 學(xué)膜，所述多個微透鏡設(shè)置在所述曲面透明光學(xué)膜上，所述曲面透鏡光學(xué)膜被配置為使所 述多個微透鏡中的所述偏轉(zhuǎn)微透鏡偏轉(zhuǎn)。
[0014] 例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，所述曲面透明光學(xué)膜的折射率 等于空氣的折射率。
[0015] 例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，所述微透鏡包括平凸透鏡、圓透 鏡或柱透鏡。
[0016] 例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，所述顯示面板包括液晶顯示面 板、有機發(fā)光二極管顯示面板或電子紙。
[0017] 例如，在本發(fā)明一實施例提供的近眼顯示裝置中，所述透鏡模塊設(shè)置在所述顯示 面板用于顯示的一側(cè)。
[0018] 本發(fā)明至少一實施例提供一種近眼顯示裝置的顯示方法，其包括:將顯示面板劃 分為陣列排布的多個顯示區(qū)域，各所述顯示區(qū)域包括至少一個像素單元;在所述顯示面板 用于顯示的一側(cè)設(shè)置陣列排布的多個微透鏡，各所述顯示區(qū)域?qū)?yīng)設(shè)置至少一個所述微透 鏡;在多個所述微透鏡中設(shè)置多個偏轉(zhuǎn)微透鏡，所述偏轉(zhuǎn)微透鏡靠近多個所述微透鏡組成 的陣列的中屯、的一端比遠離多個所述微透鏡組成的陣列的中屯、一端距離所述顯示面板更 近，在兩個相鄰的所述顯示區(qū)域的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個所述微透鏡中設(shè)置至少一個所 述偏轉(zhuǎn)微透鏡，所述偏轉(zhuǎn)微透鏡被配置為使兩個相鄰的所述顯示區(qū)域通過所述透鏡模塊所 成的虛像不重疊。
【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本公開實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介 紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅設(shè)及本公開的一些實施例，而非對本公開的限制。
[0020] 圖Ia為一種近眼顯示裝置的原理圖；
[0021] 圖化為一種近眼顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為另一種近眼顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖3a為本發(fā)明一實施例提供的一種近眼顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖3b為本發(fā)明一實施例提供的一種近眼顯示裝置中顯示面板的平面示意圖；
[0025] 圖3c為本發(fā)明一實施例提供的一種近眼顯示裝置中透鏡模塊的平面示意圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明一實施例提供的一種近眼顯示裝置中偏轉(zhuǎn)微透鏡的工作原理圖；
[0027] 圖5為本發(fā)明一實施例提供的另一種近眼顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖6a為本發(fā)明一實施例提供的另一種近眼顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖化為本發(fā)明一實施例提供的另一種近眼顯示裝置中顯示面板的平面示意圖；
[0030] 圖7為本發(fā)明一實施例提供的一種近眼顯示裝置的剖視示意圖；
[0031] 圖8為本發(fā)明一實施例提供的另一種近眼顯示裝置的剖視示意圖；W及
[0032] 圖9為本發(fā)明一實施例提供的一種近眼顯示方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0033] 為使本公開實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本公開實施例 的附圖，對本公開實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本公 開的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本公開的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本公開保護的范圍。
[0034] 除非另外定義，本公開使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本公開所屬領(lǐng)域內(nèi)具 有一般技能的人±所理解的通常意義。本公開中使用的"第一"、"第二"W及類似的詞語并 不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。"包括"或者"包含"等 類似的詞語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件 及其等同，而不排除其他元件或者物件。"連接"或者"相連"等類似的詞語并非限定于物理 的或者機械的連接，而是可W包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。
[0035] 在通常的虛擬現(xiàn)實顯示裝置中，如圖Ia所示，由于對虛擬情景的浸入性的要求，通 常情況下會使用透鏡成像原理。例如，如圖化所示，該虛擬現(xiàn)實顯示裝置包括顯示屏IOW及 設(shè)置在顯示屏10用于顯示的一側(cè)的凸透鏡20,通過將顯示屏10設(shè)置在凸透鏡20的一倍焦距 之內(nèi)，凸透鏡20可使顯示屏10在人眼30中形成投遠且放大的虛像40,從而實現(xiàn)近眼顯示和 良好的浸入感。然而，在研究中，本申請發(fā)明人注意到:在通常的虛擬現(xiàn)實顯示裝置中，凸透 鏡20和顯示屏10之間有一定的距離，并且為了成像，凸透鏡20設(shè)計地較大較厚，因此，通常 的虛擬現(xiàn)實顯示裝置都比較沉重，給佩戴者造成了不良的體驗。
[0036] 為了實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實顯示裝置的微型化，輕量化，可W使用微透鏡陣列對較大較厚 的凸透鏡進行替代。如圖2所示，該虛擬現(xiàn)實顯示裝置包括顯示屏10和微透鏡陣列20, W顯 示屏10包括2個子圖像(或像素)為例，由于微透鏡的放大作用，在虛像40中，顯示屏10的2個 子圖像的虛像發(fā)生了重疊，產(chǎn)生了成像重影或混色問題。
[0037] 本發(fā)明至少一實施例提供一種近眼顯示裝置和方法。該近眼顯示裝置包括：顯示 面板和透鏡模塊，顯示面板包括陣列排布的多個顯示區(qū)域，各顯示區(qū)域包括至少一個像素 單元;透鏡模塊包括陣列排布的多個微透鏡，多個微透鏡包括多個偏轉(zhuǎn)微透鏡，偏轉(zhuǎn)微透鏡 靠近透鏡模塊中屯、的一端比遠離透鏡模塊中屯、的一端距離顯示面板更近，各顯示區(qū)域?qū)?yīng) 至少一個微透鏡，且兩個相鄰的顯示區(qū)域的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個微透鏡，且兩個微透 鏡包括至少一個偏轉(zhuǎn)微透鏡，偏轉(zhuǎn)微透鏡被配置為使兩個相鄰的顯示區(qū)域通過透鏡模塊所 成的虛像不重疊。由此，該近眼顯示裝置可通過設(shè)計陣列排布的微透鏡來替代一個整體的 大透鏡，從而降低了近眼顯示裝置的重量，還解決了微透鏡成像中成像重影或混色問題。
[0038] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例提供的液晶顯示面板、液晶顯示面板的制作方法W 及顯示裝置進行說明。
[0039] 實施例一
[0040] 本實施例提供一種近眼顯示裝置，如圖3a所示，該近眼顯示裝置包括顯示面板110 和透鏡模塊120,透鏡模塊120設(shè)置在顯示面板110用于顯示的一側(cè)，即，形成在顯示面板110 與人眼130之間。顯示面板110包括陣列排布的多個顯示區(qū)域115,圖3a示出的是陣列排布的 多個顯示區(qū)域115的行方向或列方向的側(cè)視示意圖。各顯示區(qū)域115包括至少一個像素單元 (圖中未示出），因此，各顯示區(qū)域115可用于顯示畫面或像素，多個顯示區(qū)域115顯示的畫面 或像素可構(gòu)成一副完整的畫面，W供人眼觀賞。透鏡模塊120包括陣列排布的多個微透鏡 125,多個微透鏡125中包括多個偏轉(zhuǎn)微透鏡127,偏轉(zhuǎn)微透鏡127靠近透鏡模塊120中屯、的一 端比遠離透鏡模塊120中屯、的一端距離顯示面板110更近，即，偏轉(zhuǎn)微透鏡127有一定的偏轉(zhuǎn) 角度，且靠近透鏡模塊120的一端比遠離透鏡模塊120的一端距離顯示面板110更近。各顯示 區(qū)域115對應(yīng)至少一個微透鏡125,且兩個相鄰的顯示區(qū)域115的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個 微透鏡125,即，各顯示區(qū)域115與其對應(yīng)的至少一個微透鏡125對應(yīng)設(shè)置。兩個相鄰的顯示 區(qū)域115的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個微透鏡125包括至少一個偏轉(zhuǎn)微透鏡127,偏轉(zhuǎn)微透鏡 127被配置為使兩個相鄰的顯示區(qū)域115通過透鏡模塊120所成的虛像不重疊。需要說明的 是，上述的顯示區(qū)域115顯示的畫面可W指畫面也可為像素。
[0041 ] 例如，圖3b示出一種顯示面板上顯示區(qū)域的平面示意圖，如圖3b所示，顯示面板 110包括陣列排布的多個顯示區(qū)域115。
[0042] 例如，圖3c示出一種透鏡模塊中微透鏡的平面示意圖，如圖3c所示，透鏡模塊120 包括陣列排布的多個微透鏡125。
[0043] 例如，在本實施例一示例提供近眼顯示裝置中，各顯示區(qū)域與對應(yīng)設(shè)置的微透鏡 的距離小于微透鏡的焦距。由此，通過微透鏡的作用，各顯示區(qū)域顯示的畫面或像素可在人 眼中形成投遠且放大的虛像。需要說明的是，上述的投遠是指虛像與人眼的距離被放大，即 大于顯示面板與人眼的距離，從而避免因為顯示面板與人眼距離太近而導(dǎo)致的看不清的問 題。
[0044] 圖4示出一種偏轉(zhuǎn)微透鏡成像的示意圖。如圖4所示，偏轉(zhuǎn)微透鏡127偏轉(zhuǎn)一角度0， 顯示區(qū)域115通過偏轉(zhuǎn)微透鏡127的作用形成偏轉(zhuǎn)虛像147。相對于通過沒有偏轉(zhuǎn)的微透鏡 的作用而形成的虛像145而言，顯示區(qū)域115通過偏轉(zhuǎn)微透鏡127的作用形成的偏轉(zhuǎn)虛像147 向上位移了距離D，因此，可通過在兩個相鄰的顯示區(qū)域115的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個微 透鏡125中設(shè)置至少一個偏轉(zhuǎn)微透鏡127W將兩個相鄰的顯示區(qū)域115的相鄰部分的虛像不 重疊，從而避免成像重影或混色問題。需要說明的是，圖4中F代表偏轉(zhuǎn)微透鏡127的焦點。為 了更清楚地表現(xiàn)偏轉(zhuǎn)微透鏡127的作用，圖4中0值設(shè)置地較大，偏轉(zhuǎn)虛像147偏轉(zhuǎn)的角度也 較大，然而，在實際應(yīng)用中，0值設(shè)置地較小，偏轉(zhuǎn)虛像147偏轉(zhuǎn)的角度也較小，因此可忽略不 計。
[0045] 在本實施例提供的近眼顯示裝置中，顯示面板110發(fā)出的光可經(jīng)過透鏡模塊120的 作用再進入人眼130。各顯示區(qū)域115對應(yīng)至少一個微透鏡125,因此，各顯示區(qū)域115對應(yīng)的 至少一個微透鏡125可將該顯示區(qū)域115顯示的畫面在人眼130中形成投遠且放大的虛像 145。并且，兩個相鄰的顯示區(qū)域115的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個微透鏡125包括至少一個偏 轉(zhuǎn)微透鏡127,因此，兩個相鄰的顯示區(qū)域115的相鄰部分可通過偏轉(zhuǎn)微透鏡的127作用W形 成偏轉(zhuǎn)虛像147,偏轉(zhuǎn)虛像147可與虛像145或其他偏轉(zhuǎn)虛像147不重疊，避免成像重影或混 色問題。并且，偏轉(zhuǎn)虛像147與虛像145可構(gòu)成與整個顯示面板110顯示的畫面內(nèi)容相同的、 完整的、放大的畫面。由此，本實施例提供的近眼顯示裝置既可降低近眼顯示裝置的重量， 又可解決微透鏡成像中成像重影或混色問題。
[0046] 實施例二
[0047] 本實施例提供一種近眼顯示裝置，如圖3a所示，該近眼顯示裝置包括顯示面板110 和透鏡模塊120,透鏡模塊120設(shè)置在顯示面板110用于顯示的一側(cè)，即，形成在顯示面板110 與人眼130之間。顯示面板110包括陣列排布的多個顯示區(qū)域115。各顯示區(qū)域115包括至少 一個像素單元(圖中未示出）。透鏡模塊120包括陣列排布的多個微透鏡125,各顯示區(qū)域115 與微透鏡125-一對應(yīng)，即一個顯示區(qū)域115對應(yīng)一個微透鏡125。此時，如圖3a所示，除了透 鏡模塊120中屯、的微透鏡125之外，透鏡模塊120中的其他微透鏡125均可為偏轉(zhuǎn)微透鏡127， W使各顯示區(qū)域115顯示的畫面或像素通過透鏡模塊所成的虛像不重疊。需要說明的是，當(dāng) 透鏡模塊的中屯、不是微透鏡而是恰好位于兩個微透鏡之間時，透鏡模塊中所有的微透鏡均 可為偏轉(zhuǎn)微透鏡，從而使各顯示區(qū)域顯示畫面或像素通過透鏡模塊所成的虛像不重疊，其 具體結(jié)構(gòu)在此不再寶述。
[004引例如，在本實施例一示例提供近眼顯示裝置中，在多個微透鏡陣列排布的行方向 或列方向，從透鏡模塊的中屯、到透鏡模塊的邊緣，偏轉(zhuǎn)微透鏡的偏轉(zhuǎn)角度依次逐漸增加。例 如，如圖3a所示，除了透鏡模塊120中屯、的微透鏡125之外，透鏡模塊120中的其他微透鏡125 均可為偏轉(zhuǎn)微透鏡127。下面W圖3a中透鏡模塊120的中屯、線上方的兩個偏轉(zhuǎn)微透鏡127為 例來進行說明；靠近透鏡模塊120的中屯、的偏轉(zhuǎn)微透鏡127產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)虛像會影響到下一個 (遠離透鏡模塊120的中屯、的)偏轉(zhuǎn)微透鏡127產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)虛像，因此，遠離透鏡模塊120的中 屯、的偏轉(zhuǎn)微透鏡127需要偏移更多W使其產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)虛像位移更大的距離。例如，多個陣列 排布的微透鏡可構(gòu)成一個微透鏡曲面。
[0049] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置中，在多個微透鏡陣列排布的行方 向或列方向，從透鏡模塊的中屯、到透鏡模塊的邊緣，偏轉(zhuǎn)微透鏡的焦距依次逐漸增加。例 如，如圖3a所示，除了透鏡模塊120中屯、的微透鏡125之外，透鏡模塊120中的其他微透鏡125 均可為偏轉(zhuǎn)微透鏡127。下面W圖3a中透鏡模塊120的中屯、線上方的兩個偏轉(zhuǎn)微透鏡127為 例來進行說明；遠離透鏡模塊120的中屯、的偏轉(zhuǎn)微透鏡127的偏轉(zhuǎn)角度大于靠近透鏡模塊 120的中屯、的偏轉(zhuǎn)微透鏡127的偏轉(zhuǎn)角度，遠離透鏡模塊120的中屯、的偏轉(zhuǎn)微透鏡127與其對 應(yīng)的顯示區(qū)域115的距離也大于靠近透鏡模塊120的中屯、的偏轉(zhuǎn)微透鏡127與其他對應(yīng)的顯 示區(qū)域115的距離，因此，為了獲得較好的顯示效果，可將遠離透鏡模塊120的中屯、的偏轉(zhuǎn)微 透鏡127的焦距設(shè)置地更大W使其產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)虛像與靠近透鏡模塊120的中屯、的偏轉(zhuǎn)微透 鏡127產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)虛像在一個平面上或相接，進而構(gòu)成與整個顯示面板110顯示的畫面內(nèi)容 相同的、完整的、放大的畫面。需要說明的是，上述的相接是指相鄰偏轉(zhuǎn)透鏡產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)虛 像首尾相接。
[0050] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置中，各顯示區(qū)域可僅包括一個像素 單元，因此，各顯示區(qū)域可僅顯示一個像素。當(dāng)然，本發(fā)明實施例包括但不限于此，各顯示區(qū) 域可包括多個子像素單元。需要說明的是，顯示區(qū)域既可包括一個像素或多個像素是為了 根據(jù)像素單元的尺寸和微透鏡的尺寸進行合理的設(shè)計，并可達到顯示效果的制作成本的最 優(yōu)化。
[0051] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置中，在各顯示區(qū)域可僅包括一個像 素單元時，各像素單元與各微透鏡一一對應(yīng)設(shè)置。
[0化2] 實施例S
[0053] 在實施例一的基礎(chǔ)上，本實施例提供一種近眼顯示裝置，如圖5所示，該近眼顯示 裝置包括顯示面板110和透鏡模塊120,透鏡模塊120設(shè)置在顯示面板110用于顯示的一側(cè)。 顯示面板110包括陣列排布的多個顯示區(qū)域115,且各顯示區(qū)域115包括至少一個像素單元 (圖中未示出），因此，各顯示區(qū)域115可用于顯示畫面，多個顯示區(qū)域115顯示的畫面或像素 構(gòu)成一副完整的畫面，W供人眼觀賞。透鏡模塊120包括陣列排布的多個微透鏡125,多個微 透鏡125中包括多個偏轉(zhuǎn)微透鏡127,偏轉(zhuǎn)微透鏡127靠近透鏡模塊120的一端比遠離透鏡模 塊120的一端距離顯示面板110更近，即，偏轉(zhuǎn)微透鏡127有一定的偏轉(zhuǎn)角度，且靠近透鏡模 塊120的一端比遠離透鏡模塊120的一端距離顯示面板110更近。如圖5所示，各顯示區(qū)域115 分別對應(yīng)兩個微透鏡125,且兩個相鄰的顯示區(qū)域115的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個微透鏡 125,即，各顯示區(qū)域115與其對應(yīng)的至少一個微透鏡125對應(yīng)設(shè)置。兩個相鄰的顯示區(qū)域115 的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個微透鏡125包括至少一個偏轉(zhuǎn)微透鏡127,偏轉(zhuǎn)微透鏡127被配 置為使兩個相鄰的顯示區(qū)域115通過透鏡模塊所成的虛像不重疊。
[0054] 例如，下面W顯示面板110包括S個顯示區(qū)域115,即，位于顯示面板110上部的第 一顯示區(qū)域1151，位于顯示面板110中屯、的第二顯示區(qū)域1152 W及位于顯示面板110下部的 第立顯示區(qū)域1153,第一顯示區(qū)域1151、第二顯示區(qū)域1152 W及第=顯示區(qū)域1153分別對 應(yīng)兩個微透鏡為例來進行說明。如圖5所示，第二顯示區(qū)域1152由于位于顯示面板110的中 屯、，其對應(yīng)的兩個微透鏡可不偏轉(zhuǎn)，即，微透鏡1252。并且第二顯示區(qū)域1152經(jīng)過兩個微透 鏡1252的作用在人眼中形成放大的虛像1452。此時，雖然兩個微透鏡1252分別形成的虛像 會產(chǎn)生重疊，但是由于它們同屬于第二顯示區(qū)域1152,因此通過合理的設(shè)計可減少甚至消 除對顯示效果的影響，例如，顯示區(qū)域可設(shè)計為顯示顏色單一的圖像，或者重疊的部分剛好 占用黑矩陣的空間。特別是，當(dāng)顯示區(qū)域僅包括一個像素時，該像素經(jīng)兩個微透鏡1252分別 形成的虛像產(chǎn)生的重疊對顯示效果幾乎沒有影響。第一顯示區(qū)域1151與第二顯示區(qū)域1152 相鄰，因此，如果第一顯示區(qū)域1151對應(yīng)的兩個微透鏡不偏轉(zhuǎn)，第二顯示區(qū)域1152的放大虛 像1452將會與第一顯示區(qū)域1151形成的虛像相重疊，從而影響顯示效果，因此，第一顯示區(qū) 域1151對應(yīng)的兩個微透鏡需要偏轉(zhuǎn)（即，兩個微透鏡包括至少一個偏轉(zhuǎn)微透鏡）W與第二顯 示區(qū)域1152的放大虛像1452不重疊。
[0055] 例如，如圖5所示，第一顯示區(qū)域1151對應(yīng)的兩個微透鏡中，第一顯示區(qū)域1151與 第二顯示區(qū)域1152相鄰的部分對應(yīng)的微透鏡為偏轉(zhuǎn)微透鏡1271，而另一個微透鏡1251不偏 轉(zhuǎn)（即，不是偏轉(zhuǎn)微透鏡）。由此，通過偏轉(zhuǎn)微透鏡1271的作用，第一顯示區(qū)域1151與第二顯 示區(qū)域1152相鄰的部分可形成偏轉(zhuǎn)虛像，該偏轉(zhuǎn)虛像可向上位移一定距離，從而與第二顯 示區(qū)域1152的放大虛像1452不重疊。由于微透鏡1251沒有偏轉(zhuǎn)，因此，偏轉(zhuǎn)微透鏡1271形成 的偏轉(zhuǎn)虛像與微透鏡1251形成的虛像會重疊，然而，由于它們同屬于第一顯示區(qū)域1152,因 此通過合理的設(shè)計可減少甚至消除對顯示效果的影響，例如，顯示區(qū)域可設(shè)計為顯示顏色 單一的圖像，或者重疊的部分剛好占用黑矩陣的空間。特別是，當(dāng)顯示區(qū)域僅包括一個像素 時，偏轉(zhuǎn)微透鏡1271形成的偏轉(zhuǎn)虛像與微透鏡1251形成的虛像會重疊產(chǎn)生的重疊對顯示效 果幾乎沒有影響。值得注意的是，在本實施例提供的近眼顯示裝置中，由于偏轉(zhuǎn)微透鏡1271 形成的偏轉(zhuǎn)虛像的位移在微透鏡1251形成的虛像的范圍之內(nèi)。因此，偏轉(zhuǎn)微透鏡1271形成 的偏轉(zhuǎn)虛像的位移不會影響到下一個（比第一顯示區(qū)域更加遠離顯示面板中屯、的）顯示區(qū) 域。所W，在多個微透鏡陣列排布的行方向或列方向，從透鏡模塊的中屯、到透鏡模塊的邊 緣，偏轉(zhuǎn)微透鏡的偏轉(zhuǎn)角度可不增加。同樣地，偏轉(zhuǎn)微透鏡的焦距可不增加。
[0056] 需要說明的是，本發(fā)明實施例包括但不限于此，在上述實施例中，顯示區(qū)域?qū)?yīng)的 兩個微透鏡也可都偏轉(zhuǎn)。另外，各顯示區(qū)域不僅限于對應(yīng)兩個微透鏡，還可對應(yīng)其他數(shù)目的 微透鏡，例如，立個、四個或五個微透鏡。
[0057] 實施例四
[005引在實施例二的基礎(chǔ)上，本實施例提供一種近眼顯示裝置，如圖6a所示，各顯示區(qū)域 115僅包括一個像素單元118，各像素單元118與微透鏡125-一對應(yīng)設(shè)置。顯示面板110還包 括設(shè)置在像素單元118之間的黑矩陣119。透鏡模塊120與黑矩陣119對應(yīng)的位置不設(shè)置微透 鏡125。由此，各像素單元118經(jīng)過微透鏡125的作用而產(chǎn)生的放大的虛像可W占用黑矩陣 119的空間，從而可減少偏轉(zhuǎn)微透鏡127產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)虛像的位移量。
[0059] 例如，如圖化所示，顯示面板110包括陣列排布的多個像素單元118和設(shè)置在像素 單元118之間的黑矩陣119。需要說明的是，在本發(fā)明的具體實施例中，顯示區(qū)域或像素單元 均W矩形或方形為例，然而，本發(fā)明實施例包括但不限于此，根據(jù)實際的需求，顯示區(qū)域或 像素單元還可包括其他形狀，例如，八邊形。
[0060] 實施例五
[0061] 在上述實施例一至四的基礎(chǔ)上，如圖7所示，透鏡模塊120可包括可調(diào)液晶透鏡 124,可調(diào)液晶透鏡124包括下基板121、與下基板121對盒設(shè)置的上基板122W及設(shè)置在下基 板121和上基板122之間的液晶層123。可調(diào)液晶透鏡124被配置為通過輸入不同電壓W在下 基板121和上基板122不同區(qū)域產(chǎn)生不同的電場，從而調(diào)整液晶層123中液晶的偏轉(zhuǎn)，W形成 多個微透鏡125。
[0062] 例如，下基板可包括多個相互獨立的條狀或塊狀電極，上基板可包括一板狀電極， 通過在下基板上的多個相互獨立的條狀或塊狀電極施加不同的電壓，在上基板的板狀電極 上施加公共電壓，W實現(xiàn)下基板和上基板不同區(qū)域產(chǎn)生不同的電場，從而調(diào)整液晶層中液 晶的偏轉(zhuǎn)，W形成多個微透鏡。需要說明的是，本發(fā)明實施例包括但不限于此，上基板上的 電極也可為與下基板上的電極--對應(yīng)的多個相互獨立的條狀或塊狀電極。
[0063] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置中，如圖7所示，顯示面板110包括陣 列基板111、與陣列基板111對盒設(shè)置的對置基板112、設(shè)置在陣列基板111和對置基板112之 間的液晶層113、設(shè)置在陣列基板111遠離液晶層113的一側(cè)的第一偏光板114W及設(shè)置在對 置基板112遠離液晶層113的一側(cè)第二偏光板116。也就是說，顯示面板110為液晶顯示面板， 當(dāng)然，本發(fā)明實施例包括但不限于此，顯示面板還可為有機發(fā)光二極管顯示面板或電子紙。
[0064] 實施例六
[0065] 在上述實施例一至四的基礎(chǔ)上，如圖8所示，透鏡模塊120包括：曲面透明光學(xué)膜 126,多個微透鏡設(shè)置在曲面透明光學(xué)膜126上，曲面透鏡光學(xué)膜126被配置為使多個微透鏡 中的偏轉(zhuǎn)微透鏡127偏轉(zhuǎn)。如圖8所示，由于曲面透明光學(xué)膜126的上表面為曲面，因此，設(shè)置 在曲面透明光學(xué)膜126的上表面上的偏轉(zhuǎn)微透鏡127也隨著上表面具有一定的偏轉(zhuǎn)角度。通 過設(shè)計曲面透鏡光學(xué)膜126的上表面的形狀可實現(xiàn)實施例一至四中的微透鏡的各種排布方 式。當(dāng)然，本發(fā)明實施例包括但不限于此，各個微透鏡也可通過一體成型來實現(xiàn)實施例一至 四中的微透鏡的各種排布方式。
[0066] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置中，曲面透明光學(xué)膜的折射率等于 空氣的折射率。由此，可防止曲面透明光學(xué)膜對顯示面板發(fā)出的光產(chǎn)生折射，從而影響顯示 效果。
[0067] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置中，微透鏡包括平凸透鏡、圓透鏡或 柱透鏡。需要說明的是，當(dāng)根據(jù)實際需要，只需要在一個方向上對顯示面板顯示的畫面進行 放大時，微透鏡可采用柱透鏡。此時，柱透鏡的延伸方向垂直于顯示面板顯示的畫面需要放 大的方向。
[0068] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置中，如圖8所示，顯示面板110包括陣 列基板111、與陣列基板111對盒設(shè)置的對置基板112、設(shè)置在陣列基板111和對置基板112之 間的液晶層113、設(shè)置在陣列基板111遠離液晶層113的一側(cè)的第一偏光板114W及設(shè)置在對 置基板112遠離液晶層113的一側(cè)第二偏光板116。也就是說，顯示面板110為液晶顯示面板， 當(dāng)然，本發(fā)明實施例包括但不限于此，顯示面板還可為有機發(fā)光二級管顯示面板或電子紙。 另外，曲面透明光學(xué)膜126可通過膠層150粘附在顯示面板110上。當(dāng)然，本發(fā)明實施例包括 但不限于此，曲面透明光學(xué)膜126也可于顯示面板110相隔設(shè)置。
[0069] 在本發(fā)明實施例一至六中，可根據(jù)需要放大的倍率、人眼到微透鏡的距離W及虛 像到人眼的距離來計算微透鏡的焦距，可根據(jù)各偏轉(zhuǎn)微透鏡形成的偏轉(zhuǎn)虛像需要位移的距 離來確定各偏轉(zhuǎn)微透鏡的偏轉(zhuǎn)角度，可根據(jù)各偏轉(zhuǎn)微透鏡的偏轉(zhuǎn)角度、各顯示區(qū)域到其對 應(yīng)偏轉(zhuǎn)微透鏡的距離W及各偏轉(zhuǎn)微透鏡到其形成的偏轉(zhuǎn)虛像的距離來計算偏轉(zhuǎn)微透鏡的 焦距，可根據(jù)各微透鏡的類型（例如，平凸透鏡、圓凸透鏡或柱透鏡）、各微透鏡的焦距和微 透鏡材料的折射率來計算各微透鏡的彎曲表面的曲率半徑，還可根據(jù)曲率半徑和微透鏡的 尺寸計算出各微透鏡的拱高，從而根據(jù)實際需求對微透鏡進行設(shè)置。
[0070] 實施例屯
[0071] 本實施例提供一種近眼顯示裝置的顯示方法，如圖9所示，該近眼顯示裝置的顯示 方法包括步驟701-703。
[0072] 步驟701:將顯示面板劃分為陣列排布的多個顯示區(qū)域，各顯示區(qū)域包括至少一個 像素單元。
[0073] 步驟702:在顯示面板用于顯示的一側(cè)設(shè)置陣列排布的多個微透鏡，即，在顯示面 板和人眼之間設(shè)置陣列排布的多個微透鏡，各顯示區(qū)域?qū)?yīng)設(shè)置至少一個微透鏡。
[0074] 步驟703:在多個微透鏡中設(shè)置多個偏轉(zhuǎn)微透鏡，偏轉(zhuǎn)微透鏡靠近多個微透鏡組成 的陣列的中屯、的一端比遠離多個微透鏡組成的陣列的中屯、一端距離顯示面板更近，在兩個 相鄰的顯示區(qū)域的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個微透鏡中設(shè)置至少一個偏轉(zhuǎn)微透鏡，該偏轉(zhuǎn)微 透鏡被配置為使兩個相鄰的顯示區(qū)域通過透鏡模塊所成的虛像不重疊。
[0075] 在本實施例提供的近眼顯示裝置的顯示方法中，顯示面板發(fā)出的光可經(jīng)過多個微 透鏡組成的陣列的作用再進入人眼。各顯示區(qū)域?qū)?yīng)至少一個微透鏡，因此，各顯示區(qū)域?qū)?應(yīng)的至少一個微透鏡可將該顯示區(qū)域顯示的畫面在人眼中形成投遠且放大的虛像。并且， 兩個相鄰的顯示區(qū)域的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個微透鏡中設(shè)置有至少一個偏轉(zhuǎn)微透鏡，因 此，兩個相鄰的顯示區(qū)域的相鄰部分可通過偏轉(zhuǎn)微透鏡的作用W形成偏轉(zhuǎn)虛像，偏轉(zhuǎn)虛像 可與虛像或其他偏轉(zhuǎn)虛像不重疊，避免成像重影或混色問題。并且，偏轉(zhuǎn)虛像與虛像可構(gòu)成 與整個顯示面板顯示的畫面內(nèi)容相同的、完整的、放大的畫面。由此，本實施例提供的近眼 顯示方法既可降低了近眼顯示裝置的重量，又可解決了微透鏡成像中成像重影或混色問 題。
[0076] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置的顯示方法中，可根據(jù)需要放大的 倍率、人眼到微透鏡的距離W及虛像到人眼的距離來計算微透鏡的焦距。
[0077] 例如，通過W下公式來根據(jù)顯示面板與微透鏡的距離和需要放大的倍率來計算微 透鏡的焦距計算微透鏡的焦距：
[007引
[0079] 其中，「為需要放大的倍數(shù)，f/為微透鏡的焦距，P為人眼到微透鏡的距離，L為虛 像到人眼的距離。
[0080] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置的顯示方法中，可根據(jù)偏轉(zhuǎn)微透鏡 形成的偏轉(zhuǎn)虛像需要位移的距離來確定各偏轉(zhuǎn)微透鏡的偏轉(zhuǎn)角度。
[0081] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置的顯示方法中，可根據(jù)偏轉(zhuǎn)微透鏡 的偏轉(zhuǎn)角度、各顯示區(qū)域到其對應(yīng)偏轉(zhuǎn)微透鏡的距離W及各偏轉(zhuǎn)微透鏡到其形成的偏轉(zhuǎn)虛 像的距離來計算各偏轉(zhuǎn)微透鏡的焦距。
[0082] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置的顯示方法中，可根據(jù)各微透鏡的 類型(例如，平凸透鏡、圓凸透鏡或柱透鏡）、各微透鏡的焦距和微透鏡材料的折射率來計算 各微透鏡的彎曲表面的曲率半徑。
[0083] 例如，當(dāng)微透鏡為平凸透鏡時，通過W下公式根據(jù)各微透鏡的焦距、微透鏡材料的 折射率計算各微透鏡的彎曲表面的曲率半徑。
[0084]
[0085] 其中，f為微透鏡的焦距，r為微透鏡的曲率半徑，n為微透鏡材料的折射率。
[0086] 例如，在本實施例一示例提供的近眼顯示裝置的顯示方法中，還可根據(jù)曲率半徑 和微透鏡的尺寸計算出各微透鏡的拱高。
[0087] 例如，當(dāng)微透鏡的正投影為圓形時，可通過W下公式來根據(jù)曲率半徑和微透鏡的 尺寸計算出各微透鏡的拱高。
[008引
[0089] 其中，h為微透鏡的拱高，r為微透鏡的曲率半徑，P為微透鏡的直徑。
[0090] 有W下幾點需要說明：
[0091] (1)本發(fā)明實施例附圖中，只設(shè)及到與本發(fā)明實施例設(shè)及到的結(jié)構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)可參 考通常設(shè)計。
[0092] (2)為了清晰起見，在用于描述本發(fā)明的實施例的附圖中，層或微結(jié)構(gòu)的厚度和尺 寸被放大?？蒞理解，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域或基板之類的元件被稱作位于另一元件"上"或 "下"時，該元件可W "直接"位于另一元件"上"或"下"，或者可W存在中間元件。
[0093] (3)在不沖突的情況下，本發(fā)明同一實施例及不同實施例中的特征可W相互組合。
[0094] W上所述，僅為本公開的【具體實施方式】，但本公開的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本公開掲露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本公開的保護范圍之內(nèi)。因此，本公開的保護范圍應(yīng)W所述權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1. 一種近眼顯示裝置，包括： 顯示面板，所述顯示面板包括陣列排布的多個顯示區(qū)域，各所述顯示區(qū)域包括至少一 個像素單元;以及 透鏡模塊，所述透鏡模塊包括陣列排布的多個微透鏡，所述多個微透鏡包括多個偏轉(zhuǎn) 微透鏡，所述偏轉(zhuǎn)微透鏡靠近所述透鏡模塊中心的一端比遠離所述透鏡模塊中心的一端距 離所述顯示面板更近， 其中，各所述顯示區(qū)域?qū)?yīng)至少一個所述微透鏡，且兩個相鄰的所述顯示區(qū)域的相鄰 部分對應(yīng)不同的兩個所述微透鏡，且所述兩個微透鏡包括至少一個所述偏轉(zhuǎn)微透鏡，所述 偏轉(zhuǎn)微透鏡被配置為使兩個相鄰的所述顯示區(qū)域通過所述透鏡模塊成的虛像不重疊。2. 如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，各所述顯示區(qū)域與對應(yīng)設(shè)置的所述微透鏡 的距離小于所述微透鏡的焦距。3. 如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，在所述多個微透鏡陣列排布的行方向或列 方向，從所述透鏡模塊的中心到所述透鏡模塊的邊緣，所述偏轉(zhuǎn)微透鏡的偏轉(zhuǎn)角度依次逐 漸增加。4. 如權(quán)利要求1所述的近眼顯示裝置，其中，在所述多個微透鏡陣列排布的行方向或列 方向，從所述透鏡模塊的中心到所述透鏡模塊的邊緣，所述偏轉(zhuǎn)微透鏡的焦距依次逐漸增 加。5. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的近眼顯示裝置，其中，各所述顯示區(qū)域包括一個像素 單元，各所述像素單元與各所述微透鏡一一對應(yīng)設(shè)置。6. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的近眼顯示裝置，其中，各所述顯示區(qū)域包括多個子像 素單元。7. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的近眼顯示裝置，其中，所述顯示面板還包括： 黑矩陣，所述黑矩陣設(shè)置在所述像素單元之間， 其中，所述透鏡模塊與所述黑矩陣對應(yīng)的位置不設(shè)置所述微透鏡。8. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的近眼顯示裝置，其中，所述透鏡模塊包括： 可調(diào)液晶透鏡，所述可調(diào)液晶透鏡被配置為通過輸入不同電壓，調(diào)整液晶偏轉(zhuǎn)，形成所 述多個微透鏡。9. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的近眼顯示裝置，其中，所述透鏡模塊包括： 曲面透明光學(xué)膜，所述多個微透鏡設(shè)置在所述曲面透明光學(xué)膜上，所述曲面透鏡光學(xué) 膜被配置為使所述多個微透鏡中的所述偏轉(zhuǎn)微透鏡偏轉(zhuǎn)。10. 如權(quán)利要求9所述的近眼顯示裝置，其中，所述曲面透明光學(xué)膜的折射率等于空氣 的折射率。11. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的近眼顯示裝置，其中，所述微透鏡包括平凸透鏡、圓 透鏡或柱透鏡。12. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的近眼顯示裝置，其中，所述顯示面板包括液晶顯示 面板、有機發(fā)光二極管顯示面板或電子紙。13. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的近眼顯示裝置，其中，所述透鏡模塊設(shè)置在所述顯 示面板用于顯示的一側(cè)。14. 一種近眼顯示裝置的顯示方法，包括： 將顯示面板劃分為陣列排布的多個顯示區(qū)域，其中，各所述顯示區(qū)域包括至少一個像 素單元； 在所述顯示面板用于顯示的一側(cè)設(shè)置陣列排布的多個微透鏡，其中，各所述顯示區(qū)域 對應(yīng)設(shè)置至少一個所述微透鏡。 在多個所述微透鏡中設(shè)置多個偏轉(zhuǎn)微透鏡，其中，所述偏轉(zhuǎn)微透鏡靠近多個所述微透 鏡組成的陣列的中心的一端比遠離多個所述微透鏡組成的陣列的中心一端距離所述顯示 面板更近，在兩個相鄰的所述顯示區(qū)域的相鄰部分對應(yīng)不同的兩個所述微透鏡中設(shè)置至少 一個所述偏轉(zhuǎn)微透鏡，所述偏轉(zhuǎn)微透鏡被配置為使兩個相鄰的所述顯示區(qū)域通過所述透鏡 模塊成的虛像不重疊。
【文檔編號】G02B27/01GK106019605SQ201610634526
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月4日
【發(fā)明人】王燦, 楊亞鋒, 高健, 張粲, 馬新利, 王維, 譚紀風(fēng), 陳小川
【申請人】京東方科技集團股份有限公司