[发明专利]一种显示器面板、近眼显示光学系统及头戴显示设备

说明书

本申请实施例提供一种显示器面板、近眼显示光学系统及头戴显示设备，涉及智能穿戴电子设备技术领域，显示器面板用于设置在近眼显示光学系统中，显示器面板包括基板；自发出光的像素光源阵列；微透镜阵列，微透镜阵列布设在像素光源阵列的发光侧，像素光源的发出光透过微透镜后，发光角的中心轴线与近眼显示光学系统在像素光源的主光线重合或中心轴线与主光线之间的夹角小于或等于5°；像素光源阵列和微透镜阵列均集成在基板上。

本申请要求于2019年10月21日提交中国专利局、申请号为201911002097.9、发明名称为“一种显示器面板、近眼显示光学系统及头戴显示设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及智能穿戴电子设备技术领域，尤其涉及一种显示器面板、近眼显示光学系统及头戴显示设备。

背景技术

近年来增强现实(Augmented Reality，AR)技术和虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术在智能穿戴电子设备的应用快速发展，其中增强显示技术和虚拟显示技术的核心部件是显示光学系统，显示光学系统所显示效果的好坏直接决定智能穿戴电子设备的质量，要使智能穿戴电子设备的性能佳，显示光学系统需要满足高光效，以及画面亮度均匀等技术要求，且智能穿戴电子设备也需要满足小型化设计要求，所以，显示光学系统也要实现小型化。

但是，目前显示光学系统需要同时满足小体积、高光效，以及画面亮度均匀是比较困难的，参照图1，目前显示光学系统采用的显示屏大多为自发光显示屏，例如，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-emitting Diode，OLED)，自发光显示屏的发光立体角A的中心轴线002垂直于自发光显示屏001的表面，参照图2，发光角度不同发光强度也不同，即愈远离中心轴线002，发光强度愈小。

为了追求高光效、画面亮度均匀的效果，参照图3，通常将显示光学系统设计为远心光学系统，远心光学系统是指进入透镜组003的主光线Q与整个光学系统的光轴平行的光学系统，即光学系统有效光束的主光线与显示屏的发光立体角的中心轴线重合，但是，远心光学系统的不足为：因为进入透镜组003的主光线Q需要与显示屏的发光立体角的中心轴线重合，造成透镜组003的体积较大，进而造成整个远心光学系统体积较大；为了得到体积较小的光学系统，参照图4-A，通常将显示光学系统设计为非远心光学系统，非远心光学系统是指进入透镜组003的主光线Q的至少部分与整个光学系统的光轴不平行的光学系统，即光学系统有效光束的主光线Q的至少部分与显示屏的发光立体角的中心轴线具有夹角，夹角偏大，且不同像素位置夹角不一样，中心像素单元的夹角为0°，愈到边缘像素单元夹角愈大，如图4-B所示，区域M面积代表画面中心的亮度，区域N面积代表画面边缘的亮度，参照图5，这样会导致从中心像素单元到边缘像素单元，有效光线的亮度越来越低，最终呈现的效果就是画面中心亮度高，画面边缘亮度低，即呈现画面亮度不均匀现象。

所以，体积小、光效高，画面亮度均匀是目前显示光学系统无法同时兼得的。

发明内容

本申请的实施例提供一种显示器面板、近眼显示光学系统及头戴显示设备，主要目的是提供一种可实现体积小、光效高、画面亮度均匀的近眼显示光学系统。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种显示器面板，所述显示器面板用于设置在近眼显示光学系统中，所述显示器面板包括：

基板；

自发出光的像素光源阵列；

微透镜阵列，所述微透镜阵列布设在所述像素光源阵列的发光侧，像素光源的发出光透过微透镜后，发光角的中心轴线与所述近眼显示光学系统在所述像素光源的主光线重合或所述中心轴线与所述主光线之间的夹角小于或等于5°；

所述像素光源阵列和所述微透镜阵列均集成在所述基板上。