[发明专利]光学显示系统和显示装置

说明书

本发明涉及一种光学显示系统和显示装置。光学显示系统，包括：M个显示屏幕、M个透镜与光波导；M个透镜中至少两个透镜的焦距不同；M为大于1的自然数；光波导包括光波导本体与光线输出部；M个显示屏幕与M个透镜一一对应，透镜被配置为将来自对应的显示屏幕的光透射至光波导本体进行传输；光线输出部被配置为将来自M个显示屏幕的光从光波导本体中输出以成像，来自同一个显示屏幕的光形成同一个像，来自M个显示屏幕的光形成M个像，M个像的像距中至少两个像距不同。根据本发明的实施例，可以缓解眼疲劳和眩晕。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光学显示系统和显示装置。

背景技术

当我们观看三维物体的时候，在大脑中能够形成立体的显示影像。其原理在于，左右两只眼睛分别看到了同一场景在不同视角的画面，这两个画面引起了左右眼的视差。大脑能够把两个视角的图像整合成立体图像。

在观看过程中，两只眼睛分别通过晶状体调节屈光度，使物体的像聚焦到视网膜的虚像平面。大脑对图像进行整合时，由于立体物体和虚像平面之间存在纵深差，眼睛需要进行辐辏(Vergence)转动来适应这种纵深差。基于人类眼睛的肌肉记忆，屈光调节和辐辏转动两者之间存在一定的相关关系。

在VR(Virtual Reality，虚拟现实)或AR(Augmented Reality，增强现实)的相关显示技术中，通常采用单一焦点的光学设计方案。发明人经研究发现，在相关技术中，单一焦点的光学设计方案所呈现的图像对于人眼的像距是不变的，使得观看者在观看图像时无需进行屈光调节。而由于人眼的辐辏转动与不变的屈光调节产生了冲突(辐辏冲突)，观看者在持续观看动态3D图像过程时容易出现眼疲劳和眩晕。

发明内容

本发明提供一种光学显示系统和显示装置，以解决相关技术中的不足。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种光学显示系统，包括：M个显示屏幕、M个透镜与光波导；所述M个透镜中至少两个透镜的焦距不同；M为大于1的自然数；所述光波导包括光波导本体与光线输出部；

所述M个显示屏幕与所述M个透镜一一对应，所述透镜被配置为将来自对应的显示屏幕的光透射至所述光波导本体进行传输；

所述光线输出部被配置为将来自所述M个显示屏幕的光从所述光波导本体中输出以成像，来自同一个显示屏幕的光形成同一个像，来自所述M个显示屏幕的光形成M个像，M个像的像距中至少两个像距不同。

在一个实施例中，所述光波导还包括M个耦合部；所述M个耦合部位于所述光波导本体的第一侧，所述光线输出部位于所述光波导本体的第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对；所述M个透镜与所述M个耦合部一一对应，所述透镜被配置为将来自对应的显示屏幕的光透射至对应的耦合部，所述耦合部被配置为将来自对应的显示屏幕的光以对应的入射角耦合进入所述光波导本体进行传输。

在一个实施例中，一个所述显示屏幕在对应的耦合部的正投影落在对应的透镜在对应的耦合部的正投影内。

在一个实施例中，所述耦合部包括入射面、反射面与出射面，所述反射面被配置为将经所述入射面的来自所述显示屏幕的光反射至所述出射面，来自所述显示屏幕的光从所述出射面出射后进入所述光波导本体。

在一个实施例中，所述光线输出部包括N个光学膜层，所述N个光学膜层相互平行，N为正整数；所述N个光学膜层为部分反射部分透射的膜层；所述光波导本体为直板状；所述N个光学膜层相对于所述光波导本体的长边倾斜设置，所述长边沿所述光波导本体延伸的方向延伸；所述光学膜层被配置为对来自所述显示屏幕的一部分光进行反射，对来自所述显示屏幕的另一部分光进行透射，被所述光学膜层反射的光从所述光波导本体出射。

在一个实施例中，所述N个光学膜层各自对来自所述显示屏幕的光的反射光的光强相同。