[发明专利]一种轻便短焦近眼显示系统

说明书

一种轻便短焦近眼显示系统，涉及近眼显示技术领域，解决现有AR技术中存在的光学性能与体积之间的矛盾问题，该系统包括微显示器，内侧镜片以及凹面部分反射镜；靠近眼瞳位置的为内侧镜片，远离眼瞳位置的为凹面部分反射镜；微显示器为旋转的线状显示器或透明显示器。通过多次反射，将光路折叠，使得凸面部反射镜与凹面部分反射镜之间的距离缩短，能够最大幅度减小眼镜的厚度，实现轻薄化。

技术领域

本发明涉及近眼显示技术领域，具体涉及一种轻便短焦近眼显示系统。

背景技术

近眼显示能够给使用者提供超大的3D画面，同时显示图像能够跟现实环境进行融合，在日常生活以及工业领域都具有非常广泛的应用。

目前，最有前景的是光波导AR眼镜，其能够实现类似普通眼镜的外观，但是由于折射率，衍射效率等的制约，视场角难以突破，一般在对角线50°左右，且其最大的缺点是超低的能效会导致整个系统非常耗电。本发明通过使用球对称解决了上述问题，基于球对称技术，本人前面已申请的系列专利技术(专利号：202020742439，202120312789.X，202110154039)，上述专利虽然实现了非常理想的光学效果，但是总厚度较大，而本发明提出了进一步减薄系统的方法。通过使光线在两个球面的之间多次反射，进一步降低厚度，增大了出瞳距离，实现轻薄化。同时，本发明提出了新型的线状显示器构造，可以实现无遮挡的显示，进一步提升了使用的效果。再次，由于使用了多次反射，镜片之间的相互位置更加敏感，变焦的移动量减小，易于实现变焦功能。

发明内容

本发明为解决现有显示系统近眼显示系统存在厚度大，无法实现轻薄化的问题，提供一种轻便短焦近眼显示系统。

一种轻便短焦近眼显示系统，包括微显示器、内侧镜片和凹面部分反射镜；所述内侧镜片靠近眼瞳位置，凹面部分反射镜置于远离眼瞳位置，所述微显示器为旋转的线阵微显示器或者透明微显示器，所述内侧镜片为凸面反射镜；

所述微显示器或设置于内侧镜片与眼瞳位置之间，或设置于内侧镜片与凹面部分反射镜之间，或设置于凹面部分反射镜的凸面侧；

所述微显示器设置于内侧镜片与眼瞳位置之间时，微显示器背向眼瞳位置发光，所述微显示器发出的光在内侧镜片和凹面部分反射镜之间的反射次数≥3；

所述微显示器设置于内侧镜片与凹面部分反射镜之间时，微显示器背向眼瞳位置或朝向眼瞳位置发光，所述微显示器发出的光在内侧镜片和凹面部分反射镜之间的反射次数≥3；

所述微显示器设置于凹面部分反射镜凸面侧时，微显示器朝向眼瞳位置发光，所述微显示器发出的光在内侧镜片和凹面部分反射镜之间的反射次数≥4。

进一步的，将内侧镜片的凹面或凸面设置为偏振反射面，在内侧镜片和凹面部分反射镜之间加入相位延迟片，在凹面部分反射镜凸面侧放置环境光圆偏振片，所述环境光圆偏振片用于将自然环境光变为第一圆偏振环境光，所述第一圆偏振环境光通过相位延迟片后，变成s型线偏振环境光进入人眼。

进一步的，所述微显示器所发的光在内侧镜片和凹面部分反射镜之间反射次数设置为3次，将内侧镜片的凹面或凸面设置为偏振反射面，当微显示器位于内侧镜片与凹面部分反射镜之间时，在微显示器与内侧镜片之间放置相位延迟波片；

当微显示器设置于内侧镜片与眼瞳位置之间时，在内侧镜片与凹面部分反射镜之间放置相位延迟波片。

进一步的，所述线阵显示器包括发光像素、透明导线和显示驱动芯片，所述透明导线连接发光像素和显示驱动芯片，所述发光像素与显示驱动芯片距离大于1mm；

所述发光像素的排布方式为：一条、1/2条、十字状排布的两条或米子排布的四条；

进一步的，所述发光像素的两侧区域设置为透明区域、部分反射面或偏振反射面；两侧区域为部分反射面时，则替代凹面部分反射镜；两侧区域为偏振反射面时，则替代内侧镜片。