WO2023103711A1 - 近眼显示装置及头戴设备 - Google Patents
近眼显示装置及头戴设备 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023103711A1 WO2023103711A1 PCT/CN2022/131411 CN2022131411W WO2023103711A1 WO 2023103711 A1 WO2023103711 A1 WO 2023103711A1 CN 2022131411 W CN2022131411 W CN 2022131411W WO 2023103711 A1 WO2023103711 A1 WO 2023103711A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- image
- eye
- display element
- optical
- display device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
Definitions
- Embodiments of the present application provide a near-eye display device, an inductor having the near-eye display device, and a head-mounted device, which can improve work efficiency.
- the size of the expected virtual image is L
- the distance from the virtual image to the binoculars is H
- the overlapping rate of the left-eye image and the right-eye image is k%
- the desired exit pupil distance is set as E
- the pupillary distance is P
- the optical The width of the display element is D.
- the minimum distance between the near-eye display device and the fixed main body is 40-80 mm.
- the adjustment range of the near-eye display device ensures that the exit pupil distance can be adjusted within 40-80 mm (adjusting the distance between the optical display element and the human eye).
- the near-eye display device can adjust the left and right positions of the optical display element through the connecting part, and adjust the center of the optical display element (or the center of the near-eye display device) at the center of the line connecting the two pupils to ensure the imaging of the left eye image and the right eye image.
- the surface contains all the information of the image formed by the image carried by the light beam generated by the image generating unit.
- the height of the near-eye display device can also be adjusted in the vertical plane.
- the vertical plane refers to the direction perpendicular to the horizontal plane.
- the horizontal plane refers to the plane where the horizontal line of sight of the human eye is located.
- the center of the optical display element can be adjusted by 80 degrees in the vertical plane. , specifically 50° above the standard field of view, 30° below the standard field of view, and the standard field of view is horizontal, set as 0°.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a near-eye display device provided in an embodiment of the present application
- Fig. 2 is a schematic diagram of the internal structure layout of a near-eye display device provided in an embodiment of the present application
- Fig. 7 is a schematic diagram of an internal structural layout of a near-eye display device provided in an embodiment of the present application.
- an optical display element 30 , an image generating unit 20 and a control unit 40 are disposed in the housing space G of the housing 10 of the near-eye display device 100 .
- the control unit 40 is electrically connected to the image generating unit 20 .
- the image generating unit 20 is a micro-display
- the control unit 40 is a micro-display driver (or driving unit)
- the control unit 40 is electrically connected to the image generating unit 20 through an FPC or a cable.
- the control unit 40 is used to transmit the original image information to the image generation unit 20.
- the image generation unit 20 is used to receive the original image information transmitted by the control unit 40 and generate image light.
- the image light can be understood as a light beam carrying the original image information.
- the external control unit is conducive to the small size and light weight of the near-eye display device 100. the design of.
- the near-eye display device 100 is connected to the head-mounted device, the control unit can be arranged on the head-mounted device, and an image signal transmission structure can be set between the head-mounted device and the near-eye display device 100, so that the head-mounted device The original image information of is transmitted to the image generation unit 20 in the near-eye display device 100 .
- the external interface 111 may also be electrically connected to the image signal transmission structure of the head-mounted device through an external control unit.
- the image generation unit 20 and the optical display element 30 are stacked in the direction in which the optical axis of the optical display element 30 extends, and the image generation unit 20 is located in the optical Between the display element 30 and the imaging surface 200 .
- the imaging surface 200 in FIG. 2 and FIG. 4 is a schematic representation of the surface where the virtual image is located.
- the imaging surface 200 is located on the side of the casing 11 away from the light-transmitting panel 12, and the light-transmitting panel 12 is located on the side of the casing 11 facing the human eye. side.
- the stacked arrangement means that in the extending direction of the optical axis of the optical display element 30 , the light exit surface of the image generating unit 20 faces the light incident surface of the optical display element. There may be a gap between the light exit surface of the image generating unit 20 and the light entrance surface of the optical display element 30 , and other optical elements may also be provided, such as a lens with a light-condensing function, a lens with a light-filtering function, and the like. In one embodiment, the image generating unit 20 and the optical display element 30 are independent of each other, and are respectively assembled inside the casing 11 of the near-eye display device 100 .
- the optical display element 30 includes an optical effective region R1, the optical axis A of the optical display element 30 can be located at the center of the optical effective region R1, and the image light can be transmitted by the optical display element 30 in the optical effective region R1.
- the optical display element 30 includes a central region R2 surrounding the optical axis A, and this central region R2 may be a part of the optically active region R1 , or the central region R2 may be identical to the optically active region R1 .
- the optical axis A of the optical display element 30 is in both the left-eye image 201 and the right-eye image 202 , and the center of the combined image area 203 is on the optical axis A.
- the left-eye image 201 and the right-eye image 202 are spliced to synthesize the original image information.
- there is no overlapping area between the left-eye image 201 and the right-eye image 202 and the stitching position between the left-eye image 201 and the right-eye image 202 is on the optical axis A.
- the original image information mentioned in this application refers to the physical information of the image, including color, geometric shape and so on.
- normal joint image refers to: the imaging surface 200 composed of the left eye image 201 and the right eye image 202 does not include the image generated by the image generation unit 20.
- All the information of the image formed by the image carried by the light beam usually make the combined image area 203 greater than or equal to 5% of the lateral dimension of the image.
- the upper limit of the size of the combined image area 203 is designed to be 60% of the size of the original image information, so that the near-eye display device 100 provided by the present application has a wider application position. That is to say, users can adjust a variety of different positions to suit their viewing habits, all of which can meet the conditions of complete imaging, making the near-eye display device 100 more flexible in application.
- the formula for calculating the width of the optical display element 30 is:
- the radius of curvature of the first lens 31 is: -40.909, and the conic coefficient is: 45.6; the radius of curvature of the second lens 32 is: 210, and the conic coefficient is: -0.9, the radius of curvature of the first lens 31 and the second lens 32 and the conic coefficient
- the setting can make the effective focal length of the optical display element 30 be 70.07mm, so that when the distance between the optical display element 30 and the human eye is 80mm, the formed image is at 250mm, the size of the image is 150X84.4, and the size of the combined image area is 15mm.
- the eyes of a person can form a normal image.
- the embodiment of the present application provides a description of an application scenario of a head-mounted device having a near-eye display apparatus 100 as follows.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
本申请实施例提供了一种近眼显示装置和头戴设备，近眼显示装置包括图像生成单元和光学显示元件，光学显示元件用于构建第一光学路径及构建第二光学路径，第一光学路径和第二光学路径分别用于在成像面上形成左眼影像和右眼影像，左眼影像和右眼影像无缝拼接或部分重叠，以合成图像生成单元接收到的原始图像信息。采用本申请提供的近眼显示设备，使现场作业人员可以边观看远程指导方案边进行现场操作。
Description
本申请要求于2021年12月10日提交中国专利局、申请号为202111510079.9，发明名称为“近眼显示装置及头戴设备”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。
本申请涉及图像显示技术领域，特别涉及一种近眼显示装置及头戴设备。
塔上作业、高空作业、或远程维修等场景下，现场作业人员在一线现场作业时，如果作业过程中遇到一些疑难问题无法解决，需要远程技术专家的协助。传统的方法是，现场作业人员通过便携式终端，例如手机、平板，与远程专家视频，将现场的信息与远程专家共享，远程专家进行指导，现场作业人员通过观看便携式终端所显示的远程专家的指导方案，依据指导方案进行作业，导致现场作业效率低下。
发明内容
本申请实施例提供一种近眼显示装置、具有该近眼显示装置的电感器及头戴设备，能够提升工作效率。
第一方面，本申请实施例提供一种近眼显示装置，近眼显示设备包括图像生成单元和光学显示元件，所述图像生成单元用于接收控制单元传送的原始图像信息并产生图像光，所述图像光为携带所述原始图像信息的光束，所述光学显示元件用于构建第一光学路径，所述第一光学路径用于将所述图像光投射至成像面上并在所述成像面上形成左眼影像，所述光学显示元件用于构建第二光学路径，所述第二光学路径用于将所述图像光投射至成像面上并在所述成像面上形成右眼影像，所述左眼影像和所述右眼影像之间无缝拼接或部分重叠，以合成所述原始图像信息。具体而言，第一光学路径是光学显示元件和左眼一起构建的，第二光学路径是光学显示元件和右眼一起构建的。
本申请提供的近眼显示装置为左眼和右眼共用，即佩戴状态下，近眼显示装置正对双眼之间区域的正前方，可以双眼同时观看成像面上的图像信息，且近眼显示装置不会遮挡视线。本申请定义的不遮挡视线指的是佩戴近眼显示装置的情况下，双眼仍然可以观看眼前的事物，可以使得现场操作人员观看图像信息和现实操作同步进行。而且，使用双眼观看影像，通过左眼影像和右眼影像的合像，可以提供更优质的影像质量。若只有一只眼睛观看影像，容易视疲劳，因此本申请提供的近眼显示装置还可以提升观看图像信息的舒适度，减缓视疲劳。
一种可能的实施方式中，所述光学显示元件的宽度小于等于70mm，所述光学显示元件的宽度为在第一方向上所述光学显示元件的尺寸，所述第一方向为左眼和右眼的连线方向。本方案通过限定光学显示元件的宽度上限的好处在于：能够满足近眼显示装置100不遮挡视线，可以满足使用者同时观看近眼显示装置100内的影像及眼前真实的场景。
一种可能的实施方式中，所述光学显示元件的宽度大于等于40mm。本实施方式中，左眼和右眼的连线的中间位置为基准点，所述光学显示元件30的光轴的延伸方向上，所述光学显示元件30和所述基准点之间的距离为出瞳距，所述成像面与所述基准点之间的距离为像距，在所述第一方向上，所述成像面上的图像信息的尺寸为像宽，当所述出瞳距为80mm，所述像距为250mm，所述像宽为150mm。本方案限定光学显示元件的宽度的下限，为了满足预设 的成像品质及可以正常合像。
一种可能的实施方式中，在所述第一方向上，所述左眼影像和所述右眼影像之间重叠部分的尺寸为所述原始图像信息的尺寸的5％-60％。由于光学显示元件在设计、制作及组装的过程中，会存在设计公差、制作误差、组装的公差，本实施方式将合像区的尺寸限定为大于原始图像信息尺寸的5％是合适的范围，使得近眼显示装置在使用过程中，即使存在组装误差，也会保证合像的完整性。在实际设计制造时，为防止制造误差带来的不能正常合像问题(不能正常合像指的是：左眼影像和右眼影像组成的成像面上没有包含图像生成单元所产生的光束携带的图像所成的像的全部信息)，通常使得合像区大于或等于像的横向尺寸的5％。合像区的尺寸的上限为原始图像信息尺寸的60％的设计可以使得本申请提供的近眼显示装置具有较宽的应用位置，也就是说，使用者可以调多种不同的位置以适应其观看习惯，都可以满足完整成像的条件，使得近眼显示装置应用灵活性更佳。
一种可能的实施方式中，所述图像生成单元和所述光学显示元件在所述光学显示元件的光轴延伸方向上层叠设置，所述光学显示元件位于所述图像生成单元和所述成像面之间，所述光学显示元件包括围绕光轴的中心区域，所述图像生成单元对应设置在中心区域的外围(指的是中心区域之外的区域)，所述图像生成单元的出光方向与光轴之间形成夹角。本方案中，图像生成单元产生的图像光直接打到光学显示元件上，图像光经过光学显示元件的反射进入人眼。一种实施方式中，为了保证光学显示元件至人眼之间的光路不被遮挡，图像生成单元可以与光学显示元件边缘区域对应设置。具体而言，光学显示元件包括光学有效区，光学显示元件的光轴可以位于光学有效区的中心位置，图像光在光学有效区内可以被光学显示元件反射至人眼，光学显示元件包括围绕光轴的中心区域，此中心区域可以为光学有效区的一部分，或者中心区域等同于光学有效区。图像生成单元对应设置在中心区域的外围，图像生成单元的出光方向与光轴之间形成夹角，即光学显示元件通过其中心区域将图像光反射至人眼，而图像生成单元的设置避开中心区域至人眼的光路，以保证人眼可以看到完整的影像。
一种可能的实施方式中，所述图像生成单元和所述光学显示元件在所述光学显示元件的光轴延伸方向上层叠设置，所述图像生成单元位于所述光学显示元件和所述成像面之间。层叠设置的意思是：在光学显示元件的光轴的延伸方向上，图像生成单元的出光面正对光学显示元件的入光面。此种设计方案可以将图像生成单元布置在光学显示元件远离人眼一侧的空间内，图像生成单元和光学显示元件之间层叠设置，图像生成单元的出光面可以垂直于光学显示元件光轴，即图像生成单元相对光学显示元件趋近平行设置，本方案中，图像生成单元产生的图像光直接打到光学显示元件上，图像光经过光学显示元件的折射进入人眼。由于图像生成单元在光学显示元件远离人眼的一侧，不会遮挡或占用图像生成单元将光传送至人眼的光路，可以使近眼显示装置得到较小的尺寸，有利于近眼显示装置薄型化的设计。
一种可能的实施方式中，所述光学显示元件包括层叠设置的第一透镜和第二透镜，所述第二透镜位于所述第一透镜和所述图像生成单元之间，所述第一透镜远离所述第二透镜的表面和所述第二透镜面对所述图像生成单元的表面均为菲涅尔面。采用本方案，光学显示元件在第一方向上的宽度为45.6mm，光学显示元件的宽度的限定不会遮挡视线。成像面上像宽为150mm，左眼看到像宽度为82.5mm，右眼看到像宽为82.5mm，左右眼看到像的重叠部分宽度为15mm，此时左右眼看到的像在大脑中正常合像，最终效果相当于双目观看250mm处，6.8英寸屏幕。
一种可能的实施方式中，近眼显示设备包括固定部、连接部和显示部，所述显示部包括外壳，所述图像生成单元和所述光学显示元件设置在所述外壳内部，所述连接部连接在所述 固定部和所述外壳之间，所述固定部用于固定连接至头戴设备的固定主体。
一种可能的实施方式中，所述连接部用于校正所述显示部的使用位置。一种实施方式中，连接部可以具有弹性弯折形变的能力，例如连接部在外力的作用可能够调节其弯折形态，这样可以改变显示部的具体的位置，可以根据具体的使用环境调节显示部的位置，确定光学显示元件的具体的位置，得到清晰的图像信息。其它实施方式中，连接部也可以为具有多自由度的连杆结构，通过连杆的相对运动，可以调节显示部的具体的位置。一种实施方式中，将近眼显示装置内不设置控制单元，控制单元设置在头戴设备的固定主体中，连接部内部设有用于在控制单元和图像生成单元之间传送原始图像信息的数据线，固定部设有公连接器，头戴设备的固定主体上设有母连接器，通过公连接器和母连接器的对接，实现控制单元的图像信息传送至近眼显示装置。
一种可能的实施方式中，所述光学显示元件的宽度的计算公式为：
其中，期望虚像大小为L，虚像到双目的距离为H，所述左眼影像和所述右眼影像的重叠率为k％，设置期望的出瞳距离为E，瞳距为P，光学显示元件的宽度为D。
第二方面本申请提供一种头戴设备，包括固定主体和第一方面任一种可能的实施方式所述的近眼显示装置，所述近眼显示装置连接至所述固定主体。
一种可能的实现方式中，所述近眼显示装置和所述固定主体之间的最小距离为40～80mm。一种可能的实现方式中，在水平面内，近眼显示装置的调节范围保证出瞳距离在40～80mm内可调(调节光学显示元件和人眼之间的距离)。近眼显示装置可以通过连接部调节光学显示元件左右位置，将光学显示元件的中心(或近眼显示装置的中心)调节在双瞳连线的中心位置，以保证左眼影像和右眼影像组成的成像面上包含图像生成单元所产生的光束携带的图像所成的像的全部信息。近眼显示装置也可以在垂直面内调节其高度，垂直面指的是垂直于水平面的方向，水平面指的是人眼水平视线所在的平面，光学显示元件的中心在垂直面内视野80度可调，具体为标准视野上50°，标准视野下30°，标准视野为水平的，定为0°。
本申请提供的头戴设备可以为安全头盔、头环、头箍、帽子、眼镜、耳机等设备。
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的示意图；
图2是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的内部结构布局示意图；
图3是图2中的图像生成单元和控制单元之间连接关系及控制单元的具体架构的示意图；
图4是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的内部结构布局示意图；
图5A是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的内部结构布局示意图；
图5B是图5A所示的实施方式的另一个方向的示意图，组合图5A和图5B表示图像生成单元和光学显示元件的位置关系；
图6是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的内部结构布局示意图；
图7是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的内部结构布局示意图；
图8是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的内部结构布局示意图；
图9A是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的光学显示元件和图像生成单元之间的位置关系及应用场景示意图；
图9B是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的光学显示元件和图像生成单元之间的位置关系及应用场景示意图；
图10A是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的光学显示元件和图像生成单元之间的位置关系及应用场景示意图；
图10B是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的光学显示元件和图像生成单元之间的位置关系及应用场景示意图；
图11、图12、图13和图14所示为本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的光学原理图；
图15是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的一种光路图，表达了光学显示元件宽度的计算公式中的各参数；
图16是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的光学显示元件的具体实施方式的示意图；
图17是本申请一种实施方式提供的近眼显示装置的示意图；
图18是本申请一种实施方式提供的头戴设备的示意图；
图19是本申请一种实施方式提供的头戴设备上的近眼显示装置在垂直面内调节位置的示意图；
图20是本申请一种实施方式提供的头戴设备的示意图。
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
参阅图1和图2，一种实施方式中，本申请提供的近眼显示装置100包括外壳10，外壳10包括壳体11和透光面板12。透光面板12组装至壳体11且与壳体11共同围设形成外壳10内部的收容空间G，收容空间G用于安装图像生成单元20和光学显示元件30。壳体11设有对外接口111，对外接口111位置可以为近眼显示装置100充电，也可以用于实现近眼显示装置100与其它设备(例如远端的手机或控制器)之间的数据交互(例如图像信息)。具体而言，对外接口111位置用于设置连接器，连接器可以用于充电，也可以用于实现近眼显示装置100内部元件和外部设备或控制模块之间的信号传送。一种实施方式中，外壳10整体呈长方体(或正方体)状结构，其它实现方式中，外壳10也可以为圆盘状或圆柱状，或具有椭圆形的截面。具体而言，透光面板12可以为玻璃材质，例如钢化玻璃，透光面板12上可以设置光学膜层121，例如，均光膜，光学膜层121的设置可以提升近眼显示装置100的显示效果。光学膜层121设置在透光面板12的内表面。透光面板12的外表面可以设置透明的保护层，保护层可以保护透光面板12，防止环境恶劣的情况下，例如风沙造成对透光面板12的刮伤，影响显示效果。透光面板12的形状可以为圆形、方形、椭圆形、多边形等形状，具体可以根据光学显示元件30的形态选择合适的形状的透光面板12。
参阅图2，一种实施方式中，近眼显示装置100的外壳10内的收容空间G内设光学显示元件30、图像生成单元20和控制单元40。控制单元40和图像生成单元20电连接。图像生成单元20为微显示屏，控制单元40为微显示屏驱动器(或驱动单元)，控制单元40通过FPC或排线电连接至图像生成单元20。控制单元40用于传送原始图像信息至图像生成单元20， 图像生成单元20用于接收控制单元40传送的原始图像信息并产生图像光，图像光可以理解为携带原始图像信息的光束。
参阅图3，一种实施方式中，控制单元40和图像生成单元20之间通过柔性电路板(FPC)50电连接。柔性电路板50上可以设置信号线、数据线、电源线，以实现控制单元40和图像生成单元20之间的信号、数据及电流的传输。一种实施方式中，控制单元40上设多个功能模块，包括：驱动模块41、帧缓存模块42、供电模块44、闪存模块45，控制单元40电连接对外接口111。驱动模块41又称为driver，驱动模块41用于点亮图像生成单元20。供电模块44又称为power，供电模块44用于为图像生成单元20供电，供电模块44可以通过对外接口111充电。帧缓存模块42又称为frame buffer，帧缓存模块42用于对图像进行缓存。闪存模块45又称为flash，闪存模块45用于实现图像数据的存储。帧缓存模块42和闪存模块45可以与对外接口111电连接，以使外部的原始图像信息通过对外接口111传送至帧缓存模块42和闪存模块45中。本申请通过控制单元40中的各功能模块与图像生成单元20的电连接，实现控制单元40驱动图像生成单元20工作。一种实施方式中，控制单元40还包括投屏模块43，投屏模块43用于将手机上的影像投屏至近眼显示装置100进行显示，提升近眼显示装置100的功能。本申请提供的近眼显示装置100中的控制单元40还可以设置其它的功能模块，例如WIFI模块、摄像模块等等。
参阅图4，一种实施方式中，近眼显示装置100内部可以不设置控制单元，只设置图像生成单元20和光学显示元件30，图像生成单元20电连接至外部的控制单元(带有驱动模块)。一种实施方式中，图像生成单元20电连接至对外接口111，图像生成单元20通过对外接口111与外部的控制单元电连接，此情况下，图像生成单元20和对外接口111之间设有用于传送原始图像信息的软排线，图像通过外部的控制单元传入图像生成单元。图4所示的实施方式相当于需要将近眼显示装置100，通过外部控制单元与其它的终端设备结合实现原始图像信息的传送，将控制单元外置有利于近眼显示装置100的小尺寸、轻重量的设计。一种实施方式中，近眼显示装置100连接至头戴设备上，可以将控制单元设置在头戴设备上，头戴设备和近眼显示装置100之间可以设置图像信号传输结构，以将头戴设备的原始图像信息传送至近眼显示装置100中的图像生成单元20。对外接口111也可以通过外部控制单元与头戴设备的图像信号传输结构电连接。
图像生成单元20相当于近眼显示装置100的图像源，所生成的图像光传送至光学显示元件30上。光学显示元件30用于将图像光投射至成像面上，即在成像面上呈现出原始图像信息。成像面也称为像面，光学显示元件30的作用是将图像生成单元20产生的图像光进行折射或反射或衍射后，在成像面上形成像，像是图像生成单元20产生的图像光经过光学显示元件30后在成像面所形成光学现象，像可以包含实像和虚像，本申请实施例提供的近眼显示装置100所形成的像可以为虚像。
图像生成单元20和光学显示元件30的位置关系的具体描述如下：
第一种实施方式中，如图2和图4所示的实施方式，图像生成单元20和光学显示元件30在光学显示元件30的光轴的延伸方向上层叠设置，且图像生成单元20位于光学显示元件30和成像面200之间。图2和图4中的成像面200为虚像所在的面的示意性的表达，成像面200位于壳体11背离透光面板12的一侧，透光面板12位于壳体11的面向人眼的一侧。层叠设置的意思是：在光学显示元件30的光轴的延伸方向上，图像生成单元20的出光面正对光学显示元件的入光面。图像生成单元20的出光面和光学显示元件30的入光面之间可以具有间隙，也可以设置其它的光学元件，例如具有聚光功能的透镜、具有滤光功能的镜片等等。 一种实施方式中，图像生成单元20和光学显示元件30互相独立，分别组装在近眼显示装置100的壳体11内部。一种实施方式中，图像生成单元20和光学显示元件30集成在一个模组结构中，例如：将图像生成单元20和光学显示元件30组装为一体式的模组结构(可以通过框架连接二者)，再将些模组结构安装在壳体11内。
在近眼显示装置100的外壳10内的收容空间G中，光学显示元件30位于图像生成单元20和透光面板12之间。也可以理解为，光学显示元件30位于图像生成单元20面向人眼的一侧。此种设计方案可以将图像生成单元20布置在光学显示元件30远离人眼一侧的空间内，图像生成单元20和光学显示元件30之间层叠设置，图像生成单元20的出光面可以垂直于光学显示元件30的光轴，即图像生成单元20相对光学显示元件30趋近平行设置，本方案中，图像生成单元20产生的图像光直接打到光学显示元件30上，图像光经过光学显示元件30的折射进入人眼。由于图像生成单元20在光学显示元件30远离人眼的一侧，不会遮挡或占用图像生成单元20将光传送至人眼的光路，可以使近眼显示装置100得到较小的尺寸，有利于近眼显示装置100薄型化的设计。
第二种实施方式中，如图5A和图5B所示的实施方式，图像生成单元20和光学显示元件30在光学显示元件30的光轴的延伸方向上层叠设置，且光学显示元件30位于图像生成单元20和成像面200之间。关于成像面200和层叠设置的解释同第一种实施方式，不再赘述。图5A和图5B是表达同一个方案，图5A中的图像生成单元20和图5B中的图像生成单元20可以看作是一个位置，图5A表示近眼显示装置100的一个方向(方向一)的截面图，图5B表示近眼显示装置100的另一方向(方向二)的截面图，图5A中垂直于所示的截面方向为方向二，结合图5A和图5B可以清楚地表达图像生成单元20相对光学显示元件30的具体的位置关系。本方案中，图像生成单元20产生的图像光直接打到光学显示元件30上，图像光经过光学显示元件30的反射进入人眼。一种实施方式中，为了保证光学显示元件30至人眼之间的光路不被遮挡，图像生成单元20可以与光学显示元件30边缘区域对应设置。参阅图5B，具体而言，光学显示元件30包括光学有效区R1，光学显示元件30的光轴A可以位于光学有效区R1的中心位置，图像光在光学有效区R1内可以被光学显示元件30反射至人眼，光学显示元件30包括围绕光轴A的中心区域R2，此中心区域R2可以为光学有效区R1的一部分，或者中心区域R2等同于光学有效区R1。图像生成单元20对应设置在中心区域R2的外围，图像生成单元20的出光方向与光轴A之间形成夹角，即光学显示元件30通过其中心区域R2将图像光反射至人眼，而图像生成单元20的设置避开中心区域R2至人眼的光路，以保证人眼可以看到完整的影像。
第一种实施方式中，图像生成单元20射出的图像光可以直接打到光学显示元件30上，图像光的射出方向和光学显示元件30的光轴延伸方向可以平行(参阅图4)。第二种实施方式中，图像生成单元20射出的图像光的方向和光学显示元件30的光轴的延伸方向之间形成夹角(参阅图5B)，可以理解为，图像生成单元20相对光学显示元件30倾斜设置，这样可以使得图像生成单元20射出的图像光打到光学显示元件30上后能被反射至人眼。
第三种实施方式中，图像生成单元20可以设置在光学显示元件30的侧边。参阅图6，图6所示为近眼显示装置100的一个截面，垂直于这个截面的方向为光学显示元件30的光轴的方向，从图6可以看出，图像生成单元20的位置即不在光学显示元件30和人眼之间，也不在光学显示元件30背离人眼的一侧，即在光轴的延伸方向上，图像生成单元20和光学显示元件30不是层叠设置的关系。在光学显示元件30所在的垂直于光轴的平面上，图像生成单元20位于光学显示元件30的一侧。一种实施方式中，图像生成单元20所产生的图像光可 以通过其它的光传送媒介(导光介质)传送至光学显示元件30，可以通过光传送媒介改变图像光的方向，并投射至光学显示元件30上的合适的位置。一种实施方式中，图像生成单元20所产生的图像光也可以直接传送至光学显示元件30，即不依靠其它的光传送媒体来改变图像光的方向，而是通过图像生成单元20的倾斜放置，使得图像光可以直接传送至光学显示元件30上。
一种实施方式中，参阅图7，图像生成单元20在光学显示元件30的侧边倾斜布置，在光学显示元件30的光轴延伸方向上，部分图像生成单元20和光学显示元件30的边缘部分重叠设置。一种实施方式中，参阅图8，图像生成单元20在光学显示元件30的侧边相对光学显示元件30的光轴倾斜布置，在光学显示元件30的光轴延伸方向上，图像生成单元20和光学显示元件30完全错开，没有相互重叠的部分。
如图9A和图9B所示，在图7和图8所示的实施方式的基础上，图像生成单元20可以位于光学显示元件30远离人眼的一侧，即图像生成单元20位于光学显示元件30和成像面200之间，图9A所示为在佩戴状态下，图像生成单元20位于水平视线上方的实施例，水平视线为人眼正前方的水平面上的视线范围。图9B所示为在佩戴状态下，图像生成单元20位于双眼正前方，可以在水平视线上，但是位于光学显示元件30和左眼(或右眼)之间的位置，以使得近眼显示装置100不超出双眼瞳距范围，提供更舒服的观看体验。如图10A和图10B所示，图像生成单元20也可以位于光学显示元件30朝向人眼的一侧，图10A所示为在佩戴状态下，图像生成单元20位于水平视线上方的实施例，水平视线为人眼正前方的水平面上的视线范围。图10B所示为在佩戴状态下，图像生成单元20位于双眼正前方，可以在水平视线上，但是位于光学显示元件30和左眼(或右眼)之间的位置，以使得近眼显示装置100不超出双眼瞳距范围，提供更舒服的观看体验。可以理解的是，对于显示装置而言，尺寸越大，显示效果可以设计得更优质。图9A和图10A所示的实施方式中，由于图像生成单元20位于水平视线上方，不会遮挡双眼的视线，这种实施方式提供的近眼显示装置100即使尺寸较大也不会影响双眼共同成像且同时可以观看使用者前方的实景环境，可以提供更优质的显示效果，同时也不遮挡视线。图9B和图10B所示的实施方式，需要严格控制图像生成单元20的尺寸及光学显示元件30的尺寸，以保证近眼显示装置100应用在双眼之间的正前方，可以不遮挡视线，可以保证使用者能够同时观看显示影像及前方的实景环境，此种设计方案可以获得小尺寸的近眼显示装置100，轻薄化的设计可以提供使用者更好的使用体验。
本申请提供的近眼显示装置100应用在双眼之间，为左眼和右眼共用，即佩戴状态下，近眼显示装置100正对双眼之间区域的正前方，可以双眼同时观看成像面上的图像信息，且近眼显示装置100不会遮挡视线，本申请定义的不遮挡视线指的是佩戴近眼显示装置100的情况下，双眼仍然可以观看眼前的事物，可以使得现场操作人员观看图像信息和现实操作同步进行。而且，使用双眼观看影像，通过左眼影像和右眼影像的合像，可以提供更优质的影像质量。若只有一只眼睛观看影像，容易视疲劳，因此本申请提供的近眼显示装置还可以提升观看图像信息的舒适度，减缓视疲劳。
图11、图12、图13和图14所示为本申请一种实施方式提供的近眼显示装置100的光学原理图，光学原理由中的实线代表真实的光线，虚线为反向延长线，成像面上的影像为虚像。光学显示元件30包括入光面、出光面和光轴A，图11-图14所示的实施方式中，入光面为光学显示元件30朝向图像生成单元20的表面，出光面为光学显示元件30朝向人眼的表面，光学显示元件30的光轴A为光束(光柱)的中心线，或光学系统的对称轴，具体而言，光轴A为穿过光学显示元件30的入光面和出光面，且位于光学显示元件30的中心位置。
如图11所示，光学显示元件30用于构建第一光学路径L1，第一光学路径L1包括图11中所示的图像生成单元20和光学显示元件30之间的部分光路(实线部分)、光学显示元件30和人眼之间的部分光路(实线部分)和光学显示元件30和成像面200之间的部分光路(虚线部分)，所述第一光学路径L1用于将图像生成单元20发出的图像光投射至成像面200上，并在成像面200上形成左眼影像201。如图12所示，所述光学显示元件30用于构建第二光学路径L2，第二光学路径L2包括图12中所示的图像生成单元20和光学显示元件30之间的部分光路(实线部分)、光学显示元件30和人眼之间的部分光路(实线部分)和光学显示元件30和成像面200之间的部分光路(虚线部分)，所述第二光学路径L2用于将所述图像光投射至成像面200上，并在所述成像面200上形成右眼影像202。具体而言，第一光学路径L1是光学显示元件30和左眼一起构建的，第二光学路径L2是光学显示元件30和右眼一起构建的。
如图13所示，一种实施方式中，第一光学路径L1和第二光学路径L2同时形成，左眼影像201和右眼影像202之间形成部分重叠区域，此部分重叠区域可以为合像区203，即合像区203内的影像，左眼和右眼均可以看到，左眼影像201和右眼影像202在大脑内合像，合成图像生成单元20从控制单元处接收到的原始图像信息。图13所示的实施方式中，光学显示元件30的光轴A即在左眼影像201内也在右眼影像202内，合像区203的中心位置在光轴A上。如图14所示，一种实施方式中，左眼影像201和右眼影像202之间拼接，以合成所述原始图像信息。图14所示的实施方式中，左眼影像201和右眼影像202之间无重叠区域，左眼影像201和右眼影像202之间的拼接的位置在光轴A上。本申请提及的原始图像信息指的是图像的物理信息，包括颜色、几何形状等。本申请通过光学显示元件30在所述成像面200上形成左眼影像201和右眼影像202，所述左眼影像201为左眼看到的部分所述图像信息，所述右眼影像202为右眼看到的部分所述图像信息，所述左眼影像201和所述右眼影像202合成所述原始图像信息。左眼看到的左眼影像201为不完整的图像信息，即图像信息的一部分，右眼看到的右眼影像202也是不完整的图像信息，即图像信息的一部分。左眼看到的左眼影像201和右眼看到的右眼影像202在大脑中合像，形成完整的图像信息。
一种具体的实施方式中，在第一方向X(左眼和右眼的连线的方向)上，所述左眼影像201和所述右眼影像202之间重叠部分的尺寸为所述原始图像信息的尺寸的5％-60％。由于光学显示元件30在设计、制作及组装的过程中，会存在设计公差、制作误差、组装的公差，本实施方式将合像区203的尺寸限定为大于原始图像信息尺寸的5％是合适的范围，使得近眼显示装置100在使用过程中，即使存在组装误差，也会保证合像的完整性。在实际设计制造时，为防止制造误差带来的不能正常合像问题(不能正常合像指的是：左眼影像201和右眼影像202组成的成像面200上没有包含图像生成单元20所产生的光束携带的图像所成的像的全部信息)，通常使得合像区203大于等于像的横向尺寸的5％。合像区203的尺寸的上限为原始图像信息尺寸的60％的设计可以使得本申请提供的近眼显示装置100具有较宽的应用位置。也就是说，使用者可以调多种不同的位置以适应其观看习惯，都可以满足完整成像的条件，使得近眼显示装置100应用灵活性更佳。
近眼显示装置100的宽度小于人眼的瞳距，即双眼瞳孔之间的距离。具体而言，左眼和右眼连线的方向定义为第一方向X，在第一方向X上近眼显示装置100的尺寸称为近眼显示装置100的宽度，近眼显示装置100的宽度小于等于双目瞳距。光学显示元件30的宽度(即在第一方向X上所述光学显示元件30的尺寸)小于双目瞳距。成年男性双目瞳距为60-73mm，预留3mm为近眼显示装置100的壳厚度。一种实施方式中，所述光学显示元件30的宽度小 于等于70mm，此范围的限定的好处在于能够满足近眼显示装置100不遮挡视线，可以满足使用者同时观看近眼显示装置100内的影像及眼前真实的场景。一种实施方式中，光学显示元件30的宽度大于等于40mm。本实施方式中，左眼和右眼的连线的中间位置为基准点，所述光学显示元件30的光轴的延伸方向上，所述光学显示元件30和所述基准点之间的距离为出瞳距，所述成像面与所述基准点之间的距离为像距，在所述第一方向上，所述成像面上的图像信息的尺寸为像宽，当所述出瞳距为80mm，所述像距为250mm，所述像宽为150mm。
参阅图15，本申请一种实施方式提供的光学显示元件30的宽度计算公式为：
其中，期望虚像大小为L，虚像到双目的距离为H，所述左眼影像和所述右眼影像的重叠率为k％，设置期望的出瞳距离为E，瞳距为P，光学显示元件30的宽度为D。
一种具体的实施方式中，参阅图13，近眼显示装置100放置在双眼中间，双眼之间的瞳距为60mm，光学显示元件30位于距离人眼80mm处，近眼显示装置100的显示效果(包含成像面200的位置，所成像的大小)为：成像面200位于距离人眼250mm处，所成像的大小为6.8英寸的像(150X84.4mm)，设置成像面200上合像区203为成像面200上的图像信息在第一方向X上的尺寸(即所成像横向尺寸)的10％，即15mm。所述成像面200的左眼影像201的左右端点与左眼连接形成的区域为左可视区，所述成像面200的右眼影像202的左右端点右眼连接形成的区域为右可视区，左可视区和右可视区组成的区域的边界在距离人眼80mm处的宽度，即为本实施例所要求光学显示元件30在第一方向X上的宽度的尺寸。当本实施例中，光学显示元件30的宽度为45.6mm时，则成像面上合像区203的宽度(在第一方向X上的尺寸)为15mm，左眼影像201的宽度为82.5mm，右眼影像202的宽度为82.5mm，左眼影像201和右眼影像202包含图像生成单元20所产生的光束携带的原始图像信息所成的像的全部信息。
一种具体的实施方式中，参阅图16，光学显示元件30包括层叠设置的第一透镜31和第二透镜32，所述第二透镜32位于所述第一透镜31和所述图像生成单元20之间，所述第一透镜31远离所述第二透镜32的表面和所述第二透镜32面对所述图像生成单元20的表面均为菲涅尔面。具体而言第一透镜31和第二透镜32均为平面菲涅尔透镜。第一透镜31曲率半径为：-40.909，圆锥系数为：45.6；第二透镜32曲率半径为：210，圆锥系数为：-0.9，第一透镜31和第二透镜32的曲率半径和圆锥系数的设置可使得光学显示元件30的有效焦距为70.07mm，从而使光学显示元件30距离人眼80mm时，成的像在250mm处，所成像的大小为150X84.4，且合像区大小为15mm，人的双眼能正常合像。具体而言，第一透镜31与人眼瞳孔的间距为80mm，第一透镜31的第一侧面311(靠近眼睛侧的表面)为菲涅尔面，第一侧面311的曲率半径为：-40.909mm，圆锥系数为：-7.54；第一透镜31第二侧面312为光面，第二侧面312的曲率半径为0；第一透镜31的厚度为2mm。第二透镜32的第一侧面321为光面(靠近眼睛侧)，第二透镜32的第一侧面321曲率半径为0mm；第二透镜32第二侧面322为菲涅尔面，第二透镜32第二侧面322曲率半径为：210，圆锥系数为：-0.9；第二透镜32的厚度为2mm；第一透镜31与第二透镜32的间隙为0.5mm。两块透镜有效口径(指的是第一透镜31在第一方向上的宽度及第二透镜32在第一方向上的宽度)相同，均为45.8X25.8mm。本实施方式中，图像显示单元20采用1.5英寸的OLED微显示屏。
图16所示的实施方式中，近眼显示装置100的成像面200可达到距离人眼250mm处，所成像的大小为150X84.4，相当于6.8英寸的像。光学显示元件30在第一方向X上的宽度为45.6mm(此数值只是为达到所需成像效果而计算的最佳口径值，该口径值可以有轻微变化，例如，在±4.8mm之内，该变化影响合像区大小，但只要保证合像区大于等于0，均可以满足正常合像的要求)，光学显示元件30的宽度的限定不会遮挡视线。成像面上像宽为150mm，左眼看到像宽度为82.5mm，右眼看到像宽为82.5mm，左右眼看到像的重叠部分宽度为15mm，此时左右眼看到的像在大脑中正常合像，最终效果相当于双目观看250mm处，6.8英寸屏幕。在本实施例中，第一透镜31和第二透镜32的各光学有效面的曲率半径、中心厚度及第一透镜31及第二透镜32的间隙等参数不局限于上述数值。
上述实施例中，近眼显示装置100使用时，光学显示元件30距离双目为80mm，是在给定瞳距等参数下的最佳使用距离，使用者可根据自身的瞳距等调整该距离，例如：可距离人眼40-80mm。
一种实施方式中，参阅图17，近眼显示装置100包括固定部110、连接部120和显示部130，所述显示部130包括外壳10，所述图像生成单元20和所述光学显示元件30设置在所述外壳10内部，所述连接部120连接在所述固定部110和所述外壳10之间，所述固定部110用于固定连接至头戴设备的固定主体。具体而言，固定部110可以为卡扣结构，固定部110与头戴设置的固定主体上对应的扣合结构相配合实现近眼显示装置100和头戴设备的连接。固定部110与头戴设置的固定主体上对应的扣合结构之间可以通卡扣式的结构连接，也可以通过插拔式结构连接，或者可以通过紧固件固定连接，例如，紧固件为螺丝。所述连接部120用于校正所述显示部130的使用位置。一种实施方式中，连接部120可以具有弹性弯折形变的能力，例如连接部120在外力的作用可能够调节其弯折形态，这样可以改变显示部130的具体的位置，可以根据具体的使用环境调节显示部130的位置，确定光学显示元件30的具体的位置，得到清晰的图像信息。其它实施方式中，连接部120也可以为具有多自由度的连杆结构，通过连杆的相对运动，可以调节显示部130的具体的位置。一种实施方式中，将近眼显示装置100内不设置控制单元，控制单元设置在头戴设备的固定主体中，连接部120内部设有用于在控制单元和图像生成单元20之间传送原始图像信息的数据线，固定部110设有公连接器，头戴设备的固定主体上设有母连接器，通过公连接器和母连接器的对接，实现控制单元的图像信息传送至近眼显示装置100。
本申请实施方式提供的近眼显示装置100应用在头戴设备上，此头戴设备可以为安全头盔、头环、头箍、帽子、眼镜、耳机等设备。以安全头盔为例，参阅图18，近眼显示装置100的固定部110固定在头戴设备500的正前方1，头戴设备500的正前方1指的是头戴设备佩戴至头部时，人的双目中间位置正上方所对应的位置。在使用时，近眼显示装置100的连接部120可以进行调节，在水平面内，近眼显示装置100的调节范围保证出瞳距离在40～80mm内可调(调节光学显示元件30和人眼之间的距离)。近眼显示装置100可以通过连接部120调节光学显示元件30左右位置，将光学显示元件30的中心(或近眼显示装置100的中心)调节在双瞳连线的中心位置，以保证左眼影像和右眼影像组成的成像面上包含图像生成单元20所产生的光束携带的图像所成的像的全部信息。
参阅图19，近眼显示装置100也可以在垂直面内调节其高度，垂直面指的是垂直于水平面的方向，水平面指的是人眼水平视线所在的平面，光学显示元件30的中心在垂直面内视野80度可调，具体为标准视野上50°，标准视野下30°，标准视野为水平的，定为0°。图18中分别用实线和虚线显示了两个连接部120和两个显示部130，表示同一个连接部120的两个 不同状态的位置，以及同一个显示部130的两个不同的使用位置。
参阅图20，本申请实施方式提供的近眼显示装置100应用在头环600上，头环600上的固定结构位于头环前端的正中间位置，固定结构可以为插口，近眼显示装置100的固定部110插入固定结构中。连接部120的可调节方案及显示部130的位置设置与图18和图19所示的实施方式相似，不再赘述。
本申请实施方式提供具有近眼显示装置100的头戴设备的应用场景的描述如下。
一种具体的应用场景为：塔上作业、高空作业的场景，工人在塔上作业时，例如：5G基站安装、维修、验收等、国家电网等需要在塔上作业的场景，如果作业过程中遇到一些疑难问题，现场操作人员无法解决，需要远程技术专家的协助。传统的方法是，拿出手机与远程专家联络，将现场的信息与远程专家共享，远程专家进行指导，现场作业人员进行作业。此时，一边手持手机一边操作非常不方便，也存在安全隐患。而如果使用本申请提供的近眼显示装置，现场操作人员将通过头戴设备上的近眼显示装置，可一边与远程专家互动交流，一边进行现场作业，彻底解放双手。头戴设备上可以设置摄像头，头戴设备将现场的场景由摄像头采集数据，并传输给远程专家，远程专家在实时视屏上进行标注、指导，并将标注指导的视屏实时传输给现场操作人员。由于本申请提供的近眼显示装置是应用在双眼之间的位置，且近眼显示装置的宽度不超出瞳距，不会对现场操作人员的视线造成干扰，导致其无法现场操作，因此，现场操作人员可以通过近眼显示装置实时观看远程专家的指导及标注情况，并按照远程专家的指导，实时进行作业，提升了工作效率。
如果本申请提供的近眼显示装置佩戴在一只眼睛的正前方，一方面，近眼显示装置会完全挡住一只眼睛前方视线，操作人员只能通过另一只眼睛观看现场的实景，视线被遮挡一半，容易疲劳，也不舒适，无法更舒适地现场操作；另一方面，例如近眼显示装置佩戴在左眼下前方，光学显示元件与左眼形构成第一光学路径，但无法与右眼构成第二光学路径，这样就不能在成像面上形成两部分影像，只能形成左眼影像，即使左眼影像范围较大，也不能完全包括原始图像信息的所有信息，即无法观看到完整的图像。
另一种具体的应用场景为：飞机，轮船，列车，汽车等检修，运维场景。例如：为了确保飞机安全航行，机修工需要进行日常人工检修，确保发动机处于良好状态。当检修中发现故障和缺陷时，会临时调派大量机务技术专家前往作业现场，可能会造成航班延误，也在无形之中增加了运维成本；轮船作为大宗物品运输的重要交通工具，一般都停靠在海港处，与检修中心距离较为遥远，检修耗时耗力；而本申请实施方式提供的近眼显示装置与头戴设备的使用可解决该问题。现场检修人员通过佩戴头戴设备，能够与技术支持中心实时取得联系，检修人员能在维修中更清晰、更直观的与远程技术专家实时交流，而且可以边交流边维修，既保证了其完成复杂工作时的准确性，也提高了作业效率。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (12)
- 一种近眼显示装置，其特征在于，包括图像生成单元和光学显示元件，所述图像生成单元用于接收控制单元传送的原始图像信息并产生图像光，所述图像光为携带所述原始图像信息的光束，所述光学显示元件用于构建第一光学路径，所述第一光学路径用于将所述图像光投射至成像面上形成左眼影像，所述光学显示元件还用于构建第二光学路径，所述第二光学路径用于将所述图像光投射至所述成像面上形成右眼影像；所述左眼影像和所述右眼影像之间无缝拼接或部分重叠，以合成所述原始图像信息。
- 根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述光学显示元件的宽度小于等于70mm，所述光学显示元件的宽度为在第一方向上所述光学显示元件的尺寸，所述第一方向为左眼和右眼的连线方向。
- 根据权利要求2所述的近眼显示装置，其特征在于，所述光学显示元件的宽度大于等于40mm。
- 根据权利要求3所述的近眼显示装置，其特征在于，在所述第一方向上，所述左眼影像和所述右眼影像之间重叠部分的尺寸为所述原始图像信息的尺寸的5％-60％。
- 根据权利要求1-4任一项所述的近眼显示装置，其特征在于，所述图像生成单元和所述光学显示元件在所述光学显示元件的光轴延伸方向上层叠设置，所述光学显示元件位于所述图像生成单元和所述成像面之间，所述光学显示元件包括围绕光轴的中心区域，所述图像生成单元对应设置在中心区域的之外，所述图像生成单元的出光方向与光轴之间形成夹角。
- 根据权利要求1-4任一项所述的近眼显示装置，其特征在于，所述图像生成单元和所述光学显示元件在所述光学显示元件的光轴延伸方向上层叠设置，所述图像生成单元位于所述光学显示元件和所述成像面之间。
- 根据权利要求6所述的近眼显示装置，其特征在于，所述光学显示元件包括层叠设置的第一透镜和第二透镜，所述第二透镜位于所述第一透镜和所述图像生成单元之间，所述第一透镜远离所述第二透镜的表面和所述第二透镜面对所述图像生成单元的表面均为菲涅尔面。
- 根据权利要求1-7任一项所述的近眼显示装置，其特征在于，包括固定部、连接部和显示部，所述显示部包括外壳，所述图像生成单元和所述光学显示元件设置在所述外壳内部，所述连接部连接在所述固定部和所述外壳之间，所述固定部用于固定连接至头戴设备的固定主体。
- 根据权利要求8所述的近眼显示装置，其特征在于，所述连接部用于校正所述显示部的使用位置。
- 根据权利要求2-9任一项所述的近眼显示装置，其特征在于，所述光学显示元件的宽度的 计算公式为：其中，期望虚像大小为L，虚像到双目的距离为H，所述左眼影像和所述右眼影像的重叠率为k％，设置期望的出瞳距离为E，瞳距为P，所述光学显示元件的宽度为D。
- 一种头戴设备，其特征在于，包括固定主体和如权利要求1至10任一项所述的近眼显示装置，所述近眼显示装置连接至所述固定主体。
- 根据权利要求11所述的头戴设备，其特征在于，所述近眼显示装置和所述固定主体之间的最小距离为40～80mm。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111510079.9 | 2021-12-10 | ||
| CN202111510079.9A CN114296234A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 近眼显示装置及头戴设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023103711A1 true WO2023103711A1 (zh) | 2023-06-15 |
Family
ID=80967403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2022/131411 Ceased WO2023103711A1 (zh) | 2021-12-10 | 2022-11-11 | 近眼显示装置及头戴设备 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114296234A (zh) |
| WO (1) | WO2023103711A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114296234A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-08 | 华为技术有限公司 | 近眼显示装置及头戴设备 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07302063A (ja) * | 1994-05-02 | 1995-11-14 | Canon Inc | 表示装置 |
| CN105511081A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-04-20 | 深圳纳德光学有限公司 | 头戴式双眼显示装置 |
| CN105589197A (zh) * | 2014-10-20 | 2016-05-18 | 深圳市亿思达科技集团有限公司 | 可以调节显示图像的间距的智能眼镜 |
| CN105892080A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-08-24 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板组件及显示装置 |
| CN106537227A (zh) * | 2014-07-31 | 2017-03-22 | 精工爱普生株式会社 | 显示装置、用于显示装置的控制方法以及程序 |
| CN114296234A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-08 | 华为技术有限公司 | 近眼显示装置及头戴设备 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201107469Y (zh) * | 2007-07-16 | 2008-08-27 | 王霖华 | 观看显示屏的装置 |
| CN201184928Y (zh) * | 2007-09-13 | 2009-01-21 | 欧阳军 | 一种头戴式显示器 |
| CN101702052A (zh) * | 2009-11-26 | 2010-05-05 | 王霖华 | 观看显示屏的凹面镜装置 |
| US10088683B2 (en) * | 2014-10-24 | 2018-10-02 | Tapuyihai (Shanghai) Intelligent Technology Co., Ltd. | Head worn displaying device employing mobile phone |
| TWI649590B (zh) * | 2016-08-11 | 2019-02-01 | 葉天守 | 反射式放大虛像顯示模組 |
| WO2018053141A1 (en) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | Valve Corporation | Optical system for head-mounted display system |
| US10659771B2 (en) * | 2017-07-13 | 2020-05-19 | Google Llc | Non-planar computational displays |
| CN208207369U (zh) * | 2017-12-31 | 2018-12-07 | 深圳市虚拟现实科技有限公司 | 翻转式混合虚拟现实显示装置 |
| JP6902564B2 (ja) * | 2018-01-09 | 2021-07-14 | 瑞軒科技股▲分▼有限公司 | 表示装置アセンブリ |
| TWM580690U (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-11 | 廣達電腦股份有限公司 | 電子系統及其穿戴式裝置 |
| CN113495361A (zh) * | 2020-03-20 | 2021-10-12 | 宏星技术股份有限公司 | 虚拟实境显示装置 |
-
2021
- 2021-12-10 CN CN202111510079.9A patent/CN114296234A/zh active Pending
-
2022
- 2022-11-11 WO PCT/CN2022/131411 patent/WO2023103711A1/zh not_active Ceased
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07302063A (ja) * | 1994-05-02 | 1995-11-14 | Canon Inc | 表示装置 |
| CN106537227A (zh) * | 2014-07-31 | 2017-03-22 | 精工爱普生株式会社 | 显示装置、用于显示装置的控制方法以及程序 |
| CN105589197A (zh) * | 2014-10-20 | 2016-05-18 | 深圳市亿思达科技集团有限公司 | 可以调节显示图像的间距的智能眼镜 |
| CN105511081A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-04-20 | 深圳纳德光学有限公司 | 头戴式双眼显示装置 |
| CN105892080A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-08-24 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板组件及显示装置 |
| CN114296234A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-08 | 华为技术有限公司 | 近眼显示装置及头戴设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114296234A (zh) | 2022-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11960096B2 (en) | Head-mounted display device containing relay optical system between image display unit and light guide member and display system | |
| CN105849621B (zh) | 眼睛跟踪装置、方法和系统 | |
| CN110462460B (zh) | 用于虚拟、增强或混合现实系统的目镜 | |
| CN206497255U (zh) | 增强现实显示系统 | |
| TW201908812A (zh) | 用於眼鏡之可拆卸地可附接擴增實境系統 | |
| CN110275297A (zh) | 头部佩戴型显示装置、显示控制方法以及记录介质 | |
| JP6295640B2 (ja) | 虚像表示装置 | |
| CN111381377A (zh) | 一种近眼显示设备 | |
| CN104317055A (zh) | 与移动终端配合使用的头戴式设备 | |
| US20160097929A1 (en) | See-through display optic structure | |
| TWI858237B (zh) | 頭戴裝置 | |
| CN108427193A (zh) | 增强现实显示系统 | |
| US20210302636A1 (en) | Optical device with one-way mirror | |
| US20190137775A1 (en) | Vision system and film viewing device | |
| WO2023103711A1 (zh) | 近眼显示装置及头戴设备 | |
| CN206638889U (zh) | 头戴式显示器 | |
| WO2018045985A1 (zh) | 一种增强现实显示系统 | |
| CN116009253A (zh) | 一种光学设备 | |
| EP2237098B1 (en) | Head mounted display apparatus | |
| CN211669451U (zh) | 一种近眼显示设备 | |
| JP2015106145A (ja) | 虚像表示装置 | |
| CN102053368A (zh) | 头戴式显示系统 | |
| EP4502669A1 (en) | Multi-part geometric waveguide | |
| US20250044519A1 (en) | Micro-molded prism geometric waveguide | |
| US12118143B1 (en) | Pancake lenses with integrated accommodation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22903134 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22903134 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |