CN107329267B - 近眼显示器及近眼显示*** - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种近眼显示器及近眼显示***，该近眼显示器包括：摄像显示面板，摄像显示面板包括平铺设置的多个摄像显示单元，其中，多个摄像显示单元中的每个摄像显示单元包括叠加的摄像部件和显示部件，摄像部件位于显示部件的背面；设置在摄像显示面板的显示部件的表面的第一折射结构，第一折射结构用于将多个摄像显示单元的显示部件显示的图像的光线折射到近眼显示器的焦点处，近眼显示器的焦点落在用户的眼球内。本申请的近眼显示器通过将显示部件和摄像部件重合在一起集成为摄像显示单元，无需额外配置摄像装置，有利于降低具有摄像功能的近眼显示器的体积和重量，可以提高用户的使用体验，同时还有利于降低近眼显示器的成本。

Description

近眼显示器及近眼显示***

技术领域

本发明实施例涉及显示领域，并且更具体地，涉及近眼显示器及近眼显示***。

背景技术

近眼显示器通常佩戴在用户的眼部，例如近眼显示器通常以眼镜的形式呈现。近眼显示器可以为用户提供增强现实(Augmented Reality，AR)体验或虚拟现实(VirtualReality，VR)体验。其中，AR近眼显示技术是将近眼显示器产生的虚拟图像与真实世界的实景图像叠加显示，从而使用户能够从屏幕上看到最终的增强实景图像的技术，如图1所示，背景02为实景图像，正中间显示的时间01为近眼显示器产生的虚拟图像。VR近眼显示技术是在左右眼对应的近眼显示器上分别显示左右眼的图像，眼睛获取这种带有差异的信息后在脑海中可以产生立体视觉。

一些近眼显示器上还会配置摄像头，从而实现摄像功能。但是，现有技术中的近眼显示器配置的摄像头模组将会导致近眼显示器的体积和重量增加，用户体验较差。

发明内容

本发明实施例提供一种近眼显示器及近眼显示***，用于解决现有技术中存在着的近眼显示器的体积和重量较大，用户体验较差的问题。

第一方面，提供了一种近眼显示器，包括：

摄像显示面板，所述摄像显示面板包括平铺设置的多个摄像显示单元。其中，所述多个摄像显示单元中的每个摄像显示单元包括沿所述摄像显示面板的厚度方向叠加的摄像部件和显示部件，所述摄像部件位于所述显示部件的背面。

设置在所述摄像显示面板的显示部件的表面的第一折射结构，所述显示部件的背面与所述显示部件的表面是相对的。

所述第一折射结构用于将承载所述多个摄像显示单元的显示部件显示的图像的输出的光线折射到所述近眼显示器的焦点处，所述近眼显示器的焦点落在用户的眼球内。

其中，所述摄像部件用于拍摄被摄对象的图像，所述显示部件用于显示图像。具体地，所述摄像部件用于接收来自被摄对象的光线，并将来自所述被摄对象的光线进行光电转换生成电信号。所述显示部件用于发光，通过控制摄像显示面板内的多个摄像显示单元的显示部件的发光，摄像显示面板的显示部件的表面可以显示图像。

具体地，所述近眼显示器的焦点落在所述用户的瞳孔圆心的中轴线上。

本发明实施例的近眼显示器通过将显示部件和摄像部件重合在一起集成为摄像显示单元，无需额外配置摄像装置，有利于降低具有摄像功能的近眼显示器的体积和重量，可以提高用户的使用体验，同时还有利于降低近眼显示器的成本。

并且，将多个摄像显示单元排列在整个摄像显示面板上，能够提供较大的视场范围，进而能够提升用户的视觉体验。

在一些实施例中，每个摄像显示单元不透明，光线无法穿过摄像显示单元。可选地，所述多个摄像显示单元中每两个相邻的摄像显示单元直接接触，即多个摄像显示单元之间没有设置间隔。由于摄像显示单元不透光，此时可以的近眼显示器可以作为不透光的VR摄像显示器。

可选地，所述多个摄像显示单元间隔设置，且所述多个摄像显示单元中的每两个相邻的摄像显示单元之间填充有透光的透明基材。所述透明基材可以允许光线无畸变地通过，因此外界实景光线可以通过相邻的摄像显示单元之间的透明基材进入用户的眼睛。

本发明实施例的近眼显示器，通过在摄像显示面板的显示部件的表面设置折射结构，将摄像显示面板的显示部件显示的图像的光线折射到用户的眼睛，同时外界的实景光线穿过摄像显示单元之间的透明基材进入用户的眼睛，能够实现摄像显示单元面板显示的虚拟图像与实景图像叠加的AR显示。

另外，通过将显示部件和摄像部件重合在一起集成为摄像显示单元，在实现AR显示的同时还可以实现摄像功能。

可选地，第一折射结构还用于透射外界的实景光线。例如，第一折射结构中与每两个摄像显示单元之间间隔的透明基材正对的部分允许外界光线无畸变通过。可选地，第一折射结构中与每两个摄像显示单元之间间隔的透明基材正对的部分也可以为透明基材。

可选地，所述摄像显示面板还包括透明基板，所述多个摄像显示单元间隔放置在所述透明基板上。可选地，所述多个摄像显示单元的高度相同。

可选地，每两个相邻摄像显示单元之间填充的透明基材的高度不超出两侧摄像显示单元的高度。这样便于封装。

应注意，每两个相邻摄像显示单元之间的距离可以相同也可以不同。

可选地，所述近眼显示器还包括：设置在所述摄像显示面板的摄像部件的表面的第二折射结构，所述第二折射结构用于将来自被摄对象的光线折射到所述每个摄像显示单元的摄像部件中。

通过在摄像显示面板的摄像部件的表面设置第二折射结构，能够筛选进入摄像部件的入射光线的光路，有利于使得近眼显示器上的摄像部件具备与人眼相当的入射光路，进而能够对外界的被摄对象成像。

可选地，所述第一折射结构的入射光线的光路与所述第二折射结构的出射光线的光路相同。

这样使得近眼显示器上的摄像部件具备与用户的眼睛相当的入射光路，即摄像部件的视角与用户的视角相同，即实现近眼显示器摄像“所见即所得。

可选地，所述第一折射结构和所述第二折射结构的结构相同。

可选地，所述每个摄像显示单元的摄像部件包括准直滤镜和感光元件，所述准直滤镜用于滤除接收到的来自被摄对象的光线中非准直方向的光线，并将滤除后得到的准直光输入所述感光元件，所述感光元件用于将所述准直光进行光电转换生成电信号。

可选地，所述第二折射结构包括多个第二子折射结构，所述多个第二子折射结构与所述多个摄像显示单元的摄像部件一一对应，所述多个第二子折射结构中的每个第二子折射结构用于将来自被摄对象的光线折射到对应的摄像部件的准直滤镜中。

可选地，所述多个第二子折射结构中的每两个相邻的第二子折射结构间隔设置，且所述每两个相邻的第二子折射结构之间填充有透光的透明基材。

可选地，每两个相邻的第二子折射结构之间的间隔与每两个相邻的摄像显示单元之间的间隔正对，即每两个相邻的第二子折射结构之间的透明基材与每两个相邻的摄像显示单元之间的透明基材正对。这样，外部的实景光线可以无遮挡地通过两者间隔处填充的透明基材进入用户的眼睛。

每个第二子折射结构和对应的摄像显示单元的摄像部件之间可以通过胶水粘接。

可选地，所述每个摄像显示单元的摄像部件的准直滤镜包括至少一个子准直滤镜，所述每个摄像显示单元的摄像部件的感光元件包括至少一个子感光元件，位于同一摄像部件中的所述至少一个子准直滤镜与所述至少一个子感光元件一一对应，所述每个第二子折射结构靠近对应的摄像部件的一侧设置有至少一个第二斜槽，所述至少一个第二斜槽与所述至少一个子准直滤镜一一对应。所述至少一个第二斜槽中每一第二斜槽的开口朝向对应的所述子准直滤镜。所述至少一个第二斜槽中的每个第二斜槽用于将光线折射至对应的子摄像部件的准直滤镜中。

可选地，每个子准直滤镜包括对称设置的两个圆锥形透镜，所述两个圆锥形透镜中的每个圆锥形透镜包括圆锥形透光体和凸透镜，所述每个圆锥形透镜中的凸透镜的焦点位于圆锥形透光体的顶端，所述两个圆锥形透镜的圆锥形透光体的顶端相连。

可选地，每个摄像部件的感光元件包括红色子感光元件、绿色子感光元件和蓝色子感光元件，每个摄像部件的准直滤镜包括三个子准直滤镜，位于同一摄像部件内的所述红色子感光元件、所述绿色子感光元件和所述蓝色子感光元件与所述三个子准直滤镜一一对应；

每个摄像部件中的准直透镜与感光元件之间通过第一胶水粘接；

所述红色子感光元件、所述绿色子感光元件和所述蓝色子感光元件各自对应的子准直滤镜中的圆锥形透光体的高度T₂满足以下关系式：

其中，R_r、R_g、R_b分别为位于同一摄像部件内的所述红色子感光元件、所述绿色子感光元件和所述蓝色子感光元件各自对应的子准直透镜中的凸透镜的曲率半径，n_r、n_g、n_b分别为每个子准直滤镜的基材对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率，n_fr、n_fg、n_fb分别为所述第一胶水对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率。

可选地，所述每个圆锥形透光体的轴截面的两条母线之间的夹角γ满足以下关系式：

所述每个子准直滤镜中的两个圆锥形透镜相连处的透光孔的直径g满足以下关系式：

g≥2×λ

其中，λ为所述透光孔透过的光线的最大波长，T₂为所述圆锥形透光体的高度，W为所述圆锥形透光体的底面直径。

在一些可能的实现方式中，同一个准直滤镜内相邻的两个子准直滤镜之间设置有遮光槽，所述遮光槽内填充吸光材料。

可选地，所述第一折射结构包括多个第一子折射结构，所述多个第一子折射结构与所述多个摄像显示单元的显示部件一一对应，所述多个第一子折射结构中的每个第一子折射结构用于将对应的显示部件输出的光线折射至所述近眼显示器的焦点处。

可选地，所述多个第一子折射结构中的每两个相邻的第一子折射结构间隔设置，且所述每两个相邻的第一子折射结构之间填充有透光的透明基材。

可选地，每两个相邻的第一子折射结构之间的间隔与每两个相邻的摄像显示单元之间的间隔正对，即每两个相邻的第一子折射结构之间的透明基材与每两个相邻的摄像显示单元之间的透明基材正对。这样，外部的实景光线可以无遮挡地通过两者间隔处填充的透明基材进入用户的眼睛。

这样，第一折射结构可以将摄像显示单元发出的光线折射至近眼显示器的焦点处，同时外界的实景光线可以穿过透明基材进入用户的眼睛，能够实现摄像显示面板显示的虚拟图像与实景图像叠加的AR显示。

可选地，每两个相邻的第一折射结构之间的透明基材与每两个相邻的摄像显示单元之间的透明基材的材料相同。

可选地，所述每个摄像显示单元的显示部件包括至少一个发光单元，所述每个第一子折射结构靠近对应的显示部件的一侧设置有至少一个第一斜槽，所述至少一个第一斜槽与所述至少一个发光单元一一对应。所述至少一个第一斜槽中每一第一斜槽的开口朝向对应的所述发光单元。所述至少一个第一斜槽中的每个第一斜槽用于将对应的发光单元输出的光线折射至所述近眼显示器的焦点处。

可选地，每个第一折射结构和对应的摄像显示单元的显示部件通过第二胶水粘接。可选地，粘接在一起的第一折射结构和摄像显示单元作为一个像素组件。也就是说，近眼显示器可以包括多个间隔设置的像素组件，且每相邻的两个像素组件之间填充有透明基材。

可选地，所述至少一个第一斜槽中的每个第一斜槽的斜面所在的平面与所述第一折射结构上远离所述摄像显示面板的一侧表面所在的平面具有一交线，所述交线与所述第一折射结构上远离所述摄像显示面板的一侧表面上沿所述近眼显示器的水平方向的第一中轴线之间的第一夹角Φ满足以下公式：

所述每个第一斜槽的斜面所在的平面与所述第一折射结构上远离所述摄像显示面板的一侧表面所在的平面之间的第三夹角θ满足以下公式：

其中

D为所述每个第一斜槽的斜面的中心点到所述第一中轴线的距离，L为所述每个第一斜槽的斜面的中心点到所述第一折射结构上远离所述摄像显示面板的一侧表面上沿所述近眼显示器的垂直方向的第二中轴线的距离，n为所述第一折射结构的基材的折射率，n_f为所述第二胶水的折射率，r为近眼显示视场弧面曲率半径，

所述交线与所述第一中轴线之间的第二夹角大于或等于所述第一夹角，所述斜面与所述第一折射结构上远离所述摄像显示面板的一侧表面之间的第四夹角大于或等于所述第三夹角。

通过使得第一折射结构上设置的斜槽满足以上要求，能够使得摄像显示面板上的显示部件在用户的眼睛视网膜成清晰的全视野的像，成像不会因用户的眼睛变焦而模糊。

可选地，所述近眼显示视场弧面曲率半径r满足以下公式：

其中，S为所述摄像显示面板的中心到所述用户的瞳孔中心的距离，α为眼睛的最大视角，P为所述用户的瞳孔半径。

可选地，所述近眼显示器还包括：

设置在所述摄像显示面板与所述第一折射结构之间的准直透镜组件，用于将所述多个摄像显示单元的显示部件发出的光线转变为准直光，并输入所述第一折射结构中；

所述第一折射结构用于将所述准直透镜组件输入的准直光折射至所述近眼显示器的焦点处。

可选地，所述准直透镜组件包括多个准直透镜，所述多个准直透镜与所述多个摄像显示单元的显示部件一一对应，所述多个准直透镜中的每个准直透镜用于将对应的显示部件发出的光线转变为准直光。

可选地，所述多个准直透镜中每两个相邻的准直透镜间隔设置，且所述每两个相邻的准直透镜之间填充有透光的透明基材。

可选地，每两个相邻的准直透镜之间的间隔与每两个相邻的摄像显示单元之间的间隔正对，即每两个相邻的准直透镜之间的透明基材与每两个相邻的摄像显示单元之间的透明基材正对。这样，外部的实景光线可以无遮挡地通过两者间隔处填充的透明基材进入用户的眼睛。

可选地，所述每个摄像显示单元的显示部件包括至少一个发光单元，所述每个准直透镜包括至少一个子准直透镜，所述至少一个子准直透镜与所述至少一个发光单元一一对应，所述至少一个子准直透镜中的每个子准直透镜用于将对应的发光单元发出的光线转变为准直光。

可选地，所述第一折射结构包括多个第一子折射结构，所述多个第一子折射结构与所述多个准直透镜一一对应，每个准直透镜位于对应的发光单元与对应的第一子折射结构之间，所述每个准直透镜与对应的发光单元之间通过第三胶水粘接，所述每个准直透镜与对应的第一子折射结构之间通过第四胶水粘接。

可选地，所述每个摄像显示单元中的显示部件包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元，所述每个准直透镜包括三个子准直透镜，位于同一个显示部件内的所述红色发光单元、所述绿色发光单元和所述蓝色发光单元与位于对应的准直透镜内的三个子准直透镜一一对应。

可选地，位于同一显示部件内的所述红色发光单元、所述绿色发光单元和所述蓝色发光单元到各自对应的子准直透镜的最小距离T₁分别满足以下关系式：

其中，R_r、R_g、R_b分别为位于同一显示部件单元内的所述红色发光单元、所述绿色发光单元和所述发光单元各自对应的子准直透镜的曲率半径，n_r、n_g、n_b分别为每个子准直透镜的基材对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率，n_fr、n_fg、n_fb分别为所述第四胶水对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率。可选地，同一个准直透镜内相邻的两个子准直透镜之间设置有遮光槽，所述遮光槽内填充吸光材料。

可选地，所述摄像显示面板内的每个摄像显示单元的显示部件输出的光线为准直光线。

可选地，所述每个摄像显示单元中的摄像部件与显示部件之间设置有遮光层。通过设置遮光层，能够避免显示部件发出的光线照射到感光元件上，从而导致感光元件输出的电信号不准，进而避免了显示部件发出的光线影响摄像部件的成像质量。

第二方面，提供了一种近眼显示***，该近眼显示***包括：

如第一方面或第一方面的上述任一种可能的实现方式所述的近眼显示器、收发信机、控制芯片和电池；

所述近眼显示器用于将来自被摄对象的光线转换为电信号，并在所述控制芯片的控制下显示图像，将显示的图像投射到用户的眼睛内；

所述控制芯片用于根据所述收发信机接收到的第一数字图像信号，驱动所述近眼显示器的显示部件显示相应的图像，并将所述近眼显示器得到被摄对象的图像的电信号转换为第二数字图像信号；

所述收发信机用于接收所述第一数字图像信号，并将所述第一数字图像信号传送给所述控制芯片，还用于从所述控制芯片获取第二数字图像信号，并将所述第二数字图像信号发送给终端设备；

电池，用于为所述近眼显示***提供电源。

本发明实施例的近眼显示***，不仅能够实现近眼显示，还能够提供较大的视场范围，提升用户的视觉体验，还能够同时实现摄像“所见即所得”。

在一些可能的实现方式中，终端设备接收到第二数字图像信号之后，可以根据第二数字图像信号在显示屏上呈现近眼显示器拍摄的照片或视频。

所述第一数字图像信号可以是由与近眼显示器建立连接(如有线连接或无线连接)的终端或服务器发送的。

所述控制芯片可以将接收到的所述第一数字图像信号转换为所述近眼显示器中摄像显示单元的驱动电流强弱及时序信号，然后根据所述驱动电流强弱及时序信号驱动所述近眼显示器的显示部件进行图像呈现。

在一些实施例中，第一数字图像信号和第二数字图像信号相同，此时近眼显示器中的显示部件显示的图像与摄像部件拍摄到的图像相同。

在一些实施例中，第一数字图像信号和第二数字图像信号不同，此时近眼显示器中的显示部件显示的图像与摄像部件拍摄到的图像不同。

在一种可能的实现方式中，所述近眼显示***包括一个所述近眼显示器。用户佩戴所述近眼显示***时，所述近眼显示器对应于用户的左眼或右眼。

在一种可能的实现方式中，所述近眼显示***包括两个所述近眼显示器。用户佩戴所述近眼显示***时，一个所述近眼显示器对应于用户的左眼，一个所述近眼显示器对应于用户的右眼。

在一种可能的实现方式中，所述收发信机为无线收发信机。

在一种可能的实现方式中，所述近眼显示***还包括促动器，所述促动器用于支撑所述近眼显示器，并根据所述用户的眼球的运动轨迹，调整所述近眼显示器的位置，使得所述近眼显示器的焦点落在所述用户的眼球内。这样，当用户的眼球发生转动时，用户无需手动调整近眼显示器即可看到清晰的图像，能够提升用户的使用体验。

附图说明

图1是采用AR技术呈现的效果图；

图2是根据本发明实施例的近眼显示***的示意图；

图3是根据本发明实施例的近眼显示器的侧视图；

图4是根据本发明另一实施例的近眼显示器的侧视图；

图5是根据本发明另一实施例的近眼显示器的侧视图；

图6是根据本发明另一实施例的近眼显示器的侧视图；

图7是根据本发明另一实施例的近眼显示器中的显示部件的侧视图；

图8是根据本发明实施例的近眼显示器中的摄像显示单元的顶视图；

图9是根据本发明另一实施例的折射结构的参数示意图；

图10是根据本发明另一实施例的折射结构的侧视图；

图11是近眼显示视场弧面的示意图；

图12是根据本发明另一实施例的近眼显示器的侧视图；

图13是根据本发明另一实施例的近眼显示器的侧视图；

图14是根据本发明另一实施例的近眼显示器中的准直滤镜的侧视图；

图15是根据本发明另一实施例的近眼显示器的原理示意图；

图16是根据本发明另一实施例的近眼显示器的尺寸示意图；

图17是根据本发明实施例的近眼显示器的摄像显示单元的排列示意图；

图18是根据本发明实施例的近眼显示器的摄像显示单元的另一排列示意图；

图19是根据本发明实施例的准直滤镜的制作工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。

图2是根据本发明实施例的近眼显示***的示意图。如图2所示，近眼显示***包括：近眼显示器、控制芯片、电池、收发信机和天线。

近眼显示器用于将图像投射到用户的眼睛内，并实现对外部图像的采集功能。控制芯片用于将数字图像信号转化为近眼显示器的显示部件的驱动电流强弱及时序信号，并通过隐藏在镜框内的金属连线连接到近眼显示器，驱动近眼显示器的显示部件进行图像呈现；同时将近眼显示器的摄像部件采集到的图像的电信号转化为数字图像信号。电池为整个近眼显示***提供电源。收发信机及天线用于从移动终端接收通过无线链路传输的数字图像信号，并传送给控制芯片；同时从控制芯片获取摄像部件采集到的图像的数字图像信号，发送给终端设备。其中，可选地，该收发信机具体可以是无线收发信机。

如图2所示，近眼显示***可以包括两个近眼显示器，左侧近眼显示器和右侧近眼显示器，该两个近眼显示器分别对应于用户的左眼和右眼，这样用户的双眼都可以看到采用AR显示技术的增强实景图像。但本发明实施例对此并不限定，近眼显示***还可以只包括一个近眼显示器，该近眼显示器对应于用户的左眼或右眼，这样用户对应于近眼显示器的眼睛可以看到采用AR显示技术的增强实景图像或采用VR显示技术的立体视觉图像。

也就是说，本发明实施例中的近眼显示器可以看作是近眼显示***中的一个镜片。

需要说明的是，本发明实施例中的控制芯片也可以称为驱动芯片。

如图3所示，本发明实施例提供的近眼显示器可以包括摄像显示面板310和第一折射结构320。其中摄像显示面板310包括平铺设置的多个摄像显示单元311。其中，每个摄像显示单元311包括沿所述摄像显示面板310的厚度方向叠加的摄像部件3111和显示部件3112，摄像部件3111位于显示部件3112的背面。

应理解，显示部件3112的背面与显示部件3112的表面正对。显示部件3112的表面能够发光，通过控制摄像显示面板310上的多个摄像显示单元311的显示部件3112的发光，能够显示图像。

该多个摄像显示单元311平铺设置在摄像显示面板310内，具体是指：该多个摄像显示单元311在垂直于摄像显示面板310的方向上互不重叠，每个摄像显示单元311在垂直于摄像显示面板310的方向上不会对其他摄像显示单元311输出的光线造成遮挡。

每个摄像部件3111用于拍摄照片或视频，每个显示部件3112用于显示图像。具体的，每个摄像部件3111用于接收来自被摄对象的光线，并将来自被摄对象的光线进行光电转换生成电信号。每个显示部件3112用于发光，通过控制摄像显示面板310内的多个摄像显示单元311的显示部件3112的发光，摄像显示面板310的显示部件3112的表面可以显示图像。

第一折射结构320设置在摄像显示面板310的发光侧(即显示部件3112的表面)，用于将摄像显示面板310输出的光线折射到近眼显示器的焦点处，近眼显示器的焦点落在用户的眼球内。

具体地，每个摄像显示单元311的显示部件输出的光线组成光柱，该光柱经过第一折射结构320折射后光柱的中心指向近眼显示器的焦点处。

需要说明的是，近眼显示器的焦点是指准直光经过该近眼显示器之后被汇聚到的一个点，这个点即为该近眼显示器的焦点。所谓的准直光是相对于发散光来说的，通常光线是发散的，即开始相邻的两条光线传播后会相离越来越远。光线自光源处发出后，出射光锥的发散角小于或等于特定的角度(例如，在本发明实施例中，该特定角度可以小于或等于5°)，则可认为该光源发出的多条光线互相平行，为准直光。准直光通俗说就是多条光线之间大致是平行的。

在本发明实施例中，近眼显示器包括摄像显示面板和第一折射结构，所以在本发明实施例中，摄像显示面板的显示部件输出的光线是经过第一折射结构之后，被折射到该近眼显示器的焦点处的。此外，本领域技术人员都知道，为了让用户能够更清楚地看清近眼显示器显示的图像，可选地，近眼显示器的焦点会落在用户的眼球中。具体地，近眼显示器的焦点落在用户的瞳孔圆心的中轴线上。本实施例及其他实施例中，如无特殊说明，近眼显示器的焦点也均落在用户的瞳孔圆心的中轴线上。还需要说明的是，用户佩戴近眼显示器之后，如果用户的眼球发生了转动，则近眼显示器的焦点可能无法落在用户的瞳孔的圆心的中轴线上，此时可以由用于支撑近眼显示器的器件(如促动器)自动跟踪用户的眼球转动，并自动调整近眼显示器的位置，使得近眼显示器的焦点落在用户的瞳孔的圆心的中轴线上。这样，当用户的眼球发生转动时，用户无需手动调整近眼显示器即可看到清晰的图像，能够提升用户的使用体验。

使用促动器等支撑部件调整该近眼显示器的位置时，还可以结合用户的头型或脸型等进行调整，这样能够更加精确地调整该近眼显示器的位置。

可选地，第一折射结构320的基材可以为透明基材。

可选地，如图4所示，多个摄像显示单元311中的每两个相邻摄像显示单元311间隔设置，且每两个相邻摄像显示单元311之间填充有透光的透明基材。这样的设计能够使得外部实景光线透过相邻摄像显示单元之间的透明基材进入用户的眼睛。而且，将多个摄像显示单元的显示部件平铺设置在整个近眼显示器上，还能够提供较大的视场范围，进而能够提升用户的视觉体验。

还需要说明的是，第一折射结构320中与每两个摄像显示单元311之间间隔的透明基材正对的部分允许外界光线无畸变通过。可选地，第一折射结构320中与每两个摄像显示单元311之间间隔的透明基材正对的部分也可以为透明基材。

可选地，摄像显示面板310还可以包括透明基板，多个摄像显示单元311可以间隔放置在摄像显示面板310的透明基板上。

通过在摄像显示面板上设置多个摄像显示单元，并且在任意两个相邻摄像显示单元之间的间隔处采用透明基材，使得外部实景光线能够通过任意两个摄像显示单元之间的间隔，从而实现外部实景图像与摄像显示单元显示的图像的叠加。

本发明实施例中的透明基材可以是玻璃或透明性树脂，但本发明实施例对此并不限定，该透明基材还可以是其他能够透光的材料。需要说明的是，本发明实施例对透明基材的透光率也不做限定，例如，该透明基材的透光率可以为80％～95％。透明基材的透光率越高，人们佩戴近眼显示器时看到的图像的质量越高。可选地，透明基材覆盖任意两个相邻摄像显示单元之间的全部间隔，从而最大可能提升透光率。

在一些实施例中，多个摄像显示单元311可以布置为M行×N列的矩阵形状，M和N均为大于或等于1的整数。但本发明实施例对此并不限定，多个摄像显示单元311还可以布置为其他规则形状或不规则形状。

相邻摄像显示单元可以指在一个或多个指定方向上相邻的摄像显示单元，该指定方向可以根据摄像显示单元的布置形状确定。例如，多个摄像显示单元311布置为矩阵形状，相邻摄像显示单元指的是在行方向和/或列方向上相邻的摄像显示单元。

应理解，每两个相邻摄像显示单元间隔设置是指设置的两个相邻摄像显示单元之间存在一定的间隔距离，该间隔距离可以根据实际的产品进行调整。间隔距离越大，透光率越高，但是图像质量越差。间隔距离越小，透光率越低，图像质量越高。

在一些实施例中，每两个相邻摄像显示单元之间的间隔距离相同，这样有利于简化近眼显示器的生产工艺。但本发明实施例对此并不限定，每两个相邻摄像显示单元之间的间隔距离也可以不同，或者部分相邻摄像显示单元之间的间隔距离相同。例如，多个摄像显示单元311布置为矩阵形状，在行方向和/或列方向上相邻的两个摄像显示单元之间的间隔距离相同；或者，在行方向上相邻的两个摄像显示单元之间间隔第一距离，在列方向上相邻的两个摄像显示单元之间间隔第二距离，且第一距离与第二距离不同。

由于人眼视觉对视黄斑部分的分辨率高，而对边缘部分的分辨率较低，因此在一些实施例中，还可以根据摄像显示单元距离摄像显示面板中心(即近眼显示器镜片中心)的距离来设置摄像显示单元之间的间隔距离。例如距离摄像显示面板中心越远，摄像显示单元之间的间隔越大，这样并不会影响用户的视觉体验。

本发明实施例的近眼显示器中，通过在摄像显示面板的发光侧设置折射结构，将摄像显示面板的显示部件显示的图像折射到用户的眼睛内，同时外界的实景光线穿过摄像显示单元之间的透明基材进入用户的眼睛，能够实现摄像显示面板显示的虚拟图像与外部实景图像叠加的AR显示。同时，将摄像显示单元排列在整个摄像显示面板上，这样能够提供较大的视场范围，进而能够提升用户的视觉体验。

进一步地，通过将显示部件和摄像部件集成为摄像显示单元，在实现AR显示的同时还可以实现摄像功能，且摄像视角与人眼视角一致，即实现AR摄像“所见即所得”。同时，由于近眼显示器无需额外配置摄像装置，有利于降低具有摄像功能和AR显示功能的近眼显示器的成本、重量和体积。

另外，由于本发明实施例的近眼显示器没有复杂的光学透镜组和机电运动部件，因此有利于减轻近眼显示器的重量。

本发明实施例中的折射结构可以为任意能够将摄像显示单元的显示部件输出的光线折射至近眼显示器的焦点处的结构，本发明实施例对折射结构的具体实现形式不作限定。

可选地，如图5所示，近眼显示器还可以包括：设置在摄像显示面板310的摄像部件3111的表面的第二折射结构330，第二折射结构330用于将输入的来自被摄对象的光线折射到每个摄像显示单元311的摄像部件3111中。

其中，来自被摄对象的光线包括被摄对象反射的光线和被摄对象发出的光线。

通过在摄像显示面板的摄像部件的表面设置第二折射结构，能够筛选进入摄像部件的入射光线光路，有利于使得近眼显示器上的摄像部件具备与人眼相当的入射光线光路，进而能够对外界的被摄对象成像。

可选地，第一折射结构320的入射光线的光路与第二折射结构330的出射光线的光路相同。

这样使得近眼显示器上的摄像部件具备与用户的眼睛相当的入射光线光路，即摄像部件的视角与用户的视角相同，可以实现用户所见与摄像部件所拍摄的图像相同。

需要说明的是，本发明实施例对此并不限定，第一折射结构320的入射光线的光路和第二折射结构330的出射光线的光路也可以不同，此时摄像部件的视角与用户的视角不同。

可选地，第一折射结构320和第二折射结构330的结构相同。由于光路具有可逆性，采用结构相同的两个折射结构，可以使得一个折射结构的入射光线的光路与另一个折射结构的出射光线的光路相同。需要说明的是，本发明实施例对此并不限定，第一折射结构320和第二折射结构330的结构也可以不同。

在一些实施例中，如图6所示，第一折射结构包括多个第一子折射结构321。多个第一子折射结构321与多个摄像显示单元311的显示部件3112一一对应，其中每个第一子折射结构321用于将对应的显示部件3112输出的光线折射至近眼显示器的焦点处。每两个相邻的子折射结构321之间填充有透光的透明基材。该透明基材能够使得外部实景光线通过。可选地，相邻的第一子折射结构321之间填充的透明基材与相邻的摄像显示单元311之间填充的透明基材相同。

可选地，每个第一子折射结构321与对应的摄像显示单元311之间通过胶水粘接。

可选地，每个第一子折射结构321上靠近对应的显示部件3112的一侧的表面大于或等于对应的显示部件3112的发光表面。这样能够使得每个显示部件3112发出的光线更多地进入对应的第一子折射结构321中，进而使得每个第一子折射结构321能够将更多的光线折射至近眼显示器的焦点处。

可选地，每两个相邻的第一子折射结构321之间的距离与其对应的两个相邻摄像显示单元311之间的距离相同。可选地，每个第一子折射结构321与对应的摄像显示单元311的中心轴重合。

在一些实施例中，可以将通过胶水粘接的每个摄像显示单元311和对应的第一子折射结构321作为一个像素组件。也就是说，近眼显示器可以包括间隔设置多个该像素组件，且每两个相邻像素组件之间填充有透光的透明基材。外部实景光线能够透过该透明基材进入用户的眼睛。

可选地，如图6所示，第二折射结构包括多个第二子折射结构331，多个第二子折射结构331与多个摄像显示单元311的摄像部件3111一一对应。其中每个第二子折射结构331用于将来自被摄对象的光线折射到对应的摄像部件3111中，多个第二子折射结构331中的每两个相邻的第二子折射结构331间隔设置，且每两个相邻的第二子折射结构331之间填充有透光的透明基材。

可选地，每个第二子折射结构331与对应的摄像显示单元311之间通过胶水粘接。

可选地，每个第二子折射结构331上靠近对应的摄像显示单元311的一侧的表面大于或等于对应的摄像部件3111的表面，这样能够将更多的光线折射至摄像显示单元311的摄像部件3111中。

可选地，每两个相邻的第二子折射结构331之间的距离与其对应的两个相邻摄像显示单元311之间的距离相同。可选地，每个第二子折射结构331与对应的摄像显示单元311的中心轴重合。

在一些实施例中，可以将通过胶水粘接的每个摄像显示单元311、对应的第一子折射结构321和对应的第二子折射结构331作为一个像素组件。也就是说，近眼显示器可以包括间隔设置的多个该像素组件，且每两个相邻像素组件之间填充有透光的透明基材。外部实景光线能够透过该透明基材进入用户的眼睛。

在一些实施例中，摄像显示单元311的显示部件3112是单色发光单元，例如每个摄像显示单元311的显示部件包括一种颜色的发光单元，如红色发光单元、绿色发光单元或蓝色发光单元。

在一些实施例中，每个摄像显示单元311的显示部件3112包括多种颜色的发光单元，例如显示部件3112可以包括红色(R)发光单元、绿色(G)发光单元和蓝色(B)发光单元，如图7所示。如图8所示为每个摄像显示单元的顶视图。应理解，图8所示仅以每个摄像显示单元的顶视图为圆形为例，但本发明实施例对此并不限定。

在一些实施例中，如图7所示，每个第一子折射结构321上靠近对应的摄像显示面板的显示部件3112的一侧设置有三个第一斜槽321-1～321-3，每个第一子折射结构321中的三个第一斜槽321-1～321-3与每个摄像显示单元311的显示部件3112中的三个发光单元一一对应，每个第一斜槽用于将对应的发光单元输出的光线折射至近眼显示器的焦点处。用于粘接每个摄像显示单元的显示部件3112和对应的子折射结构321的胶水如图7所示斜线阴影部分。

需要说明的是，图7中仅以每个发光单元发出的光为准直光为例，显示部件3112中的每个发光单元发出的光还可以为发散光，本发明实施例对此并不限定。还需要说明的是，图7所示仅以发光单元输出的三条光线为例描述近眼显示器的光路。实际上，每个发光单元输出的多条光线组成的光束经过同一个第一斜槽折射后指向近眼显示器的焦点。具体地，每个发光单元输出的多条光线组成的光束经过第一斜槽折射，折射后光束的中心指向近眼显示器的焦点处。发光单元输出的光束的横截面的尺寸与发光单元的尺寸相关。

当每个摄像显示单元311的显示部件3112包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元时，摄像显示单元311的显示部件3112能够输出不同颜色的光，使得LCD面板能够实现彩色显示，进而使得近眼显示器能够显示彩色图像。

本发明实施例中的发光单元可以是发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)，或有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)。

为了使得每个第一折射结构能够更加精准地将每个摄像显示单元的显示部件3112输出的光线折射至近眼显示器的焦点处，每个第一子折射结构321上的每个第一斜槽的设计可以满足如下要求：

1、每个第一斜槽的斜面所在的平面与第一子折射结构321上远离摄像显示面板的一侧表面所在的平面具有一交线，交线与第一子折射结构321上远离摄像显示面板的一侧表面上沿近眼显示器的水平方向的第一中轴线之间的第一夹角Φ(如图9所示)满足以下关系式(1)：

其中，该交线与第一中轴线之间的第二夹角大于或等于第一夹角，即第一夹角为该交线与第一中轴线形成的两个夹角中较小的一个夹角；

2、每个第一斜槽的斜面所在的平面与第一折射结构321上远离摄像显示面板的一侧表面所在的平面之间的第三夹角θ(如图10所示)满足以下关系式(2)：

其中

其中，每个第一斜槽的斜面所在的平面与第一子折射结构321上远离摄像显示面板310的一侧表面所在的平面之间的第四夹角大于或等于第三夹角，即第三夹角为每个斜槽的斜面与子折射结构321上远离摄像显示面板310的一侧表面形成的两个夹角中较小的一个夹角。

关系式(1)和关系式(2)中各个参数的含义如下所示：

D为每个第一斜槽的斜面的中心点到该第一中轴线的距离，L为每个第一斜槽的斜面的中心点到第一子折射结构321上远离摄像显示面板310的一侧表面上沿近眼显示器的垂直方向(如y方向)的第二中轴线的距离，n为子折射结构321的基材的折射率，n_f为第一子折射结构321与对应的显示部件3112之间的胶水的折射率，r为近眼显示视场弧面曲率半径。

在一些实施例中，近眼显示视场弧面曲率半径r满足以下关系式(3)：

其中，S为摄像显示面板的中心到用户的瞳孔中心的距离，α为眼睛的最大视角，P为用户的瞳孔半径，如图11所示。用户的瞳孔半径指的是：用户的眼球转动情况下瞳孔可以覆盖的眼球表面的曲面面积在水平面投影的半径。

近眼显示视场弧面的球心即为近眼显示器的第一折射结构的焦点。

满足以上设计的折射结构，能够使摄像显示面板在用户的视网膜的成像更加清晰，成像不会因用户的眼睛变焦而模糊。需要说明的是，以上描述的关系式(1)和关系式(2)的例子是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明实施例，而非要限制本发明实施例的范围。本领域技术人员根据所给出的关系式(1)和关系式(2)的例子，显然可以进行各种等价的修改或变化，这样的修改或变化也落入本发明实施例的范围内。

在一些实施例中，第二子折射结构331的结构与第一子折射结构321的结构相同，这里不再赘述。

在一些实施例中，为了使得发光单元发出的光线尽可能多地入射至第一折射结构，进而使得第一折射结构将尽可能多的光线折射至近眼显示器的焦点处，可以使发光单元发出的光线为准直光(即平行光)。例如，可以使用能够发出准直光的LED，如图7所示，显示部件3112中每个发光单元发出的光为准直光。

或者，还可以使用准直透镜，对发光单元发出的发散光线进行准直处理。在一些实施例中，近眼显示器还可以包括设置在摄像显示面板310与第一折射结构320之间的准直透镜组件，用于将多个显示部件3112发出的光线转变为准直光，并输入第一折射结构320中。相应地，第一折射结构320用于将准直透镜组件输入的准直光折射至近眼显示器的焦点处。

在一些实施例中，如图12所示，准直透镜组件包括多个准直透镜341，多个准直透镜341与多个摄像显示单元311一一对应，每个准直透镜341用于将对应的摄像显示单元311的显示部件3112发出的光线转变为准直光。每两个相邻的准直透镜341间隔设置，且每两个相邻的准直透镜341之间填充有透光的透明基材。可选地，相邻的准直透镜341之间填充的透明基材与相邻的摄像显示单元311之间填充的透明基材相同。

在一些实施例中，如图12所示，多个第一子折射结构321与多个准直透镜341一一对应，每个准直透镜341位于对应的摄像显示单元311与对应的第一子折射结构321之间。每个摄像显示单元311和对应的准直透镜341可以通过胶水1粘接，每个准直透镜341和对应的第一子折射结构321之间可以通过胶水2粘接。在本发明实施例中，第一子折射结构321上的每个第一斜槽的设计也满足上文中关系式(1)和关系式(2)的设计，应注意，此时关系式(2)中的n_f为第一子折射结构321与对应的准直透镜341之间的胶水2的折射率。

可选地，胶水1的折射率与准直透镜341的基材的折射率相同。这样可以避免胶水1对准直透镜341的焦点造成影响，从而影响准直效果。可选地，胶水1的折射率、准直透镜331的基材的折射率以及第一子折射结构321的基材的折射率均相同。

可选地，每两个相邻的准直透镜341之间的距离与其对应的相邻的两个摄像显示单元311之间的距离相同。

在一些实施例中，可以将每个摄像显示单元311、该摄像显示单元311对应的准直透镜341、该摄像显示单元311对应的第一折射结构321作为一个像素组件。也就是说，近眼显示器可以包括多个该像素组件，该多个像素组件中的每两个相邻像素组件间隔设置，且每两个相邻像素组件之间填充有透光的透明基材。外部实景光线能够透过该透明基材进入用户的眼睛。

在一些实施例中，每个准直透镜341还可以包括至少一个子准直透镜，每个摄像显示单元311的显示部件3112包括至少一个发光单元，该至少一个子准直透镜与该至少一个发光单元一一对应。每个子准直透镜用于将对应的发光单元发出的光线转变为准直光。其中，每个子准直透镜的焦点位于对应的发光单元的光源处，将对应的发光单元发出的光线转化为准直光。

在一些实施例中，如图13所示，每个摄像显示单元的311的显示部件3112包括红色(R)发光单元、绿色(G)发光单元和蓝色(B)发光单元，每个准直透镜341包括三个子准直透镜，位于同一个显示部件3112内的R、G、B发光单元于位于同一个准直透镜内的三个子准直透镜一一对应。

可选地，位于同一显示部件3112内的红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元到各自对应的子准直透镜的最小距离T₁分别满足以下关系式：

其中，R_r、R_g、R_b分别为位于同一显示部件3112单元内的红色发光单元、绿色发光单元和发光单元各自对应的子准直透镜的曲率半径，n_r、n_g、n_b分别为每个子准直透镜的基材对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率，n_fr、n_fg、n_fb分别为胶水2对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率。

需要说明的是，图13中仅以R发光单元发出的三条光线为例描述，每个发光单元发出的多条发散光线经过一个子准直透镜后转变为多条准直光，该多条准直光组成的光束经过同一个斜槽折射后指向近眼显示器的焦点。具体地，每个发光单元发出的多条光线组成的光束经过斜槽折射，折射后光束的中心指向近眼显示器的焦点处。

可选地，如图13所示，位于同一个准直透镜341内且相邻的两个子准直透镜之间还可以设置遮光槽，遮光槽内填充吸光材料(如图13中所示黑色填充部分)，以避免相邻的发光单元发出的光线相互干扰。

可选地，如图13所示，每个摄像显示单元的摄像部件3111包括准直滤镜和感光元件，准直滤镜和感光元件通过胶水4粘接。准直滤镜用于滤除接收到的来自被摄对象的光线中非准直方向的光线，并将滤除后得到的准直光输入感光元件，感光元件用于将准直光进行光电转换生成电信号。

由于准直滤镜仅允许准直方向的光线通过，而其它非准直方向的入射光线均被反射或者吸收，这样摄像部件能够使得成像清晰。

需要说明的是，本发明实施例的近眼显示器的外侧表面为平面。准直方向的光线为与近眼显示器的外侧表面垂直的方向。

可选地，每个摄像显示单元中的摄像部件3111与显示部件3112之间设置有遮光层。通过设置遮光层，能够避免显示部件发出的光线照射到摄像部件的感光元件上，从而导致感光元件输出的电信号不准，进而避免了显示部件发出的光线影响摄像部件的成像质量。

可选地，每个摄像部件3111的准直滤镜包括至少一个子准直滤镜，每个摄像显示单元311的摄像部件的感光元件包括至少一个子感光元件，位于同一摄像部件中的至少一个子准直滤镜与至少一个子感光元件一一对应，每个第二子折射结构靠近对应的摄像部件的一侧设置有至少一个第二斜槽，至少一个第二斜槽与至少一个子准直滤镜一一对应，至少一个第二斜槽中的每个第二斜槽用于将光线折射至对应的子摄像部件的准直滤镜中。

其中，每个准直滤镜中的不同的子感光元件可以包括不同颜色的滤光片，用于将不同颜色的光进行光电转换生成电信号。

图14所示为图13中的准直滤镜的结构示意图。如图14所示，每个子准直滤镜可以包括沿水平方向对称设置的两个圆锥形透镜，两个圆锥形透镜中的每个圆锥形透镜包括圆锥形透光体和凸透镜。每个圆锥形透镜中的凸透镜的焦点位于圆锥形透光体的顶端，两个圆锥形透镜的圆锥形透光体的顶端相连，两个圆锥形透镜的圆锥形透光体的顶端相连处为透光孔。

具体地，在圆锥形透镜中，凸透镜的底面与圆锥形透光体的底面相连。

可选地，如图13所示，每个摄像部件的感光元件包括红色(R)子感光元件、绿色(G)子感光元件和蓝色(B)子感光元件，每个摄像部件的准直滤镜包括三个子准直滤镜，位于同一摄像部件内的红色子感光元件、绿色子感光元件和蓝色子感光元件与三个子准直滤镜一一对应。其中，红色子感光元件用于将红色的光进行光电转换生成电信号，绿色子感光元件用于将绿色的光进行光电转换生成电信号，蓝色子感光元件用于将蓝色的光进行光电转换生成电信号。

可选地，如图13所示，每个摄像部件3111中的准直滤镜与第二子折射结构331之间通过胶水3粘接，每个摄像部件3111中准直滤镜与感光元件之间通过胶水4粘接。

可选地，红色子感光元件、绿色子感光元件和蓝色子感光元件各自对应的子准直滤镜中的圆锥形透光体的高度T₂也满足关系式(4)：

其中，R_r、R_g、R_b分别为位于同一摄像部件内的红色子感光元件、绿色子感光元件和蓝色子感光元件各自对应的子准直滤镜中的凸透镜的曲率半径，n_r、n_g、n_b分别为每个子准直滤镜的基材对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率，n_fr、n_fg、n_fb分别为胶水4对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率。

每个圆锥形透镜中的圆锥形透光体的高度T₂满足上述关系式(4)时，能够使得子准直透镜中每个圆锥形透镜的焦点落在圆锥形透光体的顶部。

需要说明的是，胶水2的折射率低于准直透镜的基材的折射率，胶水3和胶水4的折射率低于准直滤镜的基材的折射率。还需要说明的是，准直滤镜的基材的折射率和准直透镜的基材的折射率可以相同。

在一些实施例中，胶水2、胶水3和胶水4的折射率相同。

可选地，每个圆锥形透光体的轴截面的两条母线之间的夹角γ满足以下关系式：

每个子准直滤镜中的两个圆锥形透镜相连处的透光孔的直径g满足以下关系式：

g≥2×λ (6)

其中，λ为透光孔透过的光线的最大波长，T₂为圆锥形透光体的高度，W为圆锥形透光体的底面直径。

夹角γ和透光孔的直径g满足以上关系式(5)和(6)可以避免子准直透镜输出的光线发生衍射，从而避免影响图像清晰度。

如图13或图14所示，位于同一个准直滤镜内且相邻的两个子准直滤镜之间设置遮光槽，遮光槽内填充吸光材料。这样，遮光槽中的吸光材料可以将入射到子准直透镜的焦点之外的光线吸收掉，从而实现滤除摄像显示单元输出的非指定方向的光线。

可选地，如图14所示，每个子准直滤镜的凸透镜的宽度与圆锥形透光体的底面直径相等。需要说明的是，图13中仅以三条光线的光路为例描述。第二子折射结构331将外部入射角度较大的入射光折射后输入摄像显示单元311的子准直滤镜中，准直滤镜将非准直方向的光线滤除掉，并将准直光输入感光元件中。应注意，多条光线组成的光束经过同一个斜槽折射后指向子准直滤镜中。

在一些实施例中，可以将如图13所示的一个第二子折射结构331、对应的摄像显示单元311、对应的准直透镜341和第一子折射结构321作为一个像素组件。如图15所示，近眼显示器可以包括多个该像素组件，该多个像素组件中的每两个相邻像素组件间隔设置，且每两个相邻像素组件之间填充有透光的透明基材。

还需要说明的是，图13或图14中所示的准直滤镜的结构以及图12所示的准直透镜341的结构仅为示意性的，而非要限制本发明实施例的范围。本领域技术人员根据上述例子，显然可以进行各种等价的修改或变化，这样的修改或变化也落入本发明实施例的范围内。

在一些实施例中，如图13所示，准直透镜341中的每个子准直透镜为圆锥形透镜，该圆锥形透镜包括圆锥形透光体和凸透镜，每个圆锥形透镜中的凸透镜的焦点位于圆锥形透光体的顶端。因此，显示部件内的发光单元到其对应的子准直透镜的最小距离T₁可以表示为子准直透镜中的圆锥形透光体的高度和胶水1的厚度之和。

下面以一个具体例子描述根据本发明实施例的近眼显示器的部分参数。如图16所示，近眼显示器的摄像显示面板的尺寸可以为：50mm×30mm，像素(即摄像显示单元)数量为：1445×1250。一个发光单元的的直径为8μm，感光元件的直径为8μm，两个相邻发光单元的中心之间的距离为10μm，两个相邻发光单元之间间隔的距离为5μm，子准直滤镜中的透光孔的直径为2μm，两个相邻子准直透镜之间间隔的距离为2μm，红色发光单元对应的子准直透镜的曲率半径Rr＝8μm，绿色发光单元对应的子准直透镜的曲率半径Rg＞Rr，蓝色发光单元对应的子准直透镜的曲率半径Rb＞Rg，T₁＝36μm，胶水1的折射率、准直透镜341的基材的折射率、和第一子折射结构321的基材的折射率均为1.7，胶水2的折射率和胶水3的折射率为1.45，近眼显示器的厚度可以为200μm或1mm。近眼显示器的厚度越厚，刚度越高。应理解，这个例子是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明实施例，而非要限制本发明实施例的范围。本领域技术人员根据上述例子，显然可以进行各种等价的修改或变化，这样的修改或变化也落入本发明实施例的范围内。

如上文描述，本发明实施例中的摄像显示面板上的多个摄像显示单元可以采用多种排列方式，例如，摄像显示面板上的多个摄像显示单元可以采用如图17或图18所示的排列方式，图17和图18中以一个摄像显示单元包括R、G、B三个子摄像显示单元为例。其中每个子摄像显示单元从上至下包括如图13中所示的一个第二斜槽、该第二斜槽对应的子准直滤镜、该子准直滤镜对应的子感光元件、该子感光元件对应的发光元件、该发光元件对应的子准直透镜和该子准直透镜对应的第一斜槽。类似的，每个摄像显示单元中的多个子摄像显示单元也可以采用多种排列方式布置，本发明实施例对此不作限定。例如，例如每个摄像显示单元中的多个子摄像显示单元可以如图17所示呈一字形排列，还可以如图18所示呈三角形排列。

以图17所示的排列方式为例。假设x方向上排列了1445个摄像显示单元，y方向上排列了1250个摄像显示单元，x方向上相邻的两个摄像显示单元之间的距离为34.59μm，y方向上相邻的两个摄像显示单元之间的距离为24μm，则近眼显示器在x方向上的最小宽度为1444×34.59μm，在y方向上的最小高度为1249×24μm。

需要说明的是，上述各个实施例中的胶水均可以采用透明胶水，透明胶水的透光率较高，有利于提高近眼显示器的成像质量。上述各个实施例中的折射结构、聚光透镜、准直滤镜基材可以为透明基材。折射结构采用的透明基材、聚光透镜采用的透明基材、准直滤镜采用的透明基材以及相邻的像素组之间填充的透明基材可以为相同的透明基材，也可以为不同的透明基材，本发明实施例对此并不限定。

图19是根据本发明实施例的近眼显示器中的准直滤镜的实现工艺的示意性流程图。如图19所示，该实现工艺流程如下所示。

步骤1、通过纳米印压技术在有机透明材料基材上形成透镜阵列及凹槽。

步骤2、在透镜阵列及凹槽的表面印刷吸光涂料，形成吸光凹槽。例如，印刷黑色吸光油墨，使得吸光凹槽内充满油墨，具备吸光特性。

步骤3、采用高精度激光或蚀刻工艺在相邻吸光凹槽之间的表面开孔。例如，在对应微透镜焦点处使用激光出去吸光油墨，形成光通路。

步骤4、将两个通过以上步骤得到的透镜组的透光孔相向对正粘贴，即可完成准直透镜的制作。

应理解，图19所示仅为准直滤镜的实现工艺的一种例子，本发明实施例并不限于此。

还应理解，通过步骤1至3即可完成准直透镜的制作。

以上所述，仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (28)

1.一种近眼显示器，其特征在于，包括：

摄像显示面板，所述摄像显示面板包括平铺设置的多个摄像显示单元，其中，所述多个摄像显示单元中的每个摄像显示单元包括沿所述摄像显示面板的厚度方向叠加的摄像部件和显示部件，所述摄像部件位于所述显示部件的背面；

设置在所述摄像显示面板的显示部件的表面的第一折射结构，所述显示部件的背面与所述显示部件的表面是相对的；

所述第一折射结构用于将承载所述多个摄像显示单元的显示部件显示的图像的光线折射到所述近眼显示器的焦点处，所述近眼显示器的焦点落在用户的眼球内。

2.根据权利要求1所述的近眼显示器，其特征在于，还包括：

所述多个摄像显示单元间隔设置，且所述多个摄像显示单元中的每两个相邻的摄像显示单元之间填充有透光的透明基材。

3.根据权利要求2所述的近眼显示器，其特征在于，还包括：

设置在所述摄像显示面板的摄像部件的表面的第二折射结构，所述第二折射结构用于将来自被摄对象的光线折射到所述每个摄像显示单元的摄像部件中。

4.根据权利要求3所述的近眼显示器，其特征在于，所述第一折射结构的入射光线的光路与所述第二折射结构的出射光线的光路相同。

5.根据权利要求4所述的近眼显示器，其特征在于，所述第一折射结构和所述第二折射结构的结构相同。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的近眼显示器，其特征在于，所述每个摄像显示单元的摄像部件包括准直滤镜和感光元件，所述准直滤镜用于滤除接收到的来自被摄对象的光线中非准直方向的光线，并将滤除后得到的准直光输入所述感光元件，所述感光元件用于将所述准直光进行光电转换生成电信号。

7.根据权利要求6所述的近眼显示器，其特征在于，所述第二折射结构包括多个第二子折射结构，所述多个第二子折射结构与所述多个摄像显示单元的摄像部件一一对应，所述多个第二子折射结构中的每个第二子折射结构用于将来自被摄对象的光线折射到对应的摄像部件中。

8.根据权利要求7所述的近眼显示器，其特征在于，所述多个第二子折射结构中的每两个相邻的第二子折射结构间隔设置，且所述每两个相邻的第二子折射结构之间填充有透光的透明基材。

9.根据权利要求7所述的近眼显示器，其特征在于，

所述每个摄像显示单元的摄像部件的准直滤镜包括至少一个子准直滤镜，所述每个摄像显示单元的摄像部件的感光元件包括至少一个子感光元件，位于同一摄像部件中的所述至少一个子准直滤镜与所述至少一个子感光元件一一对应，所述每个第二子折射结构靠近对应的摄像部件的一侧设置有至少一个第二斜槽，所述至少一个第二斜槽与所述至少一个子准直滤镜一一对应，所述至少一个第二斜槽中每一第二斜槽的开口朝向对应的所述子准直滤镜，所述至少一个第二斜槽中的每个第二斜槽用于将光线折射至对应的摄像部件的准直滤镜中。

10.根据权利要求9所述的近眼显示器，其特征在于，每个子准直滤镜包括对称设置的两个圆锥形透镜，所述两个圆锥形透镜中的每个圆锥形透镜包括圆锥形透光体和凸透镜，所述每个圆锥形透镜中的凸透镜的焦点位于圆锥形透光体的顶端，所述两个圆锥形透镜的圆锥形透光体的顶端相连。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的近眼显示器，其特征在于，每个摄像部件的感光元件包括红色子感光元件、绿色子感光元件和蓝色子感光元件，每个摄像部件的准直滤镜包括三个子准直滤镜，位于同一摄像部件内的所述红色子感光元件、所述绿色子感光元件和所述蓝色子感光元件与所述三个子准直滤镜一一对应；

每个摄像部件中的准直滤镜与感光元件之间通过第一胶水粘接；

所述红色子感光元件、所述绿色子感光元件和所述蓝色子感光元件各自对应的子准直滤镜中的圆锥形透光体的高度T₂满足以下关系式：

其中，R_r、R_g、R_b分别为位于同一摄像部件内的所述红色子感光元件、所述绿色子感光元件和所述蓝色子感光元件各自对应的子准直滤镜中的凸透镜的曲率半径，n_r、n_g、n_b分别为每个子准直滤镜的基材对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率，n_fr、n_fg、n_fb分别为所述第一胶水对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率。

12.根据权利要求10所述的近眼显示器，其特征在于，所述每个圆锥形透光体的轴截面的两条母线之间的夹角γ满足以下关系式：

所述每个子准直滤镜中的两个圆锥形透镜相连处的透光孔的直径g满足以下关系式：

g≥2×λ

其中，λ为所述透光孔透过的光线的最大波长，T₂为所述圆锥形透光体的高度，W为所述圆锥形透光体的底面直径。

13.根据权利要求1至5中任一项所述的近眼显示器，其特征在于，

所述第一折射结构包括多个第一子折射结构，所述多个第一子折射结构与所述多个摄像显示单元的显示部件一一对应，所述多个第一子折射结构中的每个第一子折射结构用于将对应的显示部件输出的光线折射至所述近眼显示器的焦点处。

14.根据权利要求13所述的近眼显示器，其特征在于，所述多个第一子折射结构中的每两个相邻的第一子折射结构间隔设置，且所述每两个相邻的第一子折射结构之间填充有透光的透明基材。

15.根据权利要求13所述的近眼显示器，其特征在于，

所述每个摄像显示单元的显示部件包括至少一个发光单元，所述每个第一子折射结构靠近对应的显示部件的一侧设置有至少一个第一斜槽，所述至少一个第一斜槽与所述至少一个发光单元一一对应，所述至少一个第一斜槽中每一第一斜槽的开口朝向对应的所述发光单元，所述至少一个第一斜槽中的每个第一斜槽用于将对应的发光单元输出的光线折射至所述近眼显示器的焦点处。

16.根据权利要求15所述的近眼显示器，其特征在于，所述每个第一子折射结构和对应的显示部件之间通过第二胶水粘接。

17.根据权利要求16所述的近眼显示器，其特征在于，所述至少一个第一斜槽中的每个第一斜槽的斜面所在的平面与所述第一折射结构上远离所述摄像显示面板的一侧表面所在的平面具有一交线，所述交线与所述第一折射结构上远离所述摄像显示面板的一侧表面上沿所述近眼显示器的水平方向的第一中轴线之间的第一夹角Φ满足以下公式：

所述每个第一斜槽的斜面所在的平面与所述第一折射结构上远离所述摄像显示面板的一侧表面所在的平面之间的第三夹角θ满足以下公式：

其中

D为所述每个第一斜槽的斜面的中心点到所述第一中轴线的距离，L为所述每个第一斜槽的斜面的中心点到所述第一折射结构上远离所述摄像显示面板的一侧表面上沿所述近眼显示器的垂直方向的第二中轴线的距离，n为所述第一折射结构的基材的折射率，n_f为所述第二胶水的折射率，r为近眼显示视场弧面曲率半径，

所述交线与所述第一中轴线之间的第二夹角大于或等于所述第一夹角，所述斜面与所述第一折射结构上远离所述摄像显示面板的一侧表面之间的第四夹角大于或等于所述第三夹角。

18.根据权利要求17所述的近眼显示器，其特征在于，所述近眼显示视场弧面曲率半径r满足以下公式：

其中，S为所述摄像显示面板的中心到所述用户的瞳孔中心的距离，α为眼睛的最大视角，P为所述用户的瞳孔半径。

19.根据权利要求1至5中任一项所述的近眼显示器，其特征在于，还包括：

设置在所述摄像显示面板与所述第一折射结构之间的准直透镜组件，用于将所述多个摄像显示单元的显示部件发出的光线转变为准直光，并输入所述第一折射结构中；

所述第一折射结构用于将所述准直透镜组件输入的准直光折射至所述近眼显示器的焦点处。

20.根据权利要求19所述的近眼显示器，其特征在于，所述准直透镜组件包括多个准直透镜，所述多个准直透镜与所述多个摄像显示单元一一对应，所述多个准直透镜中的每个准直透镜用于将对应的摄像显示单元的显示部件发出的光线转变为准直光。

21.根据权利要求20所述的近眼显示器，其特征在于，所述多个准直透镜中每两个相邻的准直透镜间隔设置，且所述每两个相邻的准直透镜之间填充有透光的透明基材。

22.根据权利要求20所述的近眼显示器，其特征在于，所述每个摄像显示单元的显示部件包括至少一个发光单元，所述每个准直透镜包括至少一个子准直透镜，所述至少一个子准直透镜与所述至少一个发光单元一一对应，所述至少一个子准直透镜中的每个子准直透镜用于将对应的发光单元发出的光线转变为准直光。

23.根据权利要求20所述的近眼显示器，其特征在于，所述第一折射结构包括多个第一子折射结构，所述多个第一子折射结构与所述多个准直透镜一一对应，每个准直透镜位于对应的摄像显示单元与对应的第一子折射结构之间，所述每个准直透镜与对应的摄像显示单元之间通过第三胶水粘接，所述每个准直透镜与对应的第一子折射结构之间通过第四胶水粘接。

24.根据权利要求23所述的近眼显示器，其特征在于，

所述每个摄像显示单元中的显示部件包括红色发光单元、绿色发光单元和蓝色发光单元，所述每个准直透镜包括三个子准直透镜，位于同一个显示部件内的所述红色发光单元、所述绿色发光单元和所述蓝色发光单元与位于对应的准直透镜内的三个子准直透镜一一对应。

25.根据权利要求24所述的近眼显示器，其特征在于，位于同一显示部件内的所述红色发光单元、所述绿色发光单元和所述蓝色发光单元到各自对应的子准直透镜的最小距离T₁分别满足以下关系式：

其中，R_r、R_g、R_b分别为位于同一显示部件内的所述红色发光单元、所述绿色发光单元和所述蓝色发光单元各自对应的子准直透镜的曲率半径，n_r、n_g、n_b分别为每个子准直透镜的基材对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率，n_fr、n_fg、n_fb分别为所述第四胶水对红色波长的光、绿色波长的光、蓝色波长的光的折射率。

26.根据权利要求1至5中任一项所述的近眼显示器，其特征在于，所述摄像显示面板内的每个摄像显示单元的显示部件输出的光线为准直光线。

27.根据权利要求1至5中任一项所述的近眼显示器，其特征在于，所述每个摄像显示单元中的摄像部件与显示部件之间设置有遮光层。

28.一种近眼显示***，其特征在于，包括：

如权利要求1至27中任一项所述的近眼显示器、收发信机、控制芯片和电池；

所述近眼显示器用于将来自被摄对象的光线转换为电信号，并在所述控制芯片的控制下显示图像，将显示的图像投射到用户的眼睛内；

所述控制芯片用于根据所述收发信机接收到的第一数字图像信号，驱动所述近眼显示器的显示部件显示相应的图像，并将所述近眼显示器得到被摄对象的图像的电信号转换为第二数字图像信号；

所述收发信机用于接收所述第一数字图像信号，并将所述第一数字图像信号传送给所述控制芯片，还用于从所述控制芯片获取所述第二数字图像信号，并将所述第二数字图像信号发送给终端设备；

电池，用于为所述近眼显示***提供电源。

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