CN219960670U - 近眼显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自适应双目融合装置和近眼显示设备，其能够实现对装配过程中角度误差的补偿，便于更好地保障双目融合效果。该近眼显示设备包括：平面光波导；投影光引擎，包括被对应地设置于耦入区域的显示芯片及投影镜头，显示芯片具有像素位置可调的显示区域，用于发出位置可变的中心光线，以通过投影镜头角度可变地投影至耦入区域；光电传感模组，被对应地设置于第二耦出区域，用于捕捉经由第二耦出区域耦出的中心光线；以及自适应双目融合装置，可通电地连接于投影光引擎和光电传感模组，用于接收并根据光电传感模组的捕捉结果，控制显示区域的像素平移，使得经由第一耦出区域耦出的中心光线沿着预定耦出角度出射。

Description

近眼显示设备

技术领域

本实用新型涉及近眼显示技术领域，特别是涉及一种自适应双目融合装置和近眼显示设备。

背景技术

近年来，诸如增强现实(Augmented reality,AR)和虚拟现实(Virtual reality,VR)等近眼显示(Near-eye display,NED)技术越发火热，并且伴随着LED技术和微型显示芯片技术的发展，投影显示越来越趋于小型化，可穿戴近眼显示***备受关注，人们在追求小体积高分辨率的基础上，对其佩戴舒适度的要求也越来越高，其中良好的双目融合效果是至关重要的。但有时为了满足市场需求，显示***会根据眼镜外观的需求进行相应的状态调整，随之而来地造成投影光引擎与显示器件之间及显示器件与人眼之间可能存在一定的角度，使得中心市场光线不再垂直进入显示器件，而且相对于波导器件存在一定的角度入射。此时，出射光线同样会存在一定角度进入人眼，使得显示图像可能会偏离人眼视野中心，或伴随着一定的倾斜(畸变)，导致光线角度关系更为复杂，也给装调工作带来了更大的困难。因此，如何有效地对传统双目融合装调方案进行改进，以更好地实现双目融合，在保证装调效果和精度的同时提升装调效率，补偿结构加工和装配误差，提升***容差能力，这对NED产品更快地向消费类产品转换具有重大的意义。

目前，传统的双目近眼显示模组在实现左右眼的双目融合常用的方法是：通过调整显示屏与投影镜头的相对位置，即通过平移显示芯片的方式实现投影主光线垂直入射波导，保证通过波导器件传输后，主光线能垂直进入人眼，使得左右眼的图像中心十字刻线能够重合并呈现在人眼视野中心，实现双目融合，以保证图像实现图像显示效果及佩戴体验。

然而，现有的这种方法存在的最大问题在于：模组双目融合装调过程复杂、效率较低；在装调完成、点胶固定显示芯片的过程中，可能因胶水的应力和收缩会导致芯片的位置产生微小变化，并且在模组装入整机的过程中，结构件的配合工厂导致的模组通机壳的挤压等因素均可能会对融合效果造成一定的影响；而此时如果想对双目融合视差进行改善，将是比较困难的，可能需要通过拆装模组返修才能够实现。

实用新型内容

本实用新型的一个优势在于提供一种自适应双目融合装置和近眼显示设备，其能够提升近眼显示模组的良率和装调效率，实现对装配过程中角度误差的补偿，便于更好地保障双目融合效果。

本实用新型的另一个优势在于提供一种自适应双目融合装置和近眼显示设备，其中，在本实用新型的一个实施例中，所述自适应双目融合装置能够在无需调节显示芯片的物理位置的情况下，改善双目融合效果。

本实用新型的另一个优势在于提供一种自适应双目融合装置和近眼显示设备，其中，在本实用新型的一个实施例中，所述自适应双目融合装置能够通过在波导出射平面上的非可视范围内添加光电传感器，来实现捕捉中心光线的位置和角度进行反馈，以便通过控制显示区域的像素平移，实现中心光线的角度调整，从而完成双目融合。

本实用新型的另一个优势在于提供一种自适应双目融合装置和近眼显示设备，其中为了达到上述目的，在本实用新型中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本实用新型成功和有效地提供一种解决方案，不只提供一种简单的自适应双目融合装置和近眼显示设备，同时还增加了所述自适应双目融合装置和近眼显示设备的实用性和可靠性。

为了实现本实用新型的上述至少一个优势或其他优点和目的，本实用新型提供了一种近眼显示设备，包括：

平面光波导，所述平面光波导具有耦入区域、第一耦出区域以及第二耦出区域；

投影光引擎，所述投影光引擎包括被对应地设置于所述耦入区域的显示芯片及位于所述显示芯片和所述耦入区域之间光路中的投影镜头，其中所述显示芯片具有像素位置可调的显示区域，用于发出位置可变的中心光线，所述投影镜头用于将经由所述显示区域发出的中心光线角度可变地投影至所述耦入区域；

光电传感模组，所述光电传感模组被对应地设置于所述第二耦出区域，用于捕捉经由所述第二耦出区域耦出的中心光线；以及

自适应双目融合装置，所述自适应双目融合装置可通电地连接于所述投影光引擎和所述光电传感模组，用于接收并根据所述光电传感模组的捕捉结果，控制所述显示芯片中所述显示区域的像素平移，使得经由所述第一耦出区域耦出的中心光线沿着预定耦出角度出射。

根据本申请的一个实施例，所述第一耦出区域处于所述平面光波导上人眼可视区域之内的位置，并且所述第二耦出区域处于所述平面光波导上人眼可视区域之外的位置。

根据本申请的一个实施例，所述预定耦出角度等于所述平面光波导的出射平面法线与人眼观察轴之间的夹角。

根据本申请的一个实施例，所述光电传感模组包括光电传感器及位于所述光电传感器和所述第二耦出区域之间光路中的聚焦器件，并且所述光电传感模组的具体参数满足其中h为所述光电传感器的有效接收范围；f为所述聚焦器件的焦距；α为双目融合允许的双目视差。

根据本申请的一个实施例，所述近眼显示设备进一步包括用于测量人眼观察轴与所述平面光波导的出射平面法线之间夹角的角度测量装置和与所述光电传感模组可驱动地连接的微机械转轴，所述自适应双目融合装置可通电地连接于所述角度测量装置和所述微机械转轴，所述自适应双目融合装置用于接收并将经由所述角度测量装置测量的结果定义为所述预定耦出角度，控制所述微机械转轴转动以驱使所述光电传感模组的感光轴旋转至所述预定耦出角度。

根据本申请的一个实施例，所述角度测量装置包括红外光源、位于所述红外光源的发射路径的红外反射件以及被对应地设置的红外接收器；所述红外反射件被对应地设置于所述平面光波导的出射平面，用于将来自所述红外光源的红外光线反射至人眼；所述红外接收器用于接收经由人眼反射的红外光线以计算出人眼观察轴与所述平面光波导的出射平面法线之间的夹角而作为测量结果。

根据本申请的一个实施例，所述平面光波导为衍射波导；其中所述衍射波导包括设置于所述耦入区域的耦入光栅、设置于所述第一耦出区域的第一耦出光栅、设置于所述第二耦出区域的第二耦出光栅以及位于所述耦入光栅和所述第一耦出光栅之间光路中的扩瞳光栅。

根据本申请的一个实施例，所述耦入光栅和所述第二耦出光栅位于所述衍射波导的对角位置；或者，所述耦入光栅和所述第二耦出光栅位于所述扩瞳光栅的相对两侧。

根据本申请的一个实施例，所述平面光波导为几何阵列波导。

根据本申请的另一方面，本申请进一步提供了一种自适应双目融合装置，包括相互可通信地连接的接收模块和控制模块，所述接收模块用于接收经由光电传感模组捕捉经由平面光波导的第二耦出区域耦出的中心光线，以得到该光电传感模组的捕捉结果；所述控制模块用于根据该光电传感模组的捕捉结果，控制投影光引擎的显示芯片中显示区域的像素平移，以调节经由该平面光波导的耦入区域耦入的中心光线的角度，使得经由该平面光波导的第一耦出区域耦出的中心光线沿着预设耦出角度出射。

附图说明

图1是根据本申请的一个实施例的近眼显示设备的框图示意图；

图2示出了根据本申请的上述实施例的近眼显示设备的第一示例；

图3示出了根据本申请的上述第一示例的近眼显示设备中显示芯片的显示区域像素平移示意图；

图4示出了根据本申请的上述第一示例的近眼显示设备中衍射波导的架构示意图；

图5示出了根据本申请的上述第一示例的衍射波导的架构排布的第一变形示例；

图6示出了根据本申请的上述第一示例的衍射波导的架构排布的第二变形示例；

图7示出了根据本申请的上述实施例的近眼显示设备的第二示例；

图8示出了根据本申请的上述实施例的近眼显示设备的第三示例；

图9示出了根据本申请的上述第三示例的近眼显示设备中局部A的放大示意图；

图10是根据本申请的一个实施例的自适应双目融合方法的流程示意图；

图11是根据本申请的一个实施例的自适应双目融合装置的框图示意图。

主要元件符号说明：1、近眼显示设备；10、平面光波导；101、耦入区域；102、第一耦出区域；103、第二耦出区域；11、衍射波导；111、耦入光栅；112、第一耦出光栅；113、第二耦出光栅；114、扩瞳光栅；12、几何阵列波导；20、投影光引擎；21、显示芯片；210、显示区域；22、投影镜头；30、光电传感模组；300、感光轴；31、光电传感器；32、聚焦器件；40、自适应双目融合装置；41、接收模块；42、控制模块；50、角度测量装置；51、红外光源；52、红外反射件；53、红外接收器；60、微机械转轴。

以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本实用新型的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连结。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

考虑到现有的双目融合方法不仅模组双目融合装调过程复杂、效率较低；而且在装调完成、点胶固定显示芯片的过程中，可能因胶水的应力和收缩会导致芯片的位置产生微小变化，并且在模组装入整机的过程中，结构件的配合工厂导致的模组通机壳的挤压等因素均可能会对融合效果造成一定的影响；这需要通过拆装模组返修才能够对双目融合视差进行改善。因此，本申请创造性地提出了一种自适应双目融合装置和近眼显示设备，其能够提升近眼显示模组的良率和装调效率，实现对装配过程中角度误差的补偿，便于更好地保障双目融合效果。

具体地，参考本申请的说明书附图之图1至图9，根据本申请的一实施例提供了一种近眼显示设备1，其可以包括平面光波导10、投影光引擎20、光电传感模组30以及自适应双目融合装置40。该平面光波导10具有耦入区域101、第一耦出区域102以及第二耦出区域103。该投影光引擎20包括被对应地设置于该耦入区域101的显示芯片21及位于该显示芯片21和该耦入区域101之间光路中的投影镜头22，其中该显示芯片21具有像素位置可调的显示区域210，用于发出位置可变的中心光线，并且该投影镜头22用于将经由该显示区域210发出的中心光线角度可变地投影至该耦入区域101。该光电传感模组30被对应地设置于该第二耦出区域103，用于捕捉经由该第二耦出区域103耦出的中心光线。该自适应双目融合装置40可通电地连接于该投影光引擎20和该光电传感模组30，用于接收并根据该光电传感模组30的捕捉结果，控制该显示芯片21中该显示区域210的像素平移，使得经由该第一耦出区域102耦出的中心光线沿着预定耦出角度出射，从而实现左右眼图像的中心重合，以便达到在不需要调节显示芯片21的物理位置，就能够实现双目融合的目的。

更具体地，该第一耦出区域102处于该平面光波导10上人眼可视区域之内的位置，并且该第二耦出区域103处于该平面光波导10上人眼可视区域之外的位置，防止该光电传感模组30干扰用户的视野，保证用户的舒适体验。

值得注意的是，由于经由该耦入区域101耦入的光线在该平面光波导10之内是通过全反射的形式进行传输的，使得经由该第一耦出区域102耦出的光线和经由该第二耦出区域103耦出的光线具有相同的角度分布，因此经由该第二耦出区域103耦出的光线能够准确地表征经由该第一耦出区域102耦出的光线信息，即人眼可视光线的所有信息(包括中心光线的出射角度情况)，故本申请的近眼显示设备1通过对经由该第二耦出区域103耦出的光线进行接收和反馈，能够动态地对显示芯片21的显示区域210进行有效调节，以实现较好的双目融合效果。

可以理解的是，由于经由该显示芯片21的显示区域210发出的光线先穿过该投影镜头22，再传播至该耦入区域101以耦入该平面光波导10，因此当该显示芯片21的显示区域210的像素发生平移以改变该显示区域210的中心像素位置时，经由该显示区域210发出的中心光线在穿过该投影镜头22之后传播至该耦入区域101耦入的角度将发生改变，进而经由该第一耦出区域102和该第二耦出区域103耦出的中心光线的角度也随之改变，从而本申请的自适应双目融合装置40能够根据该光电传感模组30的捕捉结果，控制该显示芯片21中该显示区域210的像素平移，实现左右眼图像的中心重合，而不需要调节显示芯片21的物理位置。

此外，本申请所提及的预定耦出角度指的是经由该第一耦出区域102耦出的中心光线与该平面光波导10的出射平面法线之间的夹角，其可以由平面光波导10的出射平面法线与人眼观察轴(即人眼的视轴)之间的夹角来决定，或者由平面光波导10的出射平面与人眼的成像平面之间的夹角来决定。换言之，本申请的该预定耦出角度等于平面光波导10的出射平面法线与人眼观察轴之间的夹角。

示例性地，如图2所示，在本申请的第一示例中，该平面光波导10的出射平面平行于人眼的成像平面，即平面光波导10的出射平面法线与人眼观察轴之间的夹角为0°，则该预定耦出角度对应地被实施为0°。与此同时，该光电传感模组30的感光轴垂直于该平面光波导10的出射平面，即该光电传感模组30的感光轴与该平面光波导10的出射平面法线之间的夹角优选地被实施为0°，以便更准确地采集经由该第二耦出区域103耦出的光线信息，获得更高的双目融合精度。

可选地，如图2所示，该光电传感模组30包括光电传感器31及位于该光电传感器31和该第二耦出区域103之间光路中的聚焦器件32，并且该光电传感模组30的具体参数满足其中h为该光电传感器31的有效接收范围；f为该聚焦器件32的焦距；α为双目融合允许的双目视差。这样，当经由该第二耦出区域103耦出的中心光线的出射角度超过双目视差允许的范围时，经由该第二耦出区域103耦出的中心光线将超出该光电传感器31的有效接收范围，即该光电传感器31将接收不到光信号；此时，该自适应双目融合装置40得到对应的反馈，并开始控制该显示芯片21进行显示区域210的像素平移动作，以改变经由该第二耦出区域103耦出的中心光线的出射角度，直至经由该第二耦出区域103耦出的中心光线能够顺利地到达该光电传感器31的有效接收面上，即直至该光电传感器31探测到光信号，从而结束上述像素平移的搜索动作，完成双目融合过程。

值得注意的是，本申请所提及的光电传感器31可以但不限于被实施为光电二极管阵列(SPDA)、光电二极管或其他任何能够对光信号相应的光敏元件；本申请所提及的聚焦器件32可以但不限于被实施为诸如传统聚焦透镜等任何具有特定光焦度的光学元件，其可以通过传统加工方式、晶圆级玻璃(WLG)或压印等各类加工方式来实现。

此外，在进行自适应双目融合的过程中，如图3所示，本申请的该显示芯片21的显示区域210优选地显示中心发光的黑底图像，以便该光电传感器31能够准确地捕捉经由该第二耦出区域103耦出的中心光线。

可选地，在本申请的上述示例中，如图2和图4所示，该平面光波导10可以被实施为衍射波导11。例如，该衍射波导11可以包括设置于该耦入区域101的耦入光栅111、设置于该第一耦出区域102的第一耦出光栅112以及设置于该第二耦出区域103的第二耦出光栅113。这样，来自该投影光引擎20的光线先通过该耦入光栅111衍射以耦入该衍射波导11，在经由该衍射波导11全反射地传播至该第一耦出区域102和该第二耦出区域103，以分别经由该第一耦出光栅112和该第二耦出光栅113衍射以耦出该衍射波导11。

可选地，如图4所示，该衍射波导11进一步包括位于该耦入光栅111和该第一耦出光栅112之间光路中的扩瞳光栅114，使得经由该耦入光栅111耦入的光线先经由该扩瞳光栅114扩瞳之后再传播至该第一耦出光栅112以被耦出，从而增大人眼可视区域。

值得注意的是，本申请的该衍射波导11中的光栅位置排布和具体架构不局限于如图4所示的具体排布和架构形式，即该耦入光栅111和该第二耦出光栅113位于该衍射波导11的对角位置；当然，在本申请的其他变形示例中，本申请的该衍射波导11中的光栅位置排布和具体架构还可以被实施为诸如图5和图6所示的其他排布和架构形式，即该耦入光栅111和该第二耦出光栅113位于该扩瞳光栅114的相对两侧，只要能够实现所需的近眼显示需求即可。

示例性地，如图7所示，在本申请的第二示例中，该平面光波导10还可以被实施为几何阵列波导12，仍能够适用于上述自适应双目融合装置40以实现较好的双目融合效果。

此外，在本申请的其他示例中，该平面光波导10的出射平面也可以不平行于人眼的成像平面，即平面光波导10的出射平面法线与人眼观察轴之间的夹角不为0°，则该预定耦出角度对应地被实施为非零度角θ。与此同时，该光电传感模组30的感光轴与该平面光波导10的出射平面法线之间也需要存在对应的夹角，才能够准确地采集经由该第二耦出区域103耦出的光线信息，以便获得较好的双目融合精度。

例如，如图8和图9所示，在本申请的第二变形示例中，该近眼显示设备1可以进一步包括用于测量人眼观察轴与该平面光波导10的出射平面法线之间夹角的角度测量装置50和与该光电传感模组30可驱动地连接的微机械转轴60，该自适应双目融合装置40可通电地连接于该角度测量装置50和该微机械转轴60，该自适应双目融合装置40用于接收并将经由该角度测量装置50测量的结果定义为该预定耦出角度，控制该微机械转轴60转动以驱使该光电传感模组30的感光轴300旋转至该预定耦出角度，使得该光电传感模组30的感光轴300与该平面光波导10的出射平面法线之间的夹角等于该预定耦出角度。

值得注意的是，在本申请的这一示例中，如图9所示，该光电传感模组30中的该光电传感器31和该聚焦器件32被封装在一起，以便由该微机械转轴60连接和带动。

可选地，如图8所示，该角度测量装置50可以包括红外光源51、位于该红外光源51的发射路径的红外反射件52以及被对应地设置的红外接收器53；该红外光源51用于发射红光光线至该红外反射件52；该红外反射件52被对应地设置于该平面光波导10的出射平面，用于将来自该红外光源51的红外光线反射至人眼；该红外接收器53用于接收经由人眼反射的红外光线以计算出人眼观察轴与该平面光波导10的出射平面法线之间的夹角而作为测量结果。这样，本申请的自适应双目融合装置40在接收到来自该角度测量装置50的测量结果后，将人眼观察轴与该平面光波导10的出射平面法线之间的夹角自动定义为该预定耦出角度，进而控制该微机械转轴60转动以驱使该光电传感模组30的感光轴旋转至该预定耦出角度，以便后续该自适应双目融合装置40能够根据该光电传感模组30的捕捉结果，控制该显示芯片21中该显示区域210的像素平移，精准地实现左右眼图像的中心重合。

可选地，该角度测量装置50的该红外反射件52可以但不限于被实施为镀设于该平面光波导10的出射平面上的红外反射薄膜；当然，在本申请的其他示例中，该红外反射件52也可以被实施为诸如贴附于该平面光波导10的出射平面上具有红外反射特性的高反材质等其他能够使得指定红外波段光线反射的方式，本申请对此不再赘述。

综上，相较于传统的AR模组，本申请的该近眼显示设备1能够极大地提升诸如AR模组或VR模组等模组良率和装调效率，实现对装配过程中角度误差的补偿，更好地保障双目融合效果，便于近眼显示设备的量产。

值得一提的是，根据本申请的另一方面，如图10所示，本申请的一个实施例进一步提供了一种自适应双目融合方法，其可以包括步骤：

S300：接收经由光电传感模组捕捉经由平面光波导的第二耦出区域耦出的中心光线，以得到该光电传感模组的捕捉结果；和

S400：根据该光电传感模组的捕捉结构，控制投影光引擎的显示芯片中显示区域的像素平移，以调节经由该平面光波导的耦入区域耦入的中心光线的角度，使得经由该平面光波导的第一耦出区域耦出的中心光线沿着预设耦出角度出射。

可选地，如图10所示，本申请的该自适应双目融合方法，在该步骤S300之前，可以进一步包括步骤：

S100：接收经由角度测量装置测量的人眼观察轴与该平面光波导的出射平面法线之间的夹角，以将该角度测量装置的测量结果定义为该预设耦出角度；和

S200：控制微机械转轴转动以驱使该光电传感模组的感光轴旋转至该预设耦出角度，使得该光电传感模组的感光轴与该平面光波导的出射平面法线之间的夹角等于该预设耦出角度。

值得一提的是，根据本申请的另一方面，如图11所示，本申请的一个实施例进一步提供了一种自适应双目融合装置40，其可以包括相互可通信地连接的接收模块41和控制模块42，该接收模块41用于接收经由光电传感模组捕捉经由平面光波导的第二耦出区域耦出的中心光线，以得到该光电传感模组的捕捉结果；该控制模块42用于根据该光电传感模组的捕捉结果，控制投影光引擎的显示芯片中显示区域的像素平移，以调节经由该平面光波导的耦入区域耦入的中心光线的角度，使得经由该平面光波导的第一耦出区域耦出的中心光线沿着预设耦出角度出射。

值得注意的是，在本申请的其他示例中，该接收模块41可以进一步用于接收经由角度测量装置测量的人眼观察轴与该平面光波导的出射平面法线之间的夹角，以将该角度测量装置的测量结果定义为该预设耦出角度；相应地，该控制模块42可以进一步用于控制微机械转轴转动以驱使该光电传感模组的感光轴旋转至该预设耦出角度，使得该光电传感模组的感光轴与该平面光波导的出射平面法线之间的夹角等于该预设耦出角度。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.近眼显示设备，其特征在于，包括：

平面光波导，所述平面光波导具有耦入区域、第一耦出区域以及第二耦出区域；

投影光引擎，所述投影光引擎包括被对应地设置于所述耦入区域的显示芯片及位于所述显示芯片和所述耦入区域之间光路中的投影镜头，其中所述显示芯片具有像素位置可调的显示区域，用于发出位置可变的中心光线，所述投影镜头用于将经由所述显示区域发出的中心光线角度可变地投影至所述耦入区域；

光电传感模组，所述光电传感模组被对应地设置于所述第二耦出区域，用于捕捉经由所述第二耦出区域耦出的中心光线；以及

自适应双目融合装置，所述自适应双目融合装置可通电地连接于所述投影光引擎和所述光电传感模组，用于接收并根据所述光电传感模组的捕捉结果，以在光电传感器接收不到光信号时，开始控制所述显示芯片中所述显示区域的像素平移，直至所述光电传感器接收到光信号，结束所述显示区域的像素平移，使得经由所述第一耦出区域耦出的中心光线沿着预定耦出角度出射。

2.根据权利要求1所述的近眼显示设备，其特征在于，所述第一耦出区域处于所述平面光波导上人眼可视区域之内的位置，并且所述第二耦出区域处于所述平面光波导上人眼可视区域之外的位置。

3.根据权利要求1所述的近眼显示设备，其特征在于，所述预定耦出角度等于所述平面光波导的出射平面法线与人眼观察轴之间的夹角。

4.根据权利要求1至3中任一所述的近眼显示设备，其特征在于，所述光电传感模组包括光电传感器及位于所述光电传感器和所述第二耦出区域之间光路中的聚焦器件，并且所述光电传感模组的具体参数满足其中h为所述光电传感器的有效接收范围；f为所述聚焦器件的焦距；α为双目融合允许的双目视差。

5.根据权利要求1至3中任一所述的近眼显示设备，其特征在于，所述近眼显示设备进一步包括用于测量人眼观察轴与所述平面光波导的出射平面法线之间夹角的角度测量装置和与所述光电传感模组可驱动地连接的微机械转轴，所述自适应双目融合装置可通电地连接于所述角度测量装置和所述微机械转轴。

6.根据权利要求5所述的近眼显示设备，其特征在于，所述角度测量装置包括红外光源、位于所述红外光源的发射路径的红外反射件以及被对应地设置的红外接收器；所述红外反射件被对应地设置于所述平面光波导的出射平面，用于将来自所述红外光源的红外光线反射至人眼；所述红外接收器用于接收经由人眼反射的红外光线以计算出人眼观察轴与所述平面光波导的出射平面法线之间的夹角而作为测量结果。

7.根据权利要求1至3中任一所述的近眼显示设备，其特征在于，所述平面光波导为衍射波导；其中所述衍射波导包括设置于所述耦入区域的耦入光栅、设置于所述第一耦出区域的第一耦出光栅、设置于所述第二耦出区域的第二耦出光栅以及位于所述耦入光栅和所述第一耦出光栅之间光路中的扩瞳光栅。

8.根据权利要求7所述的近眼显示设备，其特征在于，所述耦入光栅和所述第二耦出光栅位于所述衍射波导的对角位置；或者，所述耦入光栅和所述第二耦出光栅位于所述扩瞳光栅的相对两侧。

9.根据权利要求1至3中任一所述的近眼显示设备，其特征在于，所述平面光波导为几何阵列波导。