一种基于电润湿像素的角膜接触式近眼显示方法

技术领域

本发明涉及近眼显示领域，更具体地说，涉及一种基于电润湿像素的角膜接触式近眼显示方法。

背景技术

增强现实技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”；

目前AR光学显示系统的方案中只有三个适合应用于AR眼镜中，但是在视场角、色彩显示、对比度等方面还无法兼顾，无法获得较好的近眼显示效果；

现有的近眼显示的镜片式设计会导致侧后方的杂散光照射在折射结构上会造成明显的光晕和“彩虹”斑，严重影响消费者的视野、体验和行动安全，还会导致双眼在观察自然场景和虚拟场景时产生“聚焦”(转动眼球扫视同一个物体)和“会聚”(瞳孔聚焦在一个物体上)在神经层面上的不协调，从而导致聚焦和会聚不匹配(视觉辐辏调节冲突)。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于电润湿像素的角膜接触式近眼显示方法，它利用若干透射型EW单元构成角膜接触式近眼显示器，采用自然光作为EW单元的光源，利用电磁传导技术为角膜接触式显示系统提供电源，利用角膜显示器接触角膜的显示方法，通过透明显示器的显示配合着环绕显示器内部电磁感应线圈控制方法，能够有效避免现有近眼显示的镜片在使用中侧后方出现的杂散光，以及照射在折射结构形成的的光晕和“彩虹”斑，同时扩大视场角，有效地保证消费者的视野、体验和行动安全。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于电润湿像素的角膜接触式近眼显示方法，其中角膜显示器包括环绕显示器和透明显示器，

S1：将角膜显示器定位接触观察者的角膜；

S2：角膜显示器由两部分组合而成，分别为环绕显示器和透明显示器；

S3：环绕显示器中的电磁圈与镜框电磁圈的电磁圈频率相匹配时，控制透明显示器的内部子像素体的显示；

S4：每个子像素体均匹配一根独立的电磁感应线圈，且所有的像素单元的电磁感应线圈互不相连，彼此独立；

S5：子像素体由四个相邻的子像素组合而成，并彼此独立，分别为红像素点、绿像素点、蓝像素点和黑像素点；

S6：通过采用电润湿像素的方式，控制像素单元的整体显色，红像素点、绿像素点和蓝像素点搭配出其他颜色，而黑像素点则单独显示，全彩色半透明虚拟画面显示在角膜显示器上，被人眼观察到。

进一步的，在S2中，所述环绕显示器的内侧固定安装有透明显示器，且环绕显示器和透明显示器组装呈同心圆结构，透明显示器位于内圈，覆盖角膜，与角膜接触；环绕显示器的电磁圈位于显示器外圈，覆盖角膜外侧，不影响角膜透光，不影响显示器成像，电磁圈呈透明状，不影响眼球外观，环绕显示器内部设置的电磁圈和透明显示器的内部设置的像素相链接，利用电磁传导技术为角膜接触式显示系统提供电源，观测体验感强，显示效果好。

进一步的，在S3中，所述环绕显示器中的电磁圈呈透明状，不影响眼球外观，环绕显示器中的电磁圈与镜框电磁圈的电磁圈频率相匹配，实现控制透明显示器的内部子像素体的显示。

进一步的，在S4中，多个所述子像素体组合成透明显示器，所述子像素体呈正六边形结构，且一组子像素体由上下左右相邻设置的4个子像素组合而成，分别是红、绿、蓝和黑像素点，红绿蓝搭配出其他颜色，黑色单独显示。所有像素呈相时保持半透明状，不呈相时呈高透明状。每个单一色点保持90％的透明度，从而实现全彩色半透明虚拟画面显示在角膜显示器上，被人眼观察到。

进一步的，还包括电润湿像素显示装置，在S5中，所述电润湿像素由多组子像素体组合而成，所述子像素体包括第一透明基底，所述第一透明基底的内部设置有正电荷透明电极，所述第一透明基底的下侧填充有基液，所述基液的下侧连接有透明疏水材料，所述透明疏水材料的底部连接有第二透明基底，所述第二透明基底的内部固定安装有负电荷透明电极，所述基液的内部安装有油膜，且油膜处于透明疏水材料的上表面，采用电润湿像素方法显示实现，采用自然环境光作为EW单元的光源，可控型显示，显示效果好。

进一步的，所述第一透明基底与第二透明基底的内部材质均为硅水凝胶，且第一透明基底与第二透明基底内侧填充的基液的内部材质为水，第一透明基底与第二透明基底的材质设置，方便更加稳定的贴合使用者的角膜，能够有效的提高使用者在佩戴时的舒适感。

进一步的，所述透明疏水材料的内部材质为纳米氟硅材料，方便油膜在加电压时，在透明疏水材料上迅速的被动推倒至一边，实现透明显示，实现高透光性。

进一步的，还包括电润湿像素显示系统，

T1：环境光穿透所述角膜接触式显示器，透过其上透明基底材料，并进入到所述角膜接触式显示器的内部；

T2：通过连接正电荷透明电极和负电荷透明电极，控制第一透明基底和第二透明基底之间的电压，通过控制是否加电压的方式，实现各种不同的显示效果。

进一步的，在T2中，加电压时，所述油膜在所述透明疏水材料的上表面被推倒至一边，形成油粒球状结构，环境光直接穿过所述角膜接触式显示器中的所述基液水，呈透明状，方便透光显示，方便进行观测。

进一步的，在T2中，未加电压时，所述油膜在所述透明疏水材料的上表面呈中部均铺设置，环境光穿过所述角膜接触式显示器中的所述基液水时候，并与所述油膜相接触，形成色素点显示，方便控制AR显示，大大保证显示效果。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于

(1)本方案利用若干透射型EW单元构成角膜接触式近眼显示器，采用自然光作为EW单元的光源，利用电磁传导技术为角膜接触式显示系统提供电源，利用角膜显示器接触角膜的显示方法，通过透明显示器的显示配合着环绕显示器内部电磁感应线圈控制方法，能够有效避免现有近眼显示的镜片在使用中侧后方出现的杂散光，以及照射在折射结构形成的的光晕和“彩虹”斑，同时扩大视场角，有效地保证消费者的视野、体验和行动安全。

(2)环绕显示器的内侧固定安装有透明显示器，且环绕显示器和透明显示器组装呈同心圆结构，透明显示器位于内圈，覆盖角膜，与角膜接触；环绕显示器的电磁圈位于显示器外圈，覆盖角膜外侧，不影响角膜透光，不影响显示器成像，电磁圈呈透明状，不影响眼球外观，环绕显示器内部设置的电磁圈和透明显示器的内部像素相链接，利用电磁传导技术为角膜接触式显示系统提供电源，观测体验感强，显示效果好。

(3)环绕显示器中的电磁圈呈透明状，不影响眼球外观，环绕显示器中的电磁圈与镜框电磁圈的电磁圈频率相匹配，实现控制透明显示器的内部子像素体的显示。

(4)多个子像素体组合成透明显示器，子像素体呈正六边形结构，且一组子像素体由上下左右相邻设置的4个子像素组合而成，分别是红、绿、蓝和黑像素点，红绿蓝搭配出其他颜色，黑色单独显示。所有像素呈相时保持半透明状，不呈相时呈高透明状。每个单一色点保持90％的透明度，从而实现全彩色半透明虚拟画面显示在角膜显示器上，被人眼观察到。

(5)电润湿像素由多组子像素体组合而成，子像素体包括第一透明基底，第一透明基底的内部设置有正电荷透明电极，第一透明基底的下侧填充有基液，基液的下侧连接有透明疏水材料，透明疏水材料的底部连接有第二透明基底，第二透明基底的内部固定安装有负电荷透明电极，基液的内部安装有油膜，且油膜处于透明疏水材料的上表面，采用电润湿像素方法显示实现，采用自然环境光作为EW单元的光源，可控型显示，显示效果好。

(6)第一透明基底与第二透明基底的内部材质均为硅水凝胶，且第一透明基底与第二透明基底内侧填充的基液的内部材质为水，第一透明基底与第二透明基底的材质设置，方便更加稳定的贴合使用者的角膜，能够有效的提高使用者在佩戴时的舒适感。

(7)透明疏水材料的内部材质为纳米氟硅材料，方便油膜在加电压时，在透明疏水材料上迅速的被动推倒至一边，实现透明显示，实现高透光性。

(8)还包括电润湿像素显示系统，

环境光穿透角膜接触式显示器，透过其上透明基底材料，并进入到角膜接触式显示器的内部；

通过连接正电荷透明电极和负电荷透明电极，控制第一透明基底和第二透明基底之间的电压，通过控制是否加电压的方式，实现各种不同的显示效果。

(9)加电压时，油膜在透明疏水材料的上表面被推倒至一边，形成油粒球状结构，环境光直接穿过角膜接触式显示器中的基液水，呈透明状，方便透光显示，方便进行观测。

(10)未加电压时，油膜在透明疏水材料的上表面呈中部均铺设置，环境光穿过角膜接触式显示器中的基液水时候，并与油膜相接触，形成色素点显示，方便控制AR显示，大大保证显示效果。

附图说明

图1为本发明的角膜接触式近眼显示流程示意图；

图2为本发明的电润湿像素原理示意图；

图3为本发明的角膜接触式显示器整体结构示意图；

图4为本发明的图3中A处放大结构示意图；

图5为本发明的像素单元未加电压状剖面结构示意图；

图6为本发明的角膜接触式显示器电润湿像素未加电压状剖面结构示意图；

图7为本发明的角膜接触式显示器电润湿像素加电压状剖面结构示意图。

图中标号说明：

1、环绕显示器；2、透明显示器；3、子像素体；301、第一透明基底；302、正电荷透明电极；303、基液；304、油膜；305、透明疏水材料；306、第二透明基底；307、负电荷透明电极。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种基于电润湿像素的角膜接触式近眼显示方法，其中角膜显示器包括环绕显示器1和透明显示器2，

S1：将角膜显示器定位接触观察者的角膜；

S2：角膜显示器由两部分组合而成，分别为环绕显示器1和透明显示器2；

S3：环绕显示器1中的电磁圈与镜框电磁圈的电磁圈频率相匹配时，控制透明显示器2的内部子像素体3的显示；

S4：每个子像素体3均匹配一根独立的电磁感应线圈，且所有的像素单元的电磁感应线圈互不相连，彼此独立；

S5：子像素体3由四个相邻的子像素组合而成，并彼此独立，分别为红像素点、绿像素点、蓝像素点和黑像素点；

S6：通过采用电润湿像素的方式，控制像素单元的整体显色，红像素点、绿像素点和蓝像素点搭配出其他颜色，而黑像素点则单独显示，全彩色半透明虚拟画面显示在角膜显示器上，被人眼观察到。

请参阅图1，在S2中，环绕显示器1的内侧固定安装有透明显示器2，且环绕显示器1和透明显示器2组装呈同心圆结构，透明显示器2位于内圈，覆盖角膜，与角膜接触；环绕显示器1的电磁圈位于显示器外圈，覆盖角膜外侧，不影响角膜透光，不影响显示器成像，电磁圈呈透明状，不影响眼球外观，环绕显示器1内部设置的电磁圈和透明显示器2的内部设置的像素相链接，利用电磁传导技术为角膜接触式显示系统提供电源，观测体验感强，显示效果好。在S3中，环绕显示器1中的电磁圈呈透明状，不影响眼球外观，环绕显示器1中的电磁圈与镜框电磁圈的电磁圈频率相匹配，实现控制透明显示器2的内部子像素体3的显示。

请参阅图3、4和5，在S4中，多个子像素体3组合成透明显示器2，子像素体3呈正六边形结构，且一组子像素体3由上下左右相邻设置的4个子像素组合而成，分别是红、绿、蓝和黑像素点，红绿蓝搭配出其他颜色，黑色单独显示。所有像素呈相时保持半透明状，不呈相时呈高透明状。每个单一色点保持90％的透明度，从而实现全彩色半透明虚拟画面显示在角膜显示器上，被人眼观察到。

请参阅图6-7，还包括电润湿像素显示装置，在S5中，电润湿像素由多组子像素体3组合而成，子像素体3包括第一透明基底301，第一透明基底301的内部设置有正电荷透明电极302，第一透明基底301的下侧填充有基液303，基液303的下侧连接有透明疏水材料305，透明疏水材料305的底部连接有第二透明基底306，第二透明基底306的内部固定安装有负电荷透明电极307，基液303的内部安装有油膜304，且油膜304处于透明疏水材料305的上表面，采用电润湿像素方法显示实现，采用自然环境光作为EW单元的光源，可控型显示，显示效果好。第一透明基底301与第二透明基底306的内部材质均为硅水凝胶，且第一透明基底301与第二透明基底306内侧填充的基液303的内部材质为水，第一透明基底301与第二透明基底306的材质设置，方便更加稳定的贴合使用者的角膜，能够有效的提高使用者在佩戴时的舒适感。透明疏水材料305的内部材质为纳米氟硅材料，方便油膜304在加电压时，在透明疏水材料305上迅速的被动推倒至一边，实现透明显示，实现高透光性。

请参阅图2，还包括电润湿像素显示系统，

T1：环境光穿透角膜接触式显示器，透过其上透明基底材料，并进入到角膜接触式显示器的内部；

T2：通过连接正电荷透明电极302和负电荷透明电极307，控制第一透明基底301和第二透明基底306之间的电压，通过控制是否加电压的方式，实现各种不同的显示效果。

请参阅图2，在T2中，加电压时，油膜304在透明疏水材料305的上表面被推倒至一边，形成油粒球状结构，环境光直接穿过角膜接触式显示器中的基液303水，呈透明状，方便透光显示，方便进行观测。

请参阅图2，在T2中，未加电压时，油膜304在透明疏水材料305的上表面呈中部均铺设置，环境光穿过角膜接触式显示器中的基液303水时候，并与油膜304相接触，形成色素点显示，方便控制AR显示，大大保证显示效果。

以上便完成该基于电润湿像素的角膜接触式近眼显示方法的一系列操作，利用若干透射型EW单元构成角膜接触式近眼显示器，采用自然光作为EW单元的光源，利用电磁传导技术为角膜接触式显示系统提供电源，利用角膜显示器接触角膜的显示方法，通过透明显示器的显示配合着环绕显示器内部电磁感应线圈控制方法，能够的避免了现有的近眼显示的镜片，基于电润湿像素的方式，在使用中导致侧后方的杂散光照射在折射结构上会造成明显的光晕和“彩虹”斑，能够有效的保证消费者的视野、体验和行动安全。

所述以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。