近眼显示装置制造方法及图纸

一种近眼显示装置包括显示器与第一波导元件，第一波导元件包括入光面、出光面、反射倾斜面与多个分光元件。显示器提供的影像光束经由入光面入射第一波导元件，在第一波导元件内被反射倾斜面反射往这些分光元件传递，这些分光元件使影像光束分光且经由出光面离开第一波导元件。反射倾斜面在第一入射角度范围内具有第一反射率分布，在第二入射角度范围内具有第二反射率分布。第二入射角度范围的角度高于第一入射角度范围的角度，且第一反射率分布的反射率平均值大于第二反射率分布的反射率平均值。本发明专利技术的近眼显示装置可有效解决二次反射杂散光所造成的鬼影问题，并提供良好的显示品质。

Near-eye display device

A near-eye display device includes a display and a first waveguide element, the first waveguide element includes an input surface, an output surface, a reflection inclined surface and a plurality of spectroscopic elements. The image beam provided by the display is incident on the first waveguide element via the input surface, and is reflected by the inclined surface of the reflection in the first waveguide element to transmit to these optical elements. These optical elements make the image beam splitting and leave the first waveguide element through the exit surface. The reflective inclined surface has the first reflectivity distribution in the first incident angle range and the second reflectivity distribution in the second incident angle range. The angle of the second incident angle range is higher than that of the first incident angle range, and the average reflectance of the first reflectance distribution is larger than that of the second reflectance distribution. The near-eye display device of the present invention can effectively solve the ghost problem caused by secondary reflection stray light and provide good display quality.

【技术实现步骤摘要】
近眼显示装置
本专利技术是有关于一种头戴式显示装置，且特别是有关于一种近眼显示装置。
技术介绍
近眼显示器(NearEyeDisplay,NED)可以应用在头戴式显示器(Head-mountedDisplay,HMD)的显示系统，是目前极具发展潜力的下一代杀手级产品。在近眼显示技术的相关应用上，目前可分为扩增实境(AugmentedReality,AR)技术以及虚拟实境(VirtualReality,VR)技术。对扩增实境技术而言，相关开发人员目前致力于如何在近眼显示器的重量与体积轻薄的前提下提供最佳的影像品质。在利用近眼显示器实现扩增实境的光学架构中，用于显示的影像光束由投影装置发出后，经由具半反射半穿透的光学元件反射而进入使用者的眼睛。显示影像的光束以及外界的环境光束都可进入使用者的眼睛，而达到扩增实境的显示效果。然而，使用者在使用传统的近眼显示器的过程中往往会遇到显示画面有鬼影的情况。也就是说，使用者会观看到原本预期的影像画面外，同时还会观看到非预期的影像画面。因此，如何避免近眼显示器提供的显示画面产生鬼影(Ghostimage)的情况，并且可具有较佳的视线范围与视觉品质，以使近眼显示器可提供良好的使用者体验，是目前重要的课题之一。“
技术介绍
”段落只是用来帮助了解本
技术实现思路
，因此在“
技术介绍
”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。在“
技术介绍
”段落所揭露的内容，不代表所述内容或者本专利技术一个或多个实施例所要解决的问题，在本专利技术申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种近眼显示装置，其可有效解决二次反射杂散光所造成的鬼影问题，并提供良好的显示品质。本专利技术的其它目的和优点可以从本专利技术所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本专利技术的一实施例提出一种近眼显示装置。近眼显示装置，包括：显示器与第一波导元件。显示器用于提供影像光束。第一波导元件包括第一入光面、第一出光面、反射倾斜面以及多个第一分光元件，其中影像光束经由第一入光面入射第一波导元件，且影像光束在第一波导元件内被反射倾斜面反射而往这些第一分光元件传递，这些第一分光元件使影像光束分光且经由第一出光面离开第一波导元件，其中反射倾斜面在第一入射角度范围内具有第一反射率分布，在第二入射角度范围内具有第二反射率分布，其中第二入射角度范围的角度高于第一入射角度范围的角度，且第一反射率分布的反射率平均值大于第二反射率分布的反射率平均值，其中第一入射角度范围与第二入射角度范围各自是连续的角度范围。本专利技术的另一实施例提出一种近眼显示装置。近眼显示装置，包括：显示器以及第一波导元件。显示器用于提供影像光束。第一波导元件，包括第一入光面、第一出光面、反射倾斜面以及多个第一分光元件，其中影像光束经由第一入光面入射第一波导元件，且影像光束在第一波导元件内被反射倾斜面反射而往这些第一分光元件传递，这些第一分光元件使影像光束分光且经由第一出光面离开第一波导元件以传递至人眼，其中反射倾斜面在第一入射角度范围内具有第一反射率分布，在第二入射角度范围内具有第二反射率分布，其中各第一分光元件的表面上具有第一穿反式镀膜，第一穿反式镀膜在第三入射角度范围内，其对应于红色、蓝色、绿色波长的反射率之间的差值是落在5％的范围内，其中第三入射角度范围的大小是落在19度到41度的范围内。基于上述，本专利技术实施例的近眼显示装置具有反射倾斜面，反射倾斜面的在较低角度的第一入射角度范围内的反射率平均值会大于较高角度的第二入射角度范围内的反射率平均值，因此可以抑制入射第一波导元件后的影像光束在反射倾斜面产生两次反射的情形，进而避免非预期光线进入投射目标，除此之外本专利技术实施例的近眼显示装置还具有多个分光元件，分光元件表面上具有穿反式镀膜，穿反式(transflective)镀膜的反射率在一段连续的入射角度范围内对波长变化不敏感，因此本专利技术实施例的近眼显示装置可有效解决二次反射杂光所造成的鬼影问题，还能够提供良好的显示品质。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1绘示本专利技术一实施例的近眼显示装置的立体示意图。图2绘示图1的近眼显示装置的侧视示意图。图3绘示本专利技术一实施例的影像光束与不同波导元件的极化方向示意图。图4绘示
技术介绍
的影像光束入射波导元件产生鬼影光线的概要示意图。图5绘示本专利技术一实施例的影像光束入射反射倾斜面的概要示意图。图6A绘示本专利技术一实施例的反射倾斜面的反射率分布。图6B绘示本专利技术另一实施例的反射倾斜面的反射率分布。图7绘示本专利技术一实施例的近眼显示装置在反射倾斜面的反射情况示意图。图8绘示本专利技术一实施例的近眼显示装置的概要示意图。图9A绘示本专利技术一实施例的第一分光元件的一种反射率分布图。图9B绘示本专利技术一实施例的第一分光元件的一种反射率分布图。图9C绘示本专利技术一实施例的第一分光元件的一种反射率分布图。图10绘示本专利技术一实施例的第二分光元件的一种反射率分布图。具体实施方式有关本专利技术的前述及其它
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术。图1绘示本专利技术一实施例的近眼显示装置的立体示意图。图2绘示图1的近眼显示装置的侧视示意图。请参考图1及图2，本实施例的近眼显示装置100包括第一波导元件110、第二波导元件120、显示器130以及透镜模块140。显示器130用于提供影像光束ML。第二波导元件120配置于影像光束ML的传递路径PA上，且位于显示器130与第一波导元件110之间。透镜模块140配置在显示器130与第二波导元件120之间。在本实施例中，第一波导元件110配置于影像光束ML的传递路径PA上，且包括第一入光面S11、第一出光面S12以及多个第一分光元件X1、X2、X3、X4、X5、X6以及反射倾斜面S13。反射倾斜面S13与第一入光面S11相接，使得第一波导元件110的一端部形成具有夹角α的相接区域。第一波导元件110沿第一方向X延伸，第一分光元件X1、X2、X3、X4、X5、X6沿第一方向X排列，本专利技术对分光元件的数量并不加以限制。在本实施例中，第一入光面S11与第一出光面S12是位在第一波导元件110相同表面上的不同部分，但在其它的实施例中，依据实际需求，第一入光面S11与第一出光面S12也可以是不同表面，本专利技术对此并不加以限制。第二波导元件120包括第二入光面S21、第二出光面S22以及多个第二分光元件Y1、Y2、Y3、Y4。第二波导元件120沿第二方向Y延伸，第二分光元件Y1、Y2、Y3、Y4沿第二方向Y排列。在本实施例中，第二入光面S21与第二出光面S22相对设置，但在其它的实施例中，依据显示器130的设置位置的不同，第二入光面S21也可与第二出光面S22邻接，本专利技术对此并不加以限制。在本实施例中，第一分光元件X1、X2、X3、X4、X5、X6以及第二分光元件Y1、Y2、Y3、Y4分别具有半穿透半反射的镀膜，因此，影像光束ML在第一分光元件X1、X2、X本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近眼显示装置，其特征在于，所述近眼显示装置包括显示器以及第一波导元件，所述显示器用于提供影像光束；所述第一波导元件包括第一入光面、第一出光面、反射倾斜面以及多个第一分光元件，其中所述影像光束经由所述第一入光面入射所述第一波导元件，且所述影像光束在所述第一波导元件内被所述反射倾斜面反射而往所述多个第一分光元件传递，所述多个第一分光元件使所述影像光束分光且经由所述第一出光面离开所述第一波导元件，其中所述反射倾斜面在第一入射角度范围内具有第一反射率分布，在第二入射角度范围内具有第二反射率分布，其中所述第二入射角度范围的角度高于所述第一入射角度范围的角度，且所述第一反射率分布的反射率平均值大于所述第二反射率分布的反射率平均值，其中所述第一入射角度范围与所述第二入射角度范围各自是连续的角度范围。

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示装置，其特征在于，所述近眼显示装置包括显示器以及第一波导元件，所述显示器用于提供影像光束；所述第一波导元件包括第一入光面、第一出光面、反射倾斜面以及多个第一分光元件，其中所述影像光束经由所述第一入光面入射所述第一波导元件，且所述影像光束在所述第一波导元件内被所述反射倾斜面反射而往所述多个第一分光元件传递，所述多个第一分光元件使所述影像光束分光且经由所述第一出光面离开所述第一波导元件，其中所述反射倾斜面在第一入射角度范围内具有第一反射率分布，在第二入射角度范围内具有第二反射率分布，其中所述第二入射角度范围的角度高于所述第一入射角度范围的角度，且所述第一反射率分布的反射率平均值大于所述第二反射率分布的反射率平均值，其中所述第一入射角度范围与所述第二入射角度范围各自是连续的角度范围。2.如权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，在所述第一入射角度范围内，所述第一反射率分布对应于绿色波长的反射率小于其对应于蓝色波长的反射率，并且所述第一反射率分布对应于红色波长的反射率小于其对应于绿色波长的反射率。3.如权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，在所述第一入射角度范围内，所述第一反射率分布随着所述第一入射角度范围内的角度值变大而具有上升的趋势。4.如权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述第一反射率分布在所述第一入射角度范围内的反射率均大于所述第二反射率分布在所述第二入射角度范围内的反射率。5.如权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，各所述第一分光元件的表面上具有第一穿反式镀膜，所述第一穿反式镀膜在第三入射角度范围内，其对应于红色、蓝色、绿色波长的反射率之间的差值是落在5％的范围内，其中所述第三入射角度范围的大小是落在19度到41度的范围内。6.如权利要求5所述的近眼显示装置，其特征在于，所述第一穿反式镀膜在第四入射角度范围内，其对应于红色、蓝色、绿色波长的反射率均小于5％，其中所述第三入射角度范围的角度低于所述第四入射角度范围的角度，且所述第四入射角度范围是大于等于75度且小于等于85度，其中所述第三入射角度范围与所述第四入射角度范围各自是连续的角度范围。7.如权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述第二反射率分布的范围是落在0％到10％的范围内，以及所述第一反射率分布的范围是落在40％到90％的范围内。8.如权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述第二反射率分布的范围是落在0％到10％的范围内，以及所述第一反射率分布的范围是落在20％到70％的范围内。9.如权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述第一入射角度范围是大于等于17度且小于等于43度，且所述第二入射角度范围是大于等于70度且小于等于85度。10.如权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，还包括：第二波导元件，配置于所述显示器与所述第一波导元件之间，所述第二波导元件包括第二入光面、第二出光面以及多个第二分光元件，其中来自于所述显示器的所述影像光束经由所述第二入光面入射所述第二波导元件，且传递至所述多个第二分光元件，以及经由所述第二出光面离开所述第二波导元件，且经由所述第一入光面进入所述第一波导元件。11.如权利要求10所述的近眼显示装置，其特征在于，各所述第二分光元件的表面上具有第二穿反式镀膜，所述第二穿反式镀膜在第五入射角度范围内，其对应于红色、蓝色、绿色波长的反射率之间的差值是落在3％的范围内，其中所述第五入射角度范围是大于等于30度且小于等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：施智维，魏仲廷，郑权得，
申请(专利权)人：中强光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71