近眼显示装置制造方法及图纸

技术编号:20587330 阅读:28 留言:0更新日期:2019-03-16 06:39
本发明专利技术涉及一种近眼显示装置,包括影像系统及第一波导元件。影像系统用于提供影像光束,影像光束形成影像画面于使用者的眼睛的位置。第一波导元件配置于影像光束的传递路径上,且包括第一表面、第二表面、第一入光端及多个第一分光面。第一入光端位于第一表面与第二表面的一侧,且影像光束经由第一入光端进入第一波导元件。这些第一分光面相对于第一表面与第二表面倾斜地配置。这些第一分光面将在第一波导元件中传递的影像光束反射至眼睛。以眼睛直视的视轴为基准线在远离第一入光端的一侧的这些第一分光面的多个第一间距随着越远离第一入光端而越大,可有效改善影像画面中出现亮度不均匀条纹的情形。

Near-eye display device

The invention relates to a near-eye display device, comprising an image system and a first waveguide element. The image system is used to provide the image beam, which forms the image picture in the user's eye position. The first waveguide element is arranged on the transmission path of the image beam, and comprises a first surface, a second surface, a first light inlet end and a plurality of first light splitters. The first input end is located on one side of the first surface and the second surface, and the image beam enters the first waveguide element through the first input end. These first spectroscopic surfaces are disposed obliquely relative to the first surface and the second surface. These first spectroscopic surfaces reflect the image beam transmitted in the first waveguide element to the eye. The more distances between the first spectroscopic planes on the side far from the first light-entering end, the more distant the first light-entering end is, the greater the distance between the first light-splitting planes is. This can effectively improve the appearance of uneven brightness fringes in the image.

【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(near-eyedisplay,NED)以及头戴式显示器(head-mounteddisplay,HMD)是目前极具发展潜力的下一代杀手级产品。近年来,随着微型显示器的发展(即解析度越来越高、尺寸、功耗越来越小的趋势)以及云端科技的发展(即随时随地可自云端下载大量资讯,而免去将庞大资料库随身携带的麻烦),于是头戴式显示器发展成为一种携带式(portable)显示装置,除了在军事领域外,其它诸如工业生产、模拟训练、立体显示、医疗、运动和电子游戏等相关领域亦有所成长而占据了重要的地位。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显示装置的重量与体积轻薄的前提下提供良好的影像品质。“
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,不代表该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
本专利技术提供一种近眼显示装置,其可有效改善影像画面中出现亮度不均匀条纹的情形。本专利技术的一实施例提出一种近眼显示装置,包括影像系统及第一波导元件。影像系统用于提供影像光束。第一波导元件配置于影像光束的传递路径上,且包括第一表面、第二表面、第一入光端及多个第一分光面。第一表面朝向使用者的眼睛,且第二表面以相对于第一表面设置。第一入光端位于第一波导元件的端部,且影像光束经由第一入光端进入第一波导元件。这些第一分光面相对于第一表面与第二表面倾斜地配置,且从靠近第一入光端的一侧往远离第一入光端的一侧排列。这些第一分光面将在第一波导元件中传递的影像光束反射至眼睛。部分第一分光面之间的多个第一间距随着越远离第一入光端而越大,其中这些第一间距是指在平行于第一表面的方向上的间距。在本专利技术的实施例的近眼显示装置中,由于采用了以眼睛直视的视轴为基准线在远离第一入光端的一侧的这些第一分光面的多个第一间距随着越远离第一入光端而越大的设计,因此减小了眼睛看到相邻两第一分光面的重叠区域。如此一来,可有效改善近眼显示装置所提供的影像画面中眼睛看到重叠区域所形成的暗纹的问题。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为本专利技术的一实施例的近眼显示装置的立体示意图。图2为图1的近眼显示装置的剖面示意图。图3为绘示图1中的第一波导元件与使用者的眼睛的关系的剖面示意图。图4为图3的第一波导元件与使用者的眼睛的关系的局部剖面示意图。图5A为一对照实施例的第一波导元件与使用者的眼睛的关系的剖面示意图。图5B为图5A的对照实施例的近眼显示装置所提供的影像画面。图6A为另一对照实施例的第二波导元件与使用者的眼睛的关系的剖面示意图。图6B为图6A的对照实施例的近眼显示装置所提供的影像画面。图7为图1至图4的实施例的近眼显示装置所提供的影像画面。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为本专利技术的一实施例的近眼显示装置的立体示意图,图2为图1的近眼显示装置的剖面示意图,而图3为绘示图1中的第一波导元件与使用者的眼睛的关系的剖面示意图。请参照图1至图3,本实施例的近眼显示装置100包括影像系统110及第一波导元件120。影像系统110用于提供影像光束112。在本实施例中,影像系统110包括显示器114及透镜模块116。显示器114用于提供影像光束112,而透镜模块116配置于影像光束112的传递路径上,位于显示器114与第一波导元件120之间,且用于将影像光束112投射于使用者的眼睛50的位置。此外,在本实施例中,显示器114包括光阀或显示面板,其中光阀例如是数位微镜元件(digitalmicro-mirrordevice,DMD)、硅基液晶面板(liquid-crystal-on-siliconpanel,LCOSpanel)或其它适当的空间光调变器(spatiallightmodulator,SLM),而显示面板例如为穿透式液晶面板、有机发光二极管显示器(organiclight-emittingdiodedisplay,OLEDdisplay)、微发光二极管显示器(micro-light-emitting-diodedisplay,micro-LEDdisplay)或其它适当的显示器。对于自身不会发光的光阀或显示面板而言,可设置光源模块照射不会发光的光阀或显示面板,进而产生影像光束112。此外,透镜模块116可包括一个或多个透镜或其它光束传递元件。第一波导元件120配置于影像光束112的传递路径上,且包括一第一表面122、一第二表面124、一第一入光端E1及多个第一分光面B(图1中是以六个第一分光面B1、B2、B3、B4、B5及B6为例,但不以此为限)。第一表面122面向使用者的眼睛50,且第二表面124相对于第一表面122。第一入光端E1位于第一波导元件120的端部,影像光束112经由第一入光端E1进入第一波导元件120。这些第一分光面B相对于第一表面122与第二表面124倾斜地配置,且从靠近第一入光端E1的一侧往远离第一入光端E1的一侧排列。这些第一分光面B将在第一波导元件120中传递的影像光束112反射至眼睛50。在本实施例中,近眼显示装置100还包括一第二波导元件130,配置于第一入光端E1旁,位于影像光束112的传递路径上,且位于影像系统110与第一波导元件120之间。第二波导元件130包括第三表面132、第四表面134、第二入光端E2及多个第二分光面C(图1中是以四个第二分光面C1、C2、C3及C4为例)。第四表面134相对于第三表面132,且第二入光端E2位于第三表面132与第四表面134的一侧,其中来自影像系统110的影像光束112经由第二入光端E2进入第二波导元件130中。在本实施例中,透镜模块116配置于影像光束112的传递路径上,且位于显示器114与第二波导元件130之间。这些第二分光面C相对于第三表面132与第四表面134倾斜地配置,且从靠近第二入光端E2的一侧往远离第二入光端E2的一侧排列。这些第二分光面C使在第二波导元件130中传递的影像光束112传递至第一入光端E1。在本实施例中,第一分光面B与第二分光面C例如是由可让光束部分穿透且部分反射的镀膜所形成的,形成第一分光面B的镀膜123夹设于第一波导元件120的导光本体121中,而形成第二分光面C的镀膜133夹设于第二波导元件130的导光本体131中。导光本体121与131例如是由透明材质所制成,例如透明塑胶制品或玻璃等。举例而言,影像光束112在进入第二波导元件130后,部分的影像光束112会穿透第二分光面C1而本文档来自技高网
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【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影像系统以及第一波导元件,所述影像系统用于提供影像光束;所述第一波导元件配置于所述影像光束的传递路径上,且包括第一表面、第二表面、第一入光端以及多个第一分光面,所述第一表面朝向使用者的眼睛;所述第二表面以相对于所述第一表面设置;所述第一入光端位于所述第一波导元件的端部,其中所述影像光束经由所述第一入光端进入所述第一波导元件;所述多个第一分光面相对于所述第一表面与所述第二表面倾斜地配置,且从靠近所述第一入光端的一侧往远离所述第一入光端的一侧排列,所述多个第一分光面将在所述第一波导元件中传递的所述影像光束反射至所述眼睛,其中部份所述第一分光面之间的多个第一间距随着越远离所述第一入光端而越大,所述多个第一间距是指在平行于所述第一表面的方向上的间距。

【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影像系统以及第一波导元件,所述影像系统用于提供影像光束;所述第一波导元件配置于所述影像光束的传递路径上,且包括第一表面、第二表面、第一入光端以及多个第一分光面,所述第一表面朝向使用者的眼睛;所述第二表面以相对于所述第一表面设置;所述第一入光端位于所述第一波导元件的端部,其中所述影像光束经由所述第一入光端进入所述第一波导元件;所述多个第一分光面相对于所述第一表面与所述第二表面倾斜地配置,且从靠近所述第一入光端的一侧往远离所述第一入光端的一侧排列,所述多个第一分光面将在所述第一波导元件中传递的所述影像光束反射至所述眼睛,其中部份所述第一分光面之间的多个第一间距随着越远离所述第一入光端而越大,所述多个第一间距是指在平行于所述第一表面的方向上的间距。2.如权利要求1所述的近眼显示装置,其特征在于,所述近眼显示装置符合:H≧R(tan(β2)-tan(β1)),其中以所述眼睛直视的视轴为基准线在远离所述第一入光端的一侧或在所述视轴上的任两相邻的第一分光面中较靠近所述第一入光端者与较远离所述第一入光端者分别为第一A分光面与第一B分光面,H为所述第一A分光面在靠近所述第一表面的端点在所述第二表面上的正投影端点与所述第一B分光面在靠近所述第二表面的端点的间距,R为所述眼睛至所述第二表面的距离,β1为所述正投影端点至所述眼睛的连线与所述眼睛直视的视轴的夹角,β2为所述第一A分光面在靠近所述第一表面的所述端点至所述眼睛的连线与所述眼睛直视的视轴的夹角。3.如权利要求1所述的近眼显示装置,其特征在于,所述近眼显示装置符合:L≧W·cot(θ),其中L为以所述眼睛直视的视轴为基准线在靠近所述第一入光端的一侧或在所述视轴上的任两相邻的第一分光面的第二间距,所述第二间距是指在平行于所述第一表面的方向上的间距,W为所述第一表面与所述第二表面的距离,θ为所述任两相邻的第一分光面相对于所述第一表面的倾斜角。4.如权利要求1所述的近眼显示装置,其特征在于,所述多个第一分光面在垂直于所述第一表面的方向上彼此不重叠。5.如权利要求1所述的近眼显示...

【专利技术属性】
技术研发人员:施智维郑权得
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

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