显示装置制造方法及图纸

提供一种显示装置，具有：成像装置(8)，其具有多个像素，由像素发出用以产生图像的光束(L1、L2、L3)；用于控制成像装置(8)的控制单元(7)；以及成像光学器件(14)，成像光学器件包括具有正面(5、5’)和背面(6、6’)的光传导元件(3、4)，光传导元件具有构造在正面或背面(6、6’；5、5’)上的耦合输出光栅(10)和构造在正面或背面(5、5’；6、6’)上的耦合输入光栅(11)，其中，光束(L1-L3)借助在耦合输入光栅(10)上的衍射耦合输入到光传导元件(3、4)中，在光传导元件(3、4)中借助内部全反射引导至耦合输出光栅(11)并且借助在耦合输出光栅(11)上的衍射以如下方式耦合输出：使用户能够观察到所产生的图像，其中，正面(5、5’)和/或背面(6、6’)弯曲地构造，并且成像光学器件(14)以如下方式设计：使光束(L1-L3)与所属的像素的位置相关地最多以n次打到耦合输出光栅(11)上，其中，n为大于等于3的整数，并且光束(L1-L3)与所属像素的位置相关地在1至m次先后打到耦合输出光栅(11)上时得到耦合输出，其中，m为大于等于1且小于n的整数，并且耦合输出最迟在第(n-m+1)次打到耦合输出光栅上时开始。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】显示装置
本专利技术涉及一种具备权利要求1前序部分特征的显示装置。
技术介绍
这样的显示装置例如由US2010/0220295A1公知，其中，光传导元件构造为平面平行的板，从而正面和背面分别是平坦的面。在这种情况下，相对简单的是：生成很大的眼动范围(成像光学器件的、用户眼睛能够在其中运动的范围，其中，用户始终都能观察到耦合输出的图像)。这能够以如下方式实现：顺次的多重耦合输出借助不起成像作用的耦合输出光栅来执行。但当光传导元件具有弯曲的正面和/或弯曲的背面时，出现如下难点：在两个光栅之间以全反射传导的光束受到弯曲的正面和/或弯曲的背面的影响，从而在每次反射之后，基于光束传播的波呈现另一种状态。
技术实现思路
从上述内容出发，本专利技术的目的在于：以如下方式改进开头提到类型的显示装置：对于具有弯曲的正面和/或弯曲的背面的光传导元件，能够实现成像光学器件很大的眼动范围，同时还有足够大的视场。根据本专利技术，所述目的在开头所述类型的显示装置中以如下方式实现：光传导元件的正面和/或背面弯曲地构造并且成像光学器件以如下方式设计：光束与所属像素的位置相关地最多以n次打到耦合输出光栅上，其中，n是大于等于3的整数，并且光束与所属像素的位置相关地在1次至m次先后打到输出光栅上时被耦合输出，其中，m为大于等于1且小于n的整数，并且耦合输出最迟在第(n-m+1)次打到输出光栅上时开始。通过光束与所属像素的位置相关的耦合输出，耦合输出光栅能够以如下方式与所打上的光束相适配：所希望的眼动范围能够在同时预设的视场下实现。因为光束当其相继打到耦合输出光栅上时，分别打在不同的位置，所以为此所需的对于耦合输出光栅的相应适配容易实现。当仅正面或仅背面弯曲地构造时，两个面中另外那个是平坦的。优选的是，正面和背面都弯曲地构造。特别是耦合输入光栅和/或耦合输出光栅可以都构造为成像光栅。由此，还能够弥补成像缺陷，这种成像缺陷特别是因为光束以非常平的角度(基于通过全反射在光传导元件中的传导)打到耦合输出光栅上时出现。在此，特别是指像散现象或拖尾(Koma)。耦合输入光栅和/或耦合输出光栅可以构造为反射光栅，特别是构造为反射体全息光栅或反射全息图。耦合输入光栅和/或耦合输出光栅特别是可以构造在光传导元件的正面上。在此，正面是在正常使用时远离用户眼睛指向的面。另外，耦合输出光栅被这样设计：其对于光束的衍射效率从第1次耦合输出至第m次耦合输出得到提高。由此，可行的是：在对于观察者可观察到的图像中尽可能均匀的强度。另外，在光传导元件与成像装置之间可以布置有分度滤光片。附加地或可替换地，成像装置的出射的光强度可以呈现出与位置相关的变化。由此，又可以在对于用户可观察到的图像中实现尽可能均匀的强度。光束的多次耦合输出特别是可以在成像光学器件的眼动范围内部分叠加。另外，耦合输入光栅和耦合输出光栅可以分别是多个单光栅的叠加，这些单光栅依据不同的中频来设计，其中，耦合输入和耦合输出光栅的单光栅的中频分别成对重合。由此也实现了出色的白光成像。显示装置还可以具有能够戴到用户头上的保持装置，成像装置和光传导元件固定在该保持装置上。保持装置特别是可以呈眼镜形状地构造。光传导元件可以由玻璃或合成材料制造和/或构造为镜片。光传导元件和耦合输出光栅特别是可以这样构造：用户能够观察到在与环境相叠加下所产生的图像。根据本专利技术的显示装置也可以成为基于弯曲的光传导元件的扩束器。不言而喻的是，前面提到的而且后面还要阐述的特征能够不仅以所给出的组合使用，而且也能够以其他组合或者单独使用，而不离开本专利技术的范围。附图说明下面，例如借助也公开了本专利技术关键特征的附图来详细阐述本专利技术。其中：图1示出根据本专利技术的显示装置的实施方式的示意透视图；图2示出根据图1的显示装置的一部分的放大俯视图；图3a至图3e示出针对第一光束L1的不同耦合输出的根据图2的细节视图；图4以瞳孔平面示出根据图3a至图3e的耦合输出的部分光束的俯视图；图5a至图5e示出针对第二光束L2的不同耦合输出的根据图2的细节视图；图6以瞳孔平面示出根据图5a至图5e的耦合输出的部分光束的俯视图；图7a至图7e示出针对第三光束L3的不同耦合输出的根据图3a至图3e的细节视图；以及图8以瞳孔平面示出根据图7a至图7e的耦合输出的部分光束的俯视图。具体实施方式在图1中所示的实施方式中，根据本专利技术的显示装置1包括：能够戴到用户头上的保持装置2，所述保持装置例如可以呈传统镜架类型地构造；以及呈第一和第二镜片形式的第一和第二光传导元件3、4，所述光传导元件固定在保持装置2上。两个镜片3、4分别具有弯曲的正面5、5’和弯曲的背面6、6’。在图2中，以示意俯视图在与根据本专利技术的显示装置1的其他部件相结合下示出第一镜片3。镜片具有1.5mm的厚度，其中，正面5和背面6的曲率半径分别为100mm。将PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)(zeomex)用作镜片3的材料。显示装置1还包括控制单元7、成像装置8(在这里例如构造为OLED模块)以及布置在成像装置8与第一镜片3之间的附加光学器件9。附加光学器件9可选地设置。在第一镜片3的正面5上，彼此隔开间距地构造有分别作为反射全息图的耦合输入光栅10和耦合输出光栅11，所述光栅的功能在下面还要详细阐释。另外，在图2中示意绘出瞳孔12和佩戴根据本专利技术的显示装置1的用户的眼睛的视网膜13。另外，示出绘出三条光束L1、L2、L3从成像装置1到视网膜13的出射路径。由成像装置8发出的光束L1-L3(每条光束L1-L3从成像装置8的多个像素之一发出)从附加光学器件9指向第一镜片3的背面6，经由背面6进入镜片3，并且打到耦合输入光栅10上。在耦合输入光栅10上，光线以如下方式发生反射和衍射：光线以发生内部全反射的角度打到背面6上。由此，光束L1-L3借助在背面6和正面5上的内部全反射被引导至耦合输出光栅11，所述耦合输出光栅于是以如下方式实现了光束L1-L3经背面6的耦合输出：使用户能够观察到由成像装置8产生的、作为虚拟图像的图像。由此，附加光学器件9在与第一镜片3和耦合输入及耦合输出光栅10、11相结合下形成成像光学器件14，所述成像光学器件向用户呈现借助成像装置8产生的、作为虚拟图像的图像。为了使用户能够观察到所述虚拟图像，用户眼睛的瞳孔12必须处在成像光学器件14的出射光瞳中。因为例如观察者的瞳距彼此不同，所以有利的是：成像光学器件14在y方向上的出射光瞳大于眼瞳12。在这种情况下，根据本专利技术的显示装置1可以由具有不同瞳距的不同用户所用。为了使成像光学器件14在y方向上的出射光瞳或者成像光学器件14在y方向上的眼动范围(在其中用户眼睛能够运动并且用户始终还能观察到耦合输出的图像的范围)大于眼瞳并且同时在y方向上存在很大的视场，耦合输出光栅11以如下方式构造：该耦合输出光栅与成像装置8的相应像素的位置相关地当第一次打到耦合输出光栅11上时，在光束L1-L3中仅耦合输出一部分。耦合输出借助耦合输出光栅11的第一衍射构造来实现。余下部分则由耦合输出光栅11以如下方式反射到第一镜片3的背面6上(零级衍射)：相应的光束L1-L3和/或一部分相应的光束L1-L3当在背面6上发生内部全反射后重新在沿y方向与第一次打到光栅上的区域隔开间距的区域中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示装置，具有：成像装置(8)，其具有多个像素，由所述像素发出用以产生图像的光束(L1、L2、L3)；用于控制所述成像装置(8)的控制单元(7)；以及成像光学器件(14)，所述成像光学器件包括具有正面(5、5’)和背面(6、6’)的光传导元件(3、4)，所述光传导元件具有构造在所述正面或背面(6、6’；5、5’)上的耦合输出光栅(10)和构造在所述正面或背面(5、5’；6、6’)上的耦合输入光栅(11)，其中，所述光束(L1‑L3)借助在所述耦合输入光栅(10)上的衍射耦合输入到所述光传导元件(3、4)中，在所述光传导元件(3、4)中借助内部全反射引导至耦合输出光栅(11)并且借助在所述耦合输出光栅(11)上的衍射以如下方式耦合输出：使用户能够观察到所产生的图像，其特征在于，所述正面(5、5’)和/或所述背面(6、6’)弯曲地构造，并且所述成像光学器件(14)以如下方式设计：使所述光束(L1‑L3)与所属的像素的位置相关地最多以n次打到所述耦合输出光栅(11)上，其中，n为大于等于3的整数，以及所述光束(L1‑L3)与所属像素的位置相关地在1至m次先后打到所述耦合输出光栅(11)上时得到耦合输出，其中，m为大于等于1且小于n的整数，并且耦合输出最迟在第(n‑m+1)次打到耦合输出光栅上时开始。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.02 DE 102012213685.11.一种显示装置，具有：成像装置(8)，其具有多个像素，由所述像素发出用以产生图像的光束(L1、L2、L3)；用于控制所述成像装置(8)的控制单元(7)；以及成像光学器件(14)，所述成像光学器件包括具有正面(5、5’)和背面(6、6’)的光传导元件(3、4)，所述光传导元件具有构造在所述正面或背面(6、6’；5、5’)上的耦合输出光栅(10)和构造在所述正面或背面(5、5’；6、6’)上的耦合输入光栅(11)，其中，所述光束(L1-L3)借助在所述耦合输入光栅(10)上的衍射耦合输入到所述光传导元件(3、4)中，在所述光传导元件(3、4)中借助内部全反射引导至耦合输出光栅(11)并且借助在所述耦合输出光栅(11)上的衍射以如下方式耦合输出：使用户能够观察到由光束所产生的图像，其中，所述正面(5、5’)和/或所述背面(6、6’)弯曲地构造，并且所述成像光学器件(14)以如下方式设计：使所述光束(L1-L3)与所属的像素的位置相关地最多以n次打到所述耦合输出光栅(11)上，其中，n为大于等于3的整数，以及所述光束(L1-L3)与所属像素的位置相关地在1至m次先后打到所述耦合输出光栅(11)上时得到耦合输出，其中，m为大于等于1且小于n的整数，并且耦合输出最迟在第(n-m+1)次打到耦合输出光栅上时开始。2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述耦合输入和/或耦合输出光栅(10、11)构造为成像光栅。3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述耦合输入和/或耦合输出光栅(10、11)构造为反射光栅。4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述耦合输入和/或耦合输出光栅(10、11)构造为反射光栅。5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述耦合输入和/或耦合输出光栅(10、11)构造在所述光传导元件(3、4)的所述正面(5、5’)上。6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述耦合输出光栅(11)以如下方式设计：所述耦合输出光栅针对光束(L1-L3)的衍射效率从第一次耦合输出至第m次耦合输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯约尔根·杜伯沙尔，卡尔斯腾·林迪希，
申请(专利权)人：卡尔蔡司股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE