显示装置及可穿戴式显示设备制造方法及图纸

本公开提供一种显示装置及可穿戴式显示设备。显示装置，包括光波导元件、显示单元及光传感器；光波导元件，包括第一光面、与第一光面相邻的第二光面、与第二光面相对的第三光面、第一半透半反元件及反射元件；显示单元，用于从第一光面向光波导元件入射用于显示图像的第一光线；第一半透半反元件，用于透射部分第一光线，并反射部分从第三光面入射的第二光线至第一光面；反射元件，用于将第一半透半反元件透射的部分第一光线反射至第二光面射出；光传感器，用于接收从第一光面射出的部分第二光线，将第二光线转换为电信号以根据电信号生成显示单元的显示图像。本公开提供的显示装置及显示设备可实现即采即显，增强了显示装置的集成化程度。成化程度。成化程度。

【技术实现步骤摘要】
显示装置及可穿戴式显示设备


[0001]本公开涉及显示
，尤其涉及一种显示装置及可穿戴式显示设备。

技术介绍

[0002]增强现实(Augmented Reality，AR)技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息集成的新技术，在日常生活中可以为人们带来便利。它可以实现超越电子屏幕的视觉体验，在展现真实世界的信息是同时，将虚拟的信息同时显示出来，数码世界和真实世界的信息相互补充和叠加，一起呈现在用户眼中。
[0003]当前的AR显示产品的结构仍在不断探索、应用和发展中，如何设计具有新的结构的AR显示产品以拓展AR技术的应用，成为当前AR显示领域的重要研究课题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开的目的在于提出一种显示装置及可穿戴式显示设备。
[0005]基于上述目的，本公开提供了一种显示装置，包括光波导元件、显示单元及光传感器；
[0006]所述光波导元件，包括第一光面、与所述第一光面相邻的第二光面、与所述第二光面相对的第三光面、第一半透半反元件及反射元件；
[0007]所述显示单元，用于从所述第一光面向所述光波导元件入射用于显示图像的第一光线；
[0008]所述第一半透半反元件，用于透射部分所述第一光线，并反射部分从所述第三光面入射的第二光线至所述第一光面；
[0009]所述反射元件，用于将所述第一半透半反元件透射的部分所述第一光线反射至所述第二光面射出；
[0010]所述光传感器，用于接收从所述第一光面射出的部分所述第二光线，将所述第二光线转换为电信号以根据所述电信号生成所述显示单元的显示图像。
[0011]可选的，所述第一半透半反元件包括：
[0012]第一偏振反射膜，用于将部分所述第一光线转化为第一偏振光出射至所述反射元件，将部分所述第二光线转化为第二偏振光出射至所述第一光面，将部分所述第二光线转化为第三偏振光出射至所述第二光面。
[0013]可选的，所述第一偏振反射膜的数量为多个，且多个所述第一偏振反射膜平行且等间隔排布，所述第一偏振反射膜相对于所述第二光面倾斜设置。
[0014]可选的，所述反射元件包括：
[0015]光线转换装置，用于将所述第一偏振光转换为与所述第一偏振光垂直的第四偏振光；
[0016]第二半透半反元件，用于将所述第四偏振光反射至所述第二光面射出。
[0017]可选的，所述第二半透半反元件包括多个第二偏振反射膜，且多个所述第二偏振
反射膜平行且等间隔排布，所述第二偏振反射膜相对于所述第二光面倾斜设置。
[0018]可选的，所述第一偏振反射膜与所述第二光面之间包括第一夹角，所述第二偏振反射膜与所述第二光面之间包括第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角之和为180
°
。
[0019]可选的，所述第一偏振光与所述第三偏振光为相同类型的偏振光，所述第二偏振光与所述第四偏振光为相同类型的偏振光。
[0020]可选的，所述光线转换装置包括1/2波片，所述光线转换装置与所述第二偏振反射膜平行设置。
[0021]可选的，所述显示单元包括多个阵列排布的显示子单元，所述光传感器包括多个阵列排布的光传感子单元，且所述显示子单元与所述光传感子单元间隔设置。
[0022]可选的，每个所述显示子单元包括一个或多个像素单元，且所述光传感器与所述显示单元一体设置。
[0023]可选的，所述显示单元包括微型显示单元。
[0024]本公开还提供了一种可穿戴式显示设备，包括如上述任一项所述的显示装置。
[0025]从上面所述可以看出，本公开提供的显示装置及可穿戴式显示设备，通过在光波导元件中设置第一半透半反元件及反射元件，将外景图像的采集光路以及近眼显示的显示光路均设置在一个光波导元件中，从而实现即采即显，无需分成两个模块，进一步增强显示装置的集成化程度；同时，利用该显示装置制作AR眼镜等设备时，可以将显示单元和光传感器远离眼镜移到额头顶部或者侧面，从而可以极大降低光学系统对外界视线的阻挡，并且使得重量分布更符合人体工程学，从而可以改善设备的佩戴体验，优化设备的外观。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本公开实施例所述显示装置的结构示意图；
[0028]图2为本公开实施例显示单元及光传感器的结构示意图；
[0029]图3为本公开实施例所述显示装置的光路示意图；
[0030]图4为本公开实施例可穿戴式显示设备的结构示意图。
具体实施方式
[0031]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0032]需要说明的是，除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接
的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0033]在光学成像元件中，光波导技术是应AR眼镜需求而生的一个比较有特色的光学组件，因它的轻薄与外界光线的高穿透特性而被认为是消费级AR眼镜的必选光学方案，而随着微软Hololens两代产品以及Magic Leap One等设备对光波导的采用和量产，关于光波导的讨论热度也在持续增加。
[0034]在AR眼镜中，要想光在传输的过程中无损失无泄漏，“全反射”是关键，即光在波导中像只游蛇一样通过来回反射前进而并不会透射出来。简单来说达到全反射需要满足两个条件：(1)传输介质即波导材料需要具备比周围介质高的折射率(n1>n2)；(2)光进入波导的入射角需要大于临界角θc。
[0035]光机完成成像过程后，波导将光耦合进自己的玻璃基底中，通过“全反射”原理将光传输到眼睛前方再释放出来。在这个过程中，波导只负责传输图像，一般情况下不对图像本身做任何“功”(比如放大缩小等)，可以理解为“平行光进，平行光出”，所以它是独立于成像系统而存在的一个单独元件。
[0036]申请人发现，有了波导这个传输渠道，可以将显示屏和成像系统远离眼镜移到额头顶部或者侧面，这可以极大降低光学系统对外界视线的阻挡，并且使得重量分布更符合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显示装置，其特征在于，包括光波导元件、显示单元及光传感器；所述光波导元件，包括第一光面、与所述第一光面相邻的第二光面、与所述第二光面相对的第三光面、第一半透半反元件及反射元件；所述显示单元，用于从所述第一光面向所述光波导元件入射用于显示图像的第一光线；所述第一半透半反元件，用于透射部分所述第一光线，并反射部分从所述第三光面入射的第二光线至所述第一光面；所述反射元件，用于将所述第一半透半反元件透射的部分所述第一光线反射至所述第二光面射出；所述光传感器，用于接收从所述第一光面射出的部分所述第二光线，将所述第二光线转换为电信号以根据所述电信号生成所述显示单元的显示图像。2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一半透半反元件包括：第一偏振反射膜，用于将部分所述第一光线转化为第一偏振光出射至所述反射元件，将部分所述第二光线转化为第二偏振光出射至所述第一光面，将部分所述第二光线转化为第三偏振光出射至所述第二光面。3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述第一偏振反射膜的数量为多个，且多个所述第一偏振反射膜平行且等间隔排布，所述第一偏振反射膜相对于所述第二光面倾斜设置。4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述反射元件包括：光线转换装置，用于将所述第一偏振光转换为与所述第一偏振光垂直的第四偏振光；第二半透半反元件，用于将所述第四偏振...

【专利技术属性】
技术研发人员：董瑞君，白家荣，王晨如，栗可，武玉龙，韩娜，董学，张浩，陈丽莉，张永忠，
申请(专利权)人：北京京东方光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：