本发明专利技术提供一种近眼显示装置，包括：光波导，用于接收并传输图像光和环境光，光波导包括波导基板；耦入单元，设置在波导基板的耦入区域，用于将入射到其上的图像光耦入波导基板；耦出单元，设置在波导基板的耦出区域，用于将图像光耦出至佩戴者的眼中；染料液晶光阀，设置在光波导上与佩戴者相对的一侧，用于将环境光透射到光波导，环境光的透射率与染料液晶光阀的工作电压相关；控制器，配置成可调节染料液晶光阀的工作电压，以调整耦出至佩戴者眼中的图像光与通过染料液晶光阀和光波导后的环境光的对比度。本发明专利技术可在较宽范围内调控环境光透过率，解决图像光叠加环境光对比度差的问题，还可以拓展显示装置的色域宽度，既时尚又充满科技感。又充满科技感。又充满科技感。
【技术实现步骤摘要】
近眼显示装置以及近眼显示装置的对比度调节方法
[0001]本公开涉及AR/VR领域，尤其涉及一种近眼显示装置以及一种近眼显示装置的对比度调节方法。
技术介绍
[0002]随着半导体工艺的高度发展，人与计算机之间的交互方式正在飞速发展，增强现实(Augmented Reality，简称AR)可以提供给人类以更多维度的信息，AR眼镜是增强现实领域的重要媒介之一，然而现有AR眼镜显示系统存在亮度低的问题，导致AR眼镜在明亮环境中使用存在对比度差的问题，限制了AR眼镜的推广。
[0003]现有AR眼镜采用电致变色镜片或扭曲向列相液晶光阀调节亮度。电致变色镜片采用WO3、NiO、IrO等无机过渡金属氧化物，存在响应速度慢、能耗高等问题。扭曲向列相液晶光阀为偏振依赖，需要与线偏振片搭配，而线偏振片会损失50％以上入射光，与AR波导显示系统搭配后，会导致AR眼镜应用环境受限。
[0004]
技术介绍
部分的内容仅仅是公开专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
[0005]有鉴于现有的一个或多个缺陷，本专利技术涉及一种近眼显示装置，包括：
[0006]光波导，用于接收并传输图像光和环境光，所述光波导包括：
[0007]波导基板；
[0008]耦入单元，设置在所述波导基板的耦入区域上，用于将入射到其上的图像光耦入所述波导基板；和
[0009]耦出单元，设置在所述波导基板的耦出区域上，用于将入射到其上的图像光耦出至佩戴者的眼中；
[0010]染料液晶光阀，设置在所述光波导上与佩戴者相对的一侧，用于将环境光透射到所述光波导上，环境光的透射率与所述染料液晶光阀的工作电压相关；和
[0011]控制器，配置成可调节所述染料液晶光阀的工作电压，以调整耦出至佩戴者眼中的图像光与通过所述染料液晶光阀和所述光波导后的环境光的对比度。
[0012]根据本专利技术的一个方面，其中所述染料液晶光阀包括：覆盖第一PI配向膜的第一导电电极、覆盖第二PI配向膜的第二导电电极以及填充在所述第一PI配向膜和所述第二PI配向膜之间的染料液晶层。
[0013]根据本专利技术的一个方面，其中所述染料液晶层中的液晶在第一工作电压时呈垂直织构状态，在断电时呈平面织构状态。
[0014]根据本专利技术的一个方面，其中所述染料液晶层包括：82％
‑
90％的液晶、5％
‑
15％的二色性染料以及1％
‑
4％的手性剂。
[0015]根据本专利技术的一个方面，其中所述染料液晶层填充于液晶盒中，第一PI配向膜与
所述第二导电PI配向膜的配向方向相互垂直。
[0016]根据本专利技术的一个方面，其中所述染料液晶层中的液晶在第一工作电压时呈垂直织构状态，在断电时呈焦锥织构状态。
[0017]根据本专利技术的一个方面，其中所述染料液晶层包括：82％
‑
90％的液晶、5％
‑
15％的二色性染料、1％
‑
4％的手性剂、1％
‑
5％的液晶单体以及2％
‑
7％的光引发剂。
[0018]根据本专利技术的一个方面，其中所述染料液晶层填充于液晶盒中，其中所述第一PI配向膜与所述第二PI配向膜的配向方向反向平行；所述染料液晶光阀由所述染料液晶层填充于所述液晶盒后假点固化形成。
[0019]根据本专利技术的一个方面，其中所述第一导电电极和所述第二导电电极为像素寻址电极，用于图形化驱动以改变所述环境光在所述染料液晶光阀上的通过区域。
[0020]根据本专利技术的一个方面，其中所述第一导电电极和所述第二导电电极为像素寻址电极，所述控制器还配置成根据图像内容控制所述像素寻址电极的通断，以局部调整耦出至佩戴者眼中的图像光与通过所述染料液晶光阀和所述光波导后的环境光的对比度。
[0021]根据本专利技术的一个方面，其中所述二色性染料为三原色的任一种或多种的组合。
[0022]根据本专利技术的一个方面，其中所述染料液晶光阀通过光学胶与所述光波导连接，所述染料液晶光阀与所述光波导之间设置空气层，所述光波导包括衍射光波导、体全息光波导、阵列光波导、自由曲面棱镜波导中的任一种。
[0023]根据本专利技术的一个方面，其中所述染料液晶光阀与所述光波导可拆卸连接。
[0024]根据本专利技术的一个方面，近眼显示装置还包括：光机，所述光机配置成输出所述图像光，所述控制器耦接到所述光机，并配置成调节所述光机输出的图像光的亮度和对比度。
[0025]根据本专利技术的一个方面，其中所述光机包括Microled光机、DLP光机、Lcos光机、MEMS光机中的任一种。
[0026]根据本专利技术的一个方面，其中所述控制器还配置成控制所述染料液晶光阀通电或断电，使得所述近眼显示装置在AR模式和VR模式之间进行切换。
[0027]根据本专利技术的一个方面，近眼显示装置还包括环境光传感器，用于感知所述环境光的亮度，所述控制器与所述环境光传感器相通讯，并配置成基于所述环境光的亮度，调节所述染料液晶光阀的工作电压。
[0028]根据本专利技术的一个方面，近眼显示装置还包括用户操作接口，所述用户操作接口配置成可接收关于图像光与环境光对比度的用户输入，所述控制器与所述用户操作接口耦接，并配置成根据所述用户输入调节所述染料液晶光阀的工作电压，以调整耦出至佩戴者眼中的图像光与通过所述染料液晶光阀和所述光波导后的环境光的对比度。
[0029]本专利技术还涉及一种如上所述的近眼显示装置的对比度调节方法，包括：
[0030]基于环境光的亮度和/或图像光的亮度，调节所述近眼显示装置的染料液晶光阀的工作电压，以调节耦出至佩戴者眼中的图像光与通过所述染料液晶光阀和所述光波导后的环境光的对比度。
[0031]本专利技术设计染料液晶光阀搭配AR波导的近眼显示装置，可在较宽范围内调控环境光透过率，解决图像光叠加环境光对比度差的问题，由于染料液晶光阀中的二向色性染料存在各种颜色，还可以拓展显示装置的色域宽度，可以使得近眼显示装置像墨镜一样时尚且充满科技感。
附图说明
[0032]构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
[0033]图1示出了本专利技术一个实施例的近眼显示装置示意图；
[0034]图2示出了本专利技术又一个实施例的近眼显示装置的光路示意图；
[0035]图3示出了本专利技术一个实施例的染料液晶光阀示意图；
[0036]图4a示出了本专利技术一个实施例的第一种染料液晶光阀的两种状态对比示意图；
[0037]图4b示出了第一种染料液晶光阀的工作电压VS环境光透射率曲线示意图；
[0038]图4c示出了本专利技术一个实施例的使用第一种染料液晶光阀的近眼显示装置示意图；
[0039]图5a示出了本专利技术一个实施例的第二种染料液晶光阀的两种本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种近眼显示装置，包括：光波导，用于接收并传输图像光和环境光，所述光波导包括：波导基板；耦入单元，设置在所述波导基板的耦入区域上，用于将入射到其上的图像光耦入所述波导基板；和耦出单元，设置在所述波导基板的耦出区域上，用于将入射到其上的图像光耦出至佩戴者的眼中；染料液晶光阀，设置在所述光波导上与佩戴者相对的一侧，用于将环境光透射到所述光波导上，环境光的透射率与所述染料液晶光阀的工作电压相关；和控制器，配置成可调节所述染料液晶光阀的工作电压，以调整耦出至佩戴者眼中的图像光与通过所述染料液晶光阀和所述光波导后的环境光的对比度。2.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其中所述染料液晶光阀包括：覆盖第一PI配向膜的第一导电电极、覆盖第二PI配向膜的第二导电电极以及填充在所述第一PI配向膜和所述第二PI配向膜之间的染料液晶层。3.根据权利要求2所述的近眼显示装置，其中所述染料液晶层中的液晶在第一工作电压时呈垂直织构状态，在断电时呈平面织构状态。4.根据权利要求3所述的近眼显示装置，其中所述染料液晶层包括：82％
‑
90％的液晶、5％
‑
15％的二色性染料以及1％
‑
4％的手性剂。5.根据权利要求4所述的近眼显示装置，其中所述染料液晶层填充于液晶盒中，所述第一PI配向膜与所述第二PI配向膜的配向方向相互垂直。6.根据权利要求2所述的近眼显示装置，其中所述染料液晶层中的液晶在第一工作电压时呈垂直织构状态，在断电时呈焦锥织构状态。7.根据权利要求6所述的近眼显示装置，其中所述染料液晶层包括：82％
‑
90％的液晶、5％
‑
15％的二色性染料、1％
‑
4％的手性剂、1％
‑
5％的液晶单体以及2％
‑
7％的光引发剂。8.根据权利要求7所述的近眼显示装置，其中所述染料液晶层填充于液晶盒中，其中所述第一PI配向膜与所述第二PI配向膜的配向方向反向平行；所述染料液晶光阀由所述染料液晶层填充于所述液晶盒后加电固化形成。9.根据权利要求2所述的近眼显示装置，其中所述第一导电电极和所述第二导电电极为像素寻址电极，用于图形化驱动以改变所述环境光在所述染料液晶光阀上的通过区域。10.根据权利要求2所述的近眼显示装置，其中所述第一导电电...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵兴明，范真涛，田克汉，
申请(专利权)人：嘉兴驭光光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。