显示组件及头戴式显示设备制造技术

本公开是关于一种显示组件及头戴式显示设备，其中，显示组件包括层叠设置的光调制器和相干背光单元，相干背光单元被配置为，为光调制器提供相干背光源；光调制器被配置为，根据全息图像数据和相干背光源生成全息三维图像的像源；显示组件在使用状态下，人眼位于光调制器的远离相干背光单元的一侧。该信息显示组件中，将全息三维显示与头戴式显示相结合，直接由光调制器生成全息三维图像的像源，扩大了显示视场，降低了信息显示组件的复杂度、体积和重量，同时解决了双目视差三维显示导致的辐辏聚焦问题，提升了用户的使用体验。提升了用户的使用体验。提升了用户的使用体验。

【技术实现步骤摘要】
显示组件及头戴式显示设备


[0001]本公开涉及信息显示
，尤其涉及一种显示组件及头戴式显示设备。

技术介绍

[0002]增强现实(augmented reality,AR)显示设备，即将计算机生成的虚拟场景与外界真实场景融合，通过光学系统投射到人眼的显示设备。目前已有的AR显示设备主要为头戴式显示设备，分为两大类：一类基于传统几何光学叠加技术，该类显示设备存在光学组件厚重、视场角小、外部光线透过率底、像源光能利用率较低、加工难度较大等缺陷，在实际商业应用中显示效果不佳；另一类基于衍射光学技术，通过设计衍射光波导器件或者衍射光栅对光线进行传输和偏折，但是，该类显示设备仍存在一些问题，包括系统视场角较小导致观察过程中出现视场丢失现象、衍射波导传输效率较低导致像源光能利用率较低、衍射波导显示搭载的光机引擎体积较大导致显示设备整机体积过大等。而且，上述两类显示设备都基于双目视差实现三维立体显示，人眼观察时存在辐辏聚焦矛盾，长时间佩戴会出现视疲劳。
[0003]另外，近期又出现了一种全息三维显示技术，其具备完整记录并重建物体波前信息的能力，被认为是最具前景的显示技术。但是，传统的全息三维显示技术仍存在一些问题：调制器件的空间带宽积有限导致显示分辨率和系统视差角不足、全息显示的数据传输量较大需要设备有足够快的传输速度、实时地全息三维显示对设备处理器性能有很高的要求等。

技术实现思路

[0004]为克服相关技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种信息显示组件及头戴式显示设备，直接由光调制器生成全息三维图像的像源，扩大显示视场，降低信息显示组件的复杂度、体积和重量，同时解决双目视差三维显示导致的辐辏聚焦问题，提升用户的使用体验。
[0005]为了达到上述目的，本公开所采用的技术方案如下：
[0006]根据本公开实施例的第一方面，提供一种显示组件，应用于头戴式显示设备，所述显示组件包括层叠设置的光调制器和相干背光单元，其中，
[0007]所述相干背光单元被配置为，为所述光调制器提供相干背光源；
[0008]所述光调制器被配置为，根据图像信号数据和所述相干背光源生成全息三维图像的像源。
[0009]可选地，所述光调制器包括以下中任意一种：空间光调制器、超透镜光调制器、动态可刷新材料制作的光调制器。
[0010]可选地，所述相干背光单元包括背光板和相干光源。
[0011]可选地，所述背光板包括波导器件，所述波导器件被配置为，根据所述相干光源生成所述相干背光源，所述相干背光源的光线覆盖面积大于所述相干光源的光线覆盖面积。
[0012]可选地，所述波导器件包括单层格栅结构，其中，所述单层格栅结构的远离所述光调制器的一侧设置单层玻璃基底。
[0013]可选地，所述波导器件包括双层格栅结构，所述双层格栅结构包括第一格栅结构和第二格栅结构，所述第一格栅结构被配置为处理蓝色光线，所述第二格栅结构被配置为处理红色光线和绿色光线，其中，所述第一格栅结构位于所述第二格栅结构和所述光调制器之间，所述第一格栅结构和所述第二格栅结构之间设置第一玻璃基底，所述第二格栅结构的远离所述第一格栅结构的一侧设置第二玻璃基底。
[0014]可选地，所述显示组件还包括相位透镜，所述相位透镜和所述相干背光单元分别位于所述光调制器的两侧。
[0015]可选地，所述相位透镜包括以下中任意一种：微透镜阵列、衍射光学元件、菲涅尔透镜。
[0016]可选地，所述显示组件构造为半透明结构。
[0017]根据本公开实施例的第二方面，提供一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括数据处理组件以及如第一方面所述的信息显示组件，所述显示组件构成所述头戴式显示设备的观察镜片，所述数据处理组件与所述显示组件电连接，所述数据处理组件被配置为，向所述显示组件传输图像信号数据。
[0018]本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：该信息显示组件中，将全息三维显示与头戴式显示相结合，直接由光调制器生成全息三维图像的像源，扩大了显示视场，降低了信息显示组件的复杂度、体积和重量，同时解决了双目视差三维显示导致的辐辏聚焦问题，提升了用户的使用体验。
[0019]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0020]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0021]图1是根据一示例性实施例示出的显示组件的结构示意图。
[0022]图2是根据一示例性实施例示出的背光板的结构示意图。
[0023]图3是根据一示例性实施例示出的背光板的结构示意图。
[0024]图4是根据一示例性实施例示出的头戴式显示设备的结构示意图。
[0025]图5是根据一示例性实施例示出的人眼与显示组件的相对位置示意图。
具体实施方式
[0026]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0027]本公开提供了一种显示组件，该显示组件中，将全息三维显示与头戴式显示相结合，直接由光调制器生成全息三维图像的像源，扩大了显示视场，降低了显示组件的复杂
度、体积和重量，同时解决了双目视差三维显示导致的辐辏聚焦问题，提升了用户的使用体验。
[0028]在一个示例性实施例中，提供了一种显示组件。参考图1所示，该显示组件1包括层叠设置的光调制器12和相干背光单元11。其中，相干背光单元11被配置为，为光调制器12提供相干背光源；光调制器12被配置为，根据全息图像数据和相干背光源生成全息三维图像的像源。显示组件在使用状态下，人眼位于光调制器的远离相干背光单元的一侧。
[0029]该显示组件1基于相干光源设计，光调制器12通过对相干光源进行位相振幅调制进而生成可直接供人眼观看的全息三维图像的像源，实现全息三维显示。全息三维显示通过光线的衍射在空间投射全息三维图像。在全息显示的记录过程中，三维场景的信息包括强度、深度、纹理、光照等，上述信息会被无差别的全部记录，因此当真实物体和全息三维图像位于同一个空间时，它们可以被人眼无差别的接收，进而解决双目视差三维显示导致的辐辏聚焦问题，用户即使长时间使用，也不会出现视疲劳。
[0030]其中，该显示组件1可以构造为半透明结构，以更好地确保人眼既可以观看到由光调制器12生成的全息三维图像，又可观看到真实世界的物体，提升用户的使用体验。需要注意的是，该显示组件1中，半透明结构的透明度是为了能够保证既可观看到虚拟的全息三维图像，又可观看到真实的物体，半透明结构的透光度并非必须为50％，其也可以是40％、80％或90％等，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显示组件，应用于头戴式显示设备，其特征在于，所述显示组件包括层叠设置的光调制器和相干背光单元，其中，所述相干背光单元被配置为，为所述光调制器提供相干背光源；所述光调制器被配置为，根据图像信号数据和所述相干背光源生成全息三维图像的像源；所述显示组件在使用状态下，人眼位于所述光调制器的远离所述相干背光单元的一侧。2.根据权利要求1所述的显示组件，其特征在于，所述光调制器包括以下中任意一种：空间光调制器、超透镜光调制器、动态可刷新材料制作的光调制器。3.根据权利要求1所述的显示组件，其特征在于，所述相干背光单元包括背光板和相干光源。4.根据权利要求3所述的显示组件，其特征在于，所述背光板包括波导器件，所述波导器件被配置为，根据所述相干光源生成所述相干背光源，所述相干背光源的光线覆盖面积大于所述相干光源的光线覆盖面积。5.根据权利要求4所述的显示组件，其特征在于，所述波导器件包括单层格栅结构，其中，所述单层格栅结构的远离所述光调制器的一侧设置单层玻璃基底。6.根据权利要求4所述的显示组件，其特征在于，所述波导器件包括双层格栅结构，所述双层格栅结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：段鑫慧，
申请(专利权)人：北京小米移动软件有限公司，
类型：发明
国别省市：