透過式眼鏡顯示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及顯示設(shè)備，具體提供了一種透過式眼鏡顯示器。針對(duì)現(xiàn)有反射波導(dǎo)器件的透過式眼鏡顯示器光能利用率低、波導(dǎo)厚度過大佩戴不舒適的缺點(diǎn)，本發(fā)明以對(duì)入射圖像所在光波波段反射率很高而其他波段反射率很低的部分反射膜作為反射器件，組成包括導(dǎo)光板和設(shè)置在導(dǎo)光板中的入射反射器件和至少一個(gè)顯示反射器件的結(jié)構(gòu)，用于使入射圖像經(jīng)入射反射器件反射后，在導(dǎo)光板內(nèi)側(cè)的兩平行面間全反射傳播，并在至少一個(gè)顯示反射器件處反射后出射顯示。本發(fā)明可以提高眼鏡顯示器的光能利用率，光學(xué)性能穩(wěn)定，同時(shí)使結(jié)構(gòu)緊湊化，減輕系統(tǒng)的整體質(zhì)量。
【專利說明】透過式眼鏡顯示器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示設(shè)備，具體涉及一種透過式眼鏡顯示器。
【背景技術(shù)】
[0002]頭戴式顯示器是佩戴在頭上的圖像顯示器器件，通常以帽子、頭盔或者眼鏡架等作為支撐放置在使用者的頭部。主要由四部分構(gòu)成:圖像信息顯示源，電路控制系統(tǒng)、光學(xué)成像系統(tǒng)，和固定支撐結(jié)構(gòu)。它利用光學(xué)系統(tǒng)將微顯示器發(fā)出的圖像投影在人的眼前，成放大的虛像。頭戴式顯示器是現(xiàn)代便攜式移動(dòng)顯示裝置中的新產(chǎn)品，在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)的圖像顯示以及立體顯示等方面有廣泛的應(yīng)用。
[0003]作為頭戴式顯示器中最為輕便的一種新型穿戴式顯示設(shè)備，眼鏡顯示器不僅能應(yīng)用在軍事方面，更可以應(yīng)用在工業(yè)上、醫(yī)療上及日常生活中，擴(kuò)展了傳統(tǒng)頭戴式顯示器的應(yīng)用領(lǐng)域。眼鏡顯示器大體上可以分為透過式和直視型兩種，其中的透過式眼鏡顯示器作為一種增強(qiáng)顯示裝置，不僅能將小型的二維顯示器所產(chǎn)生的圖像經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)，成像于人眼前方，還可以將虛擬的物體或者信息疊加在真實(shí)場(chǎng)景上顯示，比直視型的眼鏡顯示器更加安全、使用范圍更廣泛。
[0004]反射波導(dǎo)采用嵌入反射光學(xué)器件的導(dǎo)光基板進(jìn)行導(dǎo)光，是透過式眼鏡顯示器中具有突出優(yōu)勢(shì)的一種技術(shù)手段。相比較離軸曲面鏡、全息波導(dǎo)、衍射波導(dǎo)或偏振波導(dǎo)而言，沒有顏色不均勻的問題，而且其可以使用塑料襯底，可以大大減輕器件質(zhì)量同時(shí)降低成本。另夕卜，其對(duì)投影器件沒有特殊要求(比如偏振波導(dǎo)就需要使用極化了的微顯示器作為微型投影器)。
[0005]但是在現(xiàn)有技術(shù)中，使用反射波導(dǎo)器件的透過式眼鏡顯示器一般采用的是普通的半透半反薄膜嵌入波導(dǎo)。這樣的結(jié)構(gòu)一方面由于半透半反薄膜的使用導(dǎo)致光能利用率低，另一方面其反射器件的大小與視場(chǎng)和眼睛的移動(dòng)框成正比，會(huì)迫使波導(dǎo)的厚度增大，使整個(gè)器件的質(zhì)量和體積都增大，佩戴不舒適。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一)解決的技術(shù)問題
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種透過式眼鏡顯示器，可以提高眼鏡顯示器的光能利用率和光學(xué)性能穩(wěn)定性，使結(jié)構(gòu)緊湊化，減輕系統(tǒng)的整體質(zhì)量。
[0008](二)技術(shù)方案
[0009]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0010]一種透過式眼鏡顯示器，其特征在于，包括導(dǎo)光板和設(shè)置在導(dǎo)光板中的入射反射器件和至少一個(gè)顯示反射器件，用于使入射圖像經(jīng)入射反射器件反射后，在導(dǎo)光板內(nèi)側(cè)的兩平行面間全反射傳播，并在至少一個(gè)顯示反射器件處反射后出射顯示；
[0011]所述入射反射器件和至少一個(gè)顯示反射器件的反射面為平面或者曲面，且上面設(shè)有部分反射膜；[0012]在可見光波段中，所述部分反射膜的反射率僅在所述入射圖像所在的若干個(gè)寬度不大于IOOnm的波段內(nèi)不低于0.2，在可見光波段中的其他波段內(nèi)所述部分反射膜的反射率不大于0.4。
[0013]優(yōu)選地，所述導(dǎo)光板由透明材料制成。
[0014]優(yōu)選地，所述入射反射器件上的部分反射膜為負(fù)濾光片，所述負(fù)濾光片的反射率在入射圖像所在的若干個(gè)寬度不大于IOOnm的波段內(nèi)不低于0.8。
[0015]優(yōu)選地，沿所述入射圖像傳播方向，所述至少一個(gè)顯示反射器件上的部分反射膜在所述入射圖像所在的若干個(gè)寬度不大于IOOnm的波段內(nèi)的反射率依次增大。
[0016]優(yōu)選地，所述至少一個(gè)顯示反射器件具體為三個(gè)，沿所述入射圖像傳播方向，三個(gè)顯示反射器件在所述入射圖像所在的若干個(gè)寬度不大于IOOnm的波段內(nèi)的反射率依次為
0.2-0.4,0.4-0.6 和 0.8-1.0。
[0017]優(yōu)選地，所述部分反射膜采用無機(jī)材料制成。
[0018]優(yōu)選地，所述至少一個(gè)顯示反射器件的反射面互相平行。
[0019]優(yōu)選地，所述入射反射器件的反射面與任意一個(gè)所述顯示反射器件的反射面關(guān)于導(dǎo)光板的一條法線對(duì)稱。
[0020]優(yōu)選地，所述顯示反射器件反射面與導(dǎo)光板所夾銳角Θ、入射圖像入射到導(dǎo)光板時(shí)的折射角α、以及導(dǎo)光板的折射率η滿足:
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種透過式眼鏡顯示器，其特征在于，包括導(dǎo)光板和設(shè)置在導(dǎo)光板中的入射反射器件和至少一個(gè)顯示反射器件，用于使入射圖像經(jīng)入射反射器件反射后，在導(dǎo)光板內(nèi)側(cè)的兩平行面間全反射傳播，并在至少一個(gè)顯示反射器件處反射后出射顯示； 所述入射反射器件和至少一個(gè)顯示反射器件的反射面為平面或者曲面，且上面設(shè)有部分反射膜； 在可見光波段中，所述部分反射膜的反 射率僅在所述入射圖像所在的若干個(gè)寬度不大于IOOnm的波段內(nèi)不低于0.2，在可見光波段中的其他波段內(nèi)所述部分反射膜的反射率不大于0.4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透過式眼鏡顯示器，其特征在于，所述導(dǎo)光板由透明材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透過式眼鏡顯示器，其特征在于，所述入射反射器件上的部分反射膜為負(fù)濾光片，所述負(fù)濾光片的反射率在入射圖像所在的若干個(gè)寬度不大于IOOnm的波段內(nèi)不低于0.8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透過式眼鏡顯示器，其特征在于，沿所述入射圖像傳播方向，所述至少一個(gè)顯示反射器件上的部分反射膜在所述入射圖像所在的若干個(gè)寬度不大于IOOnm的波段內(nèi)的反射率依次增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透過式眼鏡顯示器，其特征在于，所述至少一個(gè)顯示反射器件具體為三個(gè)，沿所述入射圖像傳播方向，三個(gè)顯示反射器件在所述入射圖像所在的若干個(gè)寬度不大于IOOnm的波段內(nèi)的反射率依次為0.2-0.4,0.4-0.6和0.8-1.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的透過式眼鏡顯示器，其特征在于，所述部分反射膜采用無機(jī)材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的透過式眼鏡顯示器，其特征在于，所述至少一個(gè)顯示反射器件的反射面互相平行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透過式眼鏡顯示器，其特征在于，所述入射反射器件的反射面與任意一個(gè)所述顯示反射器件的反射面關(guān)于導(dǎo)光板的一條法線對(duì)稱。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透過式眼鏡顯示器，其特征在于，所述顯示反射器件反射面與導(dǎo)光板所夾銳角Θ、入射圖像入射到導(dǎo)光板時(shí)的折射角α、以及導(dǎo)光板的折射率η滿足:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的透過式眼鏡顯示器，其特征在于，所述顯示反射器件反射面與導(dǎo)光板所夾銳角Θ介于20°與45°之間。
【文檔編號(hào)】G02B27/01GK103941398SQ201410140837
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】肖雪, 譚小地, 林梟 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)