[發明專利]單眼大視場近眼顯示模組、顯示方法及頭戴式顯示設備

在審

• 申請號: 201810504772.7
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108873332A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 宋海濤;周旭東
• 申請（專利權）人: 成都理想境界科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.單眼大視場近眼顯示模組，其特征在于，包括：

圖像源，用于交替發射具有不同視場角的圖像光束，

目鏡光學器件，其被配置為將圖像源發射的全部圖像光束進行準直并射入平板光學波導，

平板光學波導內設置有輸入耦合器和輸出耦合器，輸入耦合器被配置為將目鏡光學器件出射的全部光束耦合入平板光學波導，

所述的輸出耦合器用于將輸入耦合器耦合入平板光學波導的光束耦出平板光波導，輸出耦合器具有至少兩個出射狀態，其被配置為根據入射至輸出耦合器的圖像光束所具有的視場角切換至與該視場角相對應的出射狀態，每個出射狀態具有一個相應的光束出射角度，輸出耦合器將入射的圖像光束偏轉至該出射狀態下的光束出射角度進行出射；

每個出射狀態下的輸出耦合器均與圖像源和輸入耦合器構成一個顯示子系統，各顯示子系統的出射光瞳具有重合部分。

2.如權利要求1所述的單眼大視場近眼顯示模組，其特征在于，所述的圖像源交替發射的具有不同視場角的圖像是構成一個具有相應大視場角的完整圖像的不同部分。

3.如權利要求1所述的單眼大視場近眼顯示模組，其特征在于，還包括設置于平板光學波導內的中繼部件，所述的中繼部件將輸入耦合器耦合入平板光學波導的每一光束進行水平擴束或垂直擴束，并將擴束后的光束導入輸出耦合器。

4.如權利要求1-3中任意一項所述的單眼大視場近眼顯示模組，其特征在于，所述的圖像源的數量為至少兩個，輸入耦合器、輸出耦合器和目鏡光學器件的數量均與圖像源的數量相同且均與圖像源一一對應，目鏡光學器件被配置為將相應的圖像源發射的全部光束進行準直并射入平板光學波導，輸入耦合器被配置為將相應的目鏡光學器件出射的全部光束耦合入平板光學波導，所述的輸出耦合器用于將相應輸入耦合器耦合入平板光學波導的光束耦出平板光學波導，每個輸出耦合器均與相應的圖像源和輸入耦合器構成一個顯示子系統，各顯示子系統的出射光瞳具有重合部分。

5.如權利要求1所述的單眼大視場近眼顯示模組，其特征在于，輸出耦合器將入射至輸出耦合器的光按其對應的光束出射角度進行出射。

6.如權利要求5所述的單眼大視場近眼顯示模組，其特征在于，所述的輸出耦合器為電控液晶。

7.如權利要求1或4所述的單眼大視場近眼顯示模組，其特征在于，還包括圖像處理器，其用于將待顯示的、具有相應大視場角的完整圖像分割成數量與圖像源的數量相同的子圖像，每個子圖像具有相應的子視場角，圖像處理器進一步的又將各子圖像分割成多個具有相應子子視場角的子子圖像，圖像處理器將各子圖像的子子圖像傳輸給相應的圖像源，每個圖像源將其相對應的具有相應子子視場角的子子圖像交替發射。

8.一種頭戴式顯示設備，其特征在于，包括如權利要求1-7中任意一項所述的單眼大視場近眼顯示模組和用于佩戴于用戶頭部的頭戴部件，單眼大視場近眼顯示模組安裝在所述頭戴部件上并被定位成其輸出耦合器將光束引導到佩戴者的眼睛上。

9.如權利要求8所述的一種頭戴式顯示設備，其特征在于，具有一個單眼大視場近眼顯示模組，單眼大視場近眼顯示模組被定位成其輸出耦合器將光束引導到佩戴者的左眼或右眼上。

10.如權利要求8所述的一種頭戴式顯示設備，其特征在于，具有兩個單眼大視場近眼顯示模組，其中一個單眼大視場近眼顯示模組被定位成其輸出耦合器將光束引導到佩戴者的左眼上，另外一個單眼大視場近眼顯示模組被定位成其輸出耦合器將光束引導到佩戴者的右眼上。