[發明專利]一種微型顯示組件及頭戴式顯示裝置

在審

• 申請號: 201911016710.2
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110596901A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 伍志軍;許孜奕;陳朝陽
• 申請（專利權）人: 上海樂相科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02F1/1335;H01L27/32
• 代理公司: 11291 北京同達信恒知識產權代理有限公司
• 代理人: 郝志國

本發明涉及頭戴式顯示裝置技術領域，公開一種微型顯示組件及頭戴式顯示裝置。其中，所述微型顯示組件被配置為用于頭戴式顯示裝置中，包括顯示屏和配光元件，所述配光元件位于所述顯示屏的出光光路上，被配置為減小所述顯示屏的出射光線的出光角度，以使得所述出光角度小于或等于45度。本發明的微型顯示組件應用于頭戴式顯示裝置中，可以大大提高頭戴式顯示設備的光能利用率，在相同的功耗下可以獲得顯著更高的觀看亮度，或者要獲得相同的觀看亮度時，采用本發明顯示組件的頭戴式顯示裝置可以顯著降低功耗。另外，采用本發明顯示組件的頭戴式顯示裝置可以顯著減小光學系統的雜光干擾，從而獲得更好的觀看體驗。

技術領域

本發明涉及頭戴式顯示裝置技術領域，特別涉及一種微型顯示組件及頭戴式顯示裝置。

背景技術

現有技術下，在虛擬現實、增強現實和混合現實的頭戴式顯示裝置中都要用到微型顯示屏。對于目前的虛擬現實、增強現實或混合現實的顯示應用來說，加強顯示畫面的亮度和對比度，提升顯示體驗是比較普遍的市場追求。

發明內容

本發明公開了一種顯示組件及頭戴式顯示裝置，目的是提高頭戴式顯示器中的光能利用率，加強顯示畫面的亮度和對比度，提高觀看體驗。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種微型顯示組件，被配置為用于頭戴式顯示裝置中，所述微型顯示組件包括顯示屏和配光元件，所述配光元件位于所述顯示屏的出光光路上，被配置為減小所述顯示屏的出射光線的出光角度，以使得所述出光角度小于或等于45度。

現有技術中的頭戴式顯示裝置，一般都包括微型顯示屏以及用于將影像投射于眼睛上的光學投影組件；目前常規頭戴式顯示裝置中，微型顯示屏的出光角度接近90°，然而，發明人經研究發現，目前常規的頭戴式顯示裝置中，微型顯示屏出射光線中只有出光角度較小的一部分光線最終經過投影到達眼睛，出光角度較大的出射光線幾乎都被浪費掉，并且由于頭戴式顯示裝置具有封閉的光學環境，因此這部分光線在頭戴式顯示裝置中造成干擾雜光，影響觀看體驗。

本發明的顯示組件為微型顯示組件，具體可以應用于頭戴式顯示設備中；該顯示組件中，通過設置配光元件，將顯示屏的出射光幾乎都集中于45度的出光角度內，從而使得顯示組件的大部分出射光都能夠通過光學投影組件投射至眼睛上。該顯示組件應用于頭戴式顯示裝置中后，對比傳統的頭戴式顯示裝置，可以大大提高光能利用率，在相同的功耗下可以獲得顯著更高的觀看亮度，或者在獲得相同的觀看亮度時，采用本發明顯示組件的頭戴式顯示裝置可以顯著降低功耗。另外，由于本發明的顯示組件極大消除了大出光角度的光線，從而可以有效避免這些光線在頭戴式顯示裝置中造成干擾雜光，因此，采用本發明顯示組件的頭戴式顯示裝置可以顯著減小光學系統的雜光干擾，提高觀看畫面的對比度和清晰度，從而獲得更好的觀看體驗。綜上所述，本發明實施例提供的顯示組件可以用于頭戴式顯示裝置中，以提高頭戴式顯示裝置的光能利用率，獲得更高的觀看亮度和對比度，提升觀看體驗。

可選的，所述配光元件包括透鏡組件、棱鏡膜組件或者兩者的組合。

可選的，所述顯示屏包括液晶顯示面板和用于為所述液晶顯示面板提供背光的背光源，所述配光元件設置在所述背光源和所述液晶顯示面板之間。

可選的，所述背光源為直下式背光源，包括陣列分布的LED燈珠；

所述配光元件包括透鏡組件，所述透鏡組件包括與所述LED燈珠一一對應的透鏡組，每個透鏡組包括至少一個光軸與對應的所述LED燈珠的光軸重合的透鏡。

可選的，每個所述透鏡組與對應的所述LED燈珠之間的間距大于或等于10mm。

可選的，所述配光元件包括棱鏡膜組件，所述棱鏡膜組件包括一層棱鏡膜，所述棱鏡膜的頂角大于或等于110度，所述棱鏡膜的折射率大于或等于1.5。

可選的，所述棱鏡膜的頂角大于或等于120度，折射率大于或等于1.56。