[發明專利]一種顯示系統及頭戴顯示設備

在審

• 申請號: 202010402569.6
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111458881A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 任紅恩;姜濱;遲小羽
• 申請（專利權）人: 歌爾科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 郭化雨

本發明公開了一種顯示系統，包括波導和至少三個投像裝置，至少三個投像裝置用于分別投射出至少三種不同的原色光，每一投像裝置輸出的原色光攜帶圖像信息；波導包括第二區域以及至少三個第一區域，至少三個第一區域與至少三個投像裝置分別一一對應，第一區域用于將與自身對應的投像裝置輸出的原色光耦合入波導內，第二區域用于將通過波導傳播的各種原色光耦合出波導外，使得耦合出的各種原色光匯合。本發明還公開一種包括上述顯示系統的頭戴顯示設備。本發明的顯示系統及頭戴顯示設備中投像裝置可以采用結構小型化的設備，并且無需另外采用合光元件將各個投像裝置的輸出光匯合，從而能夠減小設備體積，降低設備功耗。

技術領域

本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種顯示系統及頭戴顯示設備。

背景技術

增強現實(Augmented Reality，AR)技術是一種光學技術，能夠將現實場景的光線和虛擬圖像疊加后投入人眼，達到一種增強現實的顯示效果，并且目前AR產品還能夠集成環境感知和交互等功能，能夠給用戶帶來身臨其境的感受和體驗，使得AR技術受到越來越廣泛的關注和應用。

光波導技術是增強現實顯示主流采用的實現方式，它具備大眼盒區域、輕薄等特點，能夠將增強現實顯示光學系統打造成一種接近普通眼鏡外形的產品，因此受到人們的青睞。

現有技術中，基于光波導技術的AR光學系統中，投像裝置使用基于反射式顯示原理的設備，比如數字光處理(Digital Light Processing，DLP)投影光機或者硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)投影光機，其結構包括光源、顯示屏和成像鏡頭，這種設備體積大，很難滿足AR產品小型化的需求。并且，由于其顯示原理決定，這種投像裝置無論投射任何顯示畫面，照明光源消耗的功率是恒定的，除非降低亮度；此外，由于其反射式工作原理，光利用率不可能達到100％，這進一步增大了光機功耗。而為了保證AR產品的續航時間，就需要一個比較大的電池容量，不滿足AR產品小型化和輕量化的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種顯示系統及頭戴顯示設備，能夠減小頭戴顯示設備體積，降低頭戴顯示設備功耗。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種顯示系統，包括波導和至少三個投像裝置，至少三個所述投像裝置用于分別投射出至少三種不同的原色光，每一所述投像裝置輸出的原色光攜帶圖像信息；

所述波導包括第二區域以及至少三個第一區域，至少三個所述第一區域與至少三個所述投像裝置分別一一對應，所述第一區域用于將與自身對應的所述投像裝置輸出的原色光耦合入所述波導內，所述第二區域用于將通過所述波導傳播的各種原色光耦合出所述波導外，使得耦合出的各種原色光匯合。

優選的，至少三個所述投像裝置排布在所述波導的同一側，或者至少三個所述投像裝置分別排布在所述波導的兩側。

優選的，所述第一區域的工作光譜波段與自身對應的所述投像裝置輸出的原色光的光譜波段匹配。

優選的，各個所述投像裝置投射出的原色光圖像大小一致。

優選的，還包括與各個所述投像裝置分別相連的處理裝置，用于將各個所述投像裝置輸出圖像進行像素偏移，使得由所述第二區域輸出的圖像中各種原色光圖像的對應像素重合。

優選的，所述處理裝置具體用于以任意一個所述投像裝置輸出的原色光圖像為基準，對其它所述投像裝置輸出圖像進行像素偏移，使得由所述第二區域輸出的圖像中，由其它所述投像裝置輸出的原色光圖像像素與基準圖像中相應像素重合。

優選的，所述投像裝置包括多分區布光獨立控制發光二極管投像裝置。

優選的，包括三個所述投像裝置，各個所述投像裝置用于分別投射出三種不同的原色光。

一種頭戴顯示設備，包括如上所述的顯示系統。