[發明專利]新型的增強現實近眼顯示裝置和增強現實顯示設備

在審

• 申請號: 202110082186.X
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112859343A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 崔海濤;李艷;雍海波;錢進;毛鵬軒
• 申請（專利權）人: 谷東科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B27/14;G02B27/28
• 代理公司: 北京中和立達知識產權代理事務所(普通合伙) 11756
• 代理人: 祝妍

本公開是關于一種新型的增強現實近眼顯示裝置和增強現實顯示設備，增強現實近眼顯示裝置，包括：顯示源、準直系統和“X型”偏振陣列光波導鏡片；顯示源，設置于準直系統的主光軸上，用于加載并輸出圖像，其中，顯示源包括：紅光Micro?LED微顯示器、綠光Micro?LED微顯示器和藍光Micro?LED微顯示器和合光棱鏡，合光棱鏡用于將紅光Micro?LED微顯示器、綠光Micro?LED微顯示器和藍光Micro?LED微顯示器的出射光合為一束；準直系統，位于顯示源的出光面，用于將顯示源輸出的圖像進行準直校正后入射到“X型”偏振陣列光波導鏡片；“X型”偏振陣列光波導鏡片，設置于準直系統的出射光路上，用于將耦入的光線耦出至人眼。通過該方案，可實現近眼顯示裝置的高亮度彩色顯示。

技術領域

本公開涉及增強現實顯示技術領域，尤其涉及一種新型的增強現實近眼顯示裝置和增強現實顯示設備。

背景技術

增強現實技術是將虛擬的圖像投影到人眼的同時又可以讓用戶查看到周圍環境的技術，由于該技術獨特的可以將投影的圖像疊加到用戶感知的真實世界上的特點，使其在軍事、工業設計與制造、醫療及娛樂等虛擬現實和增強現實領域得到了廣泛的應用。

目前增強現實技術中顯示裝置的圖像源主要包括硅基液晶LCOS(Liquid Crystalon Silicon)、有機發光二極管OLED(Organic Light Emitting Display)、液晶LCD(LiquidCrystal Display)、以及Micro-LED微陣列(Micro-Light Emitting Display)。其中，LCOS、OLED、LCD顯示亮度較低，不利于用戶在戶外使用。Micro-LED是新一代顯示技術，比現有的OLED技術亮度更高、發光效率更好、功耗更低。但是現有的Micro-LED顯示器多為單色顯示，彩色化困難，使得顯示裝置的用戶體驗感不佳。

另外，目前基于增強現實技術的近眼顯示裝置中的光學方案大多采用的是偏振陣列光波導方案，這種方案中的波導鏡片由于受工藝限制，如高精度的玻璃冷加工工藝、層疊斜面棱鏡的精確貼合、層疊斜面棱鏡表面極其復雜的膜系設計以及對幾十層納米級膜厚的精確控制等，使得大多的波導鏡片都只能單獨針對S偏振光波(偏振矢量垂直于該平面)或是P偏振光波(偏振矢量在這個平面內)進行光的耦出，波導鏡片光效很低，從而使最后的入眼亮度大幅度下降，無法滿足對某些特定工作場合作業時的入眼亮度需求。

發明內容

為克服相關技術中存在的問題，本公開提供一種新型的增強現實近眼顯示裝置和增強現實顯示設備，利用單色的紅光Micro-LED微顯示器、綠光Micro-LED微顯示器和藍光Micro-LED微顯示器作為圖像源，通過合光棱鏡將紅光Micro-LED微顯示器、綠光Micro-LED微顯示器和藍光Micro-LED微顯示器的出射光合為一束，并通過準直系統以及“X型”偏振陣列光波導鏡片將經合光棱鏡的出射光以及實景光傳輸至人眼，解決現有技術中近眼顯示裝置中高亮度和彩色化無法兼顧的問題，實現近眼顯示裝置的高亮度彩色顯示。

根據本公開實施例的第一方面，提供一種新型的增強現實近眼顯示裝置，包括：顯示源、準直系統和“X型”偏振陣列光波導鏡片；

所述顯示源，設置于所述準直系統的主光軸上，用于加載并輸出圖像，其中，所述顯示源包括：紅光Micro-LED微顯示器、綠光Micro-LED微顯示器和藍光Micro-LED微顯示器和合光棱鏡，所述紅光Micro-LED微顯示器與藍光Micro-LED微顯示器相對設置且分別粘合于合光棱鏡的上下表面，所述綠光Micro-LED微顯示器與合光棱鏡的出光面相對設置，且粘合于合光棱鏡的入光面，合光棱鏡用于將所述紅光Micro-LED微顯示器、綠光Micro-LED微顯示器和藍光Micro-LED微顯示器的出射光合為一束；

所述準直系統，位于所述顯示源的出光面，用于將顯示源輸出的圖像進行準直校正后入射到所述“X型”偏振陣列光波導鏡片；

所述“X型”偏振陣列光波導鏡片，設置于所述準直系統的出射光路上，用于將耦入的光線耦出至人眼。