[發明專利]顯示設備、應用顯示設備的車輛及顯示虛擬圖像的方法

在審

• 申請號: 202210844495.0
• 申請日: 2022-07-19
• 公開（公告）號: CN115327773A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 塔帕尼·卡列沃·利沃拉;蔣厚強;朱以勝
• 申請（專利權）人: 深圳市光途顯示科技有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;B60K35/00
• 代理公司: 深圳市科哲專利代理事務所(普通合伙) 44767
• 代理人: 周黎陽

本發明公開一種顯示設備、應用顯示設備的車輛及顯示虛擬圖像的方法，該顯示設備包括：光引擎，產生輸入光，形成輸入圖像；圖像擴展器包括：光波導板、輸入耦合元件，將輸入光耦合到光波導板中，形成第一波導光和第二波導光；第一輸出耦合元件，將第一波導光耦合出光波導板來形成輸出光；第二輸出耦合元件，將第二波導光耦合出光波導板來形成輸出光，顯示設備還包括底座和帶動圖像擴展器旋轉的驅動裝置，光引擎的光軸與圖像擴展器的旋轉軸之間的角度在10°至45°的范圍內。因此，通過圖像擴展器的旋轉可提供更大的發光顯示區域，使顯示設備可以從輸出耦合元件掃過的整個區域發出輸出光。這樣，通過小面積的出瞳就可以達到大Eye Box的顯示效果。

技術領域

本發明涉及顯示裝置領域技術，尤其是指一種顯示設備、應用顯示設備的車輛及顯示虛擬圖像的方法。

背景技術

一種已知的虛擬顯示設備，包括光引擎和衍射光波導模組。其中光引擎產生輸入光束，攜帶圖像信息傳播到不同方向，傳播方向對應于光引擎內微顯示器的不同像素。衍射光波導模組對輸入光進行擴束，通過出瞳區照射到用戶眼睛上，從而讓用戶在出瞳平面上觀察到微顯示器中顯示的圖像。

該顯示設備前方有一個區域，為Eye Box，指瞳孔能獲取完整圖像信息的可運動空間。如果瞳孔落在Eye Box區域外，擴展光束將無法進入眼球，從而觀察不到顯示的圖像。

然而，Eye Box的大小受限于衍射光波導模組的外耦合元件(出瞳區)的尺寸。外耦合元件的尺寸越大，Eye Box也就越大，但大型外耦合元件的制作是相當困難和/或昂貴的。因此，應對現有的虛擬顯示設備進行改進，以實現大Eye Box的顯示效果。

發明內容

有鑒于此，本發明針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種顯示設備、應用顯示設備的車輛及顯示虛擬圖像的方法，其通過旋轉圖像擴展器使得顯示設備可以從輸出耦合元件掃過的整個區域發出輸出光。這樣，通過小面積的出瞳和小的輸出耦合元件就可以達到大Eye Box的顯示效果。從而使顯示設備實現通過小的輸出耦合元件達到大EyeBox的顯示效果。

為實現上述目的，本發明采用如下之技術方案：

一種用于顯示虛擬圖像的顯示設備(500)，該顯示設備(500)包括：

光引擎(ENG1)，產生輸入光(IN1)，形成輸入圖像(IMG0)，

圖像擴展器(EPE1)，通過擴展輸入光(IN1)的子輸入光束(B0_P0,R，B0_P1,R)形成輸出光(OUT1)的子輸出光束(B3_P0,R，B3_P1,R)，

所述圖像擴展器(EPE1)包括：

光波導板(SUB1)，

輸入耦合元件(DOE1)，通過衍射將輸入光(IN1)耦合到光波導板(SUB1)中，形成第一波導光(B1a)和第二波導光(B1b)，

第一輸出耦合元件(DOE3a)，通過衍射將第一波導光(B1a)耦合出光波導板(SUB1)來形成輸出光(OUT1)，和

第二輸出耦合元件(DOE3b)，通過衍射將第二波導光(B1b)耦合出光波導板(SUB1)來形成輸出光(OUT1)，

其中，顯示設備(500)還包括底座(BASE1)和驅動裝置(MOTOR1)，以帶動圖像擴展器(EPE1)相對于底座(BASE1)的旋轉，

其中，光引擎(ENG1)的光軸(AX0)與圖像擴展器(EPE1)的旋轉軸(AX1)之間的角度(γ1)在10°至45°的范圍內。