[发明专利]一种显示设备模组及头戴式显示设备

说明书

本申请实施例提供了一种显示设备模组，包括显示面板、非同轴光学器件、第一片状光学元件以及固定系统；显示面板用于发出光线；非同轴光学器件的入光面使得显示面板发出的光线能够经入光面透射、并从出光面透射出来；第一片状光学元件朝向非同轴光学器件的一侧用于反射出光面透射出的光线至人眼方向，第一片状光学元件还用于在反射光线时提供偏向非同轴光学系统的光焦度。本申请实施例中第一片状光学元件可以提供偏向非同轴光学系统的光焦度，以便将光线反射至人眼方向，进而使得显示设备模组可以仅包括单片的片状光学元件，降低了显示设备模组的厚度。

技术领域

本申请涉及光学领域，尤其涉及一种显示设备模组及头戴式显示设备。

背景技术

头戴式显示设备可以利用计算机产生的附加信息对使用者所看到的真实世界景象进行增强或者扩张，极大的改变了人类与计算机或者与外部世界交互的方式，这种设备综合使用了不同研究领域的多种技术，并很快的应用到娱乐、科学研究、模拟训练、远程医疗等领域。

在基于增强现实(augmented reality，AR)以及混合现实(mix reality，MR)技术的头戴式显示设备中，显示面板显示的虚拟图像需要先经由显示设备模组处理，再与现实图像叠加呈现给用户。由于头戴显示设备佩戴在用户头部，为了减轻用户头部压力，需要进一步对头戴式显示设备进行紧凑化设计。

发明内容

本申请实施例提供了一种头戴式显示设备，使得头戴式显示设备中的显示设备模组在人眼视线方向的厚度变小，实现了对头戴式显示设备的紧凑化设计。

第一方面，本申请提供了一种显示设备模组，其特征在于，包括显示面板、非同轴光学器件、第一片状光学元件以及固定系统；所述固定系统用于固定所述显示面板、所述非同轴光学器件以及所述第一片状光学元件；

所述显示面板用于基于电子图像内容发出光线；显示面板可以基于电子图像内容显示图像，进而，可以作为光源，基于电子图像内容来发出光线；

所述非同轴光学器件包括入光面和出光面，所述非同轴光学器件的入光面朝向所述显示面板，使得所述显示面板发出的光线能够经所述入光面透射、并从所述出光面透射出来；

应理解，非同轴光学器件可以为自由曲面棱镜、或者由多个透镜构成的组合结构，本申请并不限定；本实施例中的“透射”可以理解为入射的光线穿过物体后的出射现象。其中，当光线入射到透明或半透明材料表面时，一部分被反射，一部分被吸收，还有一部分可以透射过去；

所述第一片状光学元件朝向所述非同轴光学器件的一侧用于反射所述出光面透射出的光线至人眼方向，用于形成所述电子图像内容对应的虚拟图像，所述第一片状光学元件还用于在反射光线时提供偏向所述非同轴光学系统的光焦度。其中，人眼方向可以理解为用户以正确的方式佩戴AR或MR眼镜时，人眼所在的方向，应理解，AR以及MR眼镜包括左眼显示模组和右眼显示模组，左眼显示模组的人眼方向可以指用户以正确的方式佩戴AR或MR眼镜时，左眼所在的方向；右眼显示模组的人眼方向可以指用户以正确的方式佩戴AR或MR眼镜时，右眼所在的方向；

其中，第一片状光学元件可以提供偏向非同轴光学系统的光焦度，以便将光线反射至人眼方向，进而使得显示设备模组可以仅包括单片的片状光学元件，降低了显示设备模组的厚度。

在一种可能的实现中，所述第一片状光学元件朝向所述非同轴光学器件的表面设置有反射式衍射光栅，所述反射式衍射光栅用于反射所述出光面透射出的光线至人眼方向，并在反射光线时提供偏向所述非同轴光学系统的光焦度。