[发明专利]头戴式显示设备

说明书

一种头戴式显示设备包括投影装置及光波导。投影装置具有位于光波导的第二表面上的光瞳，且包括光源、第一微振镜元件、第二微振镜元件及中继光学元件组。中继光学元件组对应于在第一参考平面上的第一平行光束具有第一轴等效焦距，对应于在第二参考平面上的第二平行光束具有第二轴等效焦距。第一平行光束与第二平行光束沿着中继光学元件组的光轴行进。光轴位于第一参考平面与第二参考平面上，第一参考平面与第二参考平面彼此正交，且第一轴等效焦距的值与第二轴等效焦距的值不同。本发明的头戴式显示设备可提供良好的画面品质以及大的视场角。

技术领域

本发明是有关于一种头戴式显示设备。

背景技术

激光扫描装置(Laser beam scanning,LBS)的主要架构为激光光源发光后，经由二维微机电振镜(MEMS mirror)扫描投影至荧幕产生二维画面。在激光扫描装置应用于头戴式显示设备的虚拟实境的技术领域上，现已知有一种将HOE(holographic opticalelement)绕射元件贴附于眼镜镜片上，激光扫描装置的光机架构放置于镜架上的结构，如此，激光光线扫描至HOE元件时，可反射至人眼瞳孔而产生虚像。

然而，由于目前已知的设计是采用一个二维微机电振镜来同时进行二维方向的扫描，此二维微机电振镜即为微机电双轴扫描镜，此种微机电振镜的扫描频率及扫描角度的大小有其上限，因而会造成画面有拖曳现象及具有小的视场角等缺点。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所公开的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所公开的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种头戴式显示设备，可提供良好的画面品质以及大的视场角。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种头戴式显示设备。头戴式显示设备包括投影装置及光波导。投影装置具有光瞳，包括光源、第一微振镜元件、第二微振镜元件以及中继光学元件组。光源用以提供光束。第一微振镜元件位于光束的传递路径上。第二微振镜元件位于光束的传递路径上，其中第一微振镜元件位于第二微振镜元件与光源之间。中继光学元件组位于光束的传递路径上，并位于第二微振镜元件与光瞳之间，其中中继光学元件组对应于在第一参考平面上的第一平行光束具有第一轴等效焦距，对应于在第二参考平面上的第二平行光束具有第二轴等效焦距，第一平行光束与第二平行光束沿着中继光学元件组的光轴行进，光轴同时位于第一参考平面与第二参考平面上，且第一参考平面与第二参考平面彼此正交，且第一轴等效焦距的值与第二轴等效焦距的值不同。光波导位于光束的传递路径上，且具有相对的第一表面及第二表面，其中第一表面位于中继光学元件组与第二表面之间。光瞳位于第二表面上。

基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，当光束经由第一微振镜元件、第二微振镜元件、中继光学元件组被传递至头戴式显示设备的投影装置的光瞳时，即可被耦入头戴式显示设备的光波导中，再经由光波导被传递至人眼中而成像。并且，由于头戴式显示设备的投影装置是借由第一微振镜元件与第二微振镜元件的振动来分别控制光束在第一方向与第二方向上的扫描成像，因此可对第一微振镜元件与第二微振镜元件的扫描角度以及扫描频率进行控制，而可适当增加其扫描角度以及扫描频率，进而可降低画面的拖曳现象，并提升视场角的范围。并且，由于头戴式显示设备的投影装置是借由第一微振镜元件与第二微振镜元件的振动来分别与光瞳在第一方向与第二方向进行匹配，使光束可被汇聚在光瞳上，因此，也可借由中继光学元件组的光学参数的设计，来使得进入光瞳的光束的范围可以填满光瞳的尺寸。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明