[发明专利]显示装置、显示方法及车用显示设备

说明书

本申请提供了一种显示装置、显示方法及车用显示设备，涉及显示技术领域，用于改善光线扩束机构EPE1扩束至Eye Box区域内的光线的亮度被减弱的问题。该显示装置包括光学引擎ENG1，具有光线输出端并用于形成输入光；光线扩束机构EPE1，所述光线扩束机构EPE1设于所述光学引擎ENG1的光线输出端，用于接收所述输入光并对所述输入光进行处理以输出第一输出光和第二输出光，所述第一输出光为输出至目标用户所在侧的光，而第二输出光为输出至所述目标用户所在侧的相背侧的光，所述第一输出光的光量大于所述第二输出光的光量。

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及显示装置、显示方法及车用显示设备。

背景技术

一种已知的虚拟图像显示设备包括一个光引擎和一个光线扩束机构EPE1。光引擎基于一种微型图像源并通过成像系统形成输入图像光束。输入图像光束的传播方向和强度取决于与之相对应的微型图像源上像素点的位置和亮度。所述光线扩束机构EPE1通过衍射元件实现输入图像光束的扩束和输出。当该显示设备佩戴者的眼睛接收到扩束装置输出的虚拟图像光束时，可以观察到相应的虚拟图像。

该显示设备前方有一个区域，为Eye Box(眼箱BOX1)，是指瞳孔能获取完整图像信息的可运动空间。如果瞳孔落在Eye Box区域外，扩展光束将无法进入眼球，从而观察不到显示的图像。而对于现有的光线扩束机构EPE1，通常会将入射光的一部分衍射至Eye Box区域内，另一部分入射光会被衍射至Eye Box区域外，并远离Eye Box区域，导致观察者观察到的虚像的亮度减弱，造成能量的浪费，影响观察者对虚像的观察体验以及使用体验。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种显示装置、显示方法及车用显示设备，用以改善光线扩束机构EPE1扩束至Eye Box区域内的光线的亮度被减弱的问题。

第一方面，本申请提供了一种显示装置，包括：

光学引擎ENG1，具有光线输出端并用于形成输入光；

光线扩束机构EPE1，所述光线扩束机构EPE1设于所述光学引擎ENG1的光线输出端，用于接收所述输入光并对所述输入光进行处理以输出第一输出光和第二输出光，所述第一输出光为输出至目标用户所在侧的光，而第二输出光为输出至所述目标用户所在侧的相背侧的光，所述第一输出光的光量大于所述第二输出光的光量。

在本申请的部分实施例中，所述光线扩束机构EPE1包括：

波导基板SUB1；

衍射输入单元DOE1，用于将所述输入光衍射输入至所述波导基板SUB1中，以形成传导光；

衍射输出单元DOE3，通过从所述波导基板SUB1中衍射所述传导光形成所述第一输出光和所述第二输出光。

在本申请的部分实施例中，所述衍射输出单元DOE3包括多个衍射脊PR1，所述多个衍射脊PR1沿所述波导基板SUB1的长度方向间隔排列设置，相邻所述衍射脊PR1之间形成填充有第二材料MAT2的衍射位FIL2，所述衍射脊PR1具有第一折射率n1，所述衍射位FIL2具有第二折射率n2，所述第一折射率n1与所述第二折射率n2不同。

在本申请的部分实施例中，所述衍射脊PR1采用第一材料MAT1制作以使所述衍射脊PR1具有所述第一折射率n1，所述衍射脊PR1的高度与所述第二材料MAT2所填充的高度相同。

在本申请的部分实施例中，所述衍射脊PR1与所述波导基板SUB1的正表面的法线之间具有倾斜角θS，所述倾斜角θS的角度范围在20°至70°之间；

所述衍射脊PR1包括第一衍射表面IF01和第二衍射表面IF02，所述第一衍射表面IF01和所述第二衍射表面IF02呈相对设置，所述第一衍射表面IF01和所述第二衍射表面IF02相对于所述法线呈倾斜设；