[发明专利]头戴式显示装置及相关的内部显示器与显示方法

说明书

技术领域

本发明涉及头戴式显示装置，尤其涉及一种头戴式显示装置的内部显示器及光学模块设计。

背景技术

传统的头戴式显示装置通常会具有一瞳孔扩张元件(Exit Pupil Expander，EPE)来增加显示图像的视角，其中该瞳孔扩张元件可以使用微棱镜组(micro-prism combiner)、多层表面镀膜镜组(cascaded coated mirror combiner)、体全息组(volume holographic combiner)或是任何其他的光学元件来实作。一般来说，该瞳孔扩张元件通常只允许放大水平视野(horizontal field of view)，因此头戴式显示装置会需要另外的透镜或是透镜模块来放大垂直视野，以维持图像的长宽比(aspect ratio)，然而，这些透镜或是透镜模块会增加头戴式显示装置的整体的体积与重量，造成使用者的不便。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种头戴式显示装置，其内部显示器可以产生一个具有特殊长宽比的图像，且头戴式显示装置内部可以不设置透镜或是仅设置较少的透镜来调整垂直视野，以解决现有技术中的问题。

在本发明的一个实施例中，公开了一种头戴式显示装置，其包含了一显示器、一耦合输入光学模块以及一耦合输出光学模块，其中该显示器用以显示至少一图像；该耦合输入光学模块用来自该显示器接收该图像，并将所接收的该图像导往另一个方向；以及该耦合输出光学模块用来自该耦合输入光学模块接收该导向后图像以产生一输出图像，其中当使用者穿戴上该头戴式显示装置时，该输出图像直接投射至人眼中。此外，该显示器所产生的该图像的像素或是子像素的长宽比不同于该输出图像的像素或是子像素的长宽比。

在本发明的另一个实施例中，公开了一种应用于一头戴式显示装置的显示器，其中该显示器包含了用来显示一图像的多个像素，且该头戴式显示装置包含了光学模块来接收该图像以产生一输出图像，以及该显示器的每一个像素的长宽比不同于该输出图像中一像素的长宽比。

在本发明的另一个实施例中，公开了一种在一头戴式显示装置中显示一输出图像的方法，其包含有以下步骤：自该头戴式显示装置中的一显示器接收一图像；将该图像导往另一个方向；以及将该导向后图像放大以产生该输出图像，其中当使用者穿戴上该头戴式显示装置时，该输出图像直接投射至人眼中。此外，该显示器所产生的该图像的像素或是子像素的长宽比不同于该输出图像的像素或是子像素的长宽比。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的头戴式显示装置的示意图。

图2为根据本发明一实施例的图像在通过耦合输入光学模块以及耦合输出光学模块之前，以及图像在通过耦合输入光学模块以及耦合输出光学模块之后的示意图。

图3为根据本发明另一实施例的图像在通过耦合输入光学模块以及耦合输出光学模块之前，以及图像在通过耦合输入光学模块以及耦合输出光学模块之后的示意图。

图4为根据本发明另一实施例的图像在通过耦合输入光学模块以及耦合输出光学模块之前，以及图像在通过耦合输入光学模块以及耦合输出光学模块之后的示意图。

图5为根据本发明一实施例的在一头戴式显示装置中显示一输出图像的方法的流程图。

【符号说明】

100头戴式显示装置

110显示器

120耦合输入光学模块

130耦合输出光学模块

500～506 步骤

具体实施方式