[发明专利]图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像显示技术领域，特别涉及适用于头戴式显示设备的图像显示装置。

背景技术

用于增强现实的头戴式显示设备已经被越来越普遍的使用，图像显示装置是其中实现增强现实功能的重要部件。

目前普遍采用阵列波导技术来形成上述图像显示装置，阵列波导中具有反射面阵列。阵列波导式图像显示装置采用的传统光学的折射和反射部件，通常需要相对较大的角度和体积。这一缺陷使得基于该技术的图像显示装置显得臃肿，如果应用到头戴式显示设备中，会对使用者的视线和舒适感有比较大的影响。

发明内容

本发明实施例提供了图像显示装置。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明实施例提供了一种图像显示装置，所述图像显示装置包括：光引擎和显示部件；

所述光引擎，用于生成图像、并将所述图像投影至所述显示部件；

所述显示部件包括耦入元件和耦出元件，所述耦入元件用于接收所述图像，所述耦出元件用于将所述图像导出至人眼；

所述耦入元件为光栅，所述耦出元件为反射面阵列；或者，所述耦入元件为反射光学面，所述耦出元件为光栅。

基于所述图像显示装置，作为可选的实施例一，所述耦入元件为复用全息光栅，所述耦出元件为反射面阵列；

所述光引擎利用至少两个单色的相同方向的出射光线，将所述图像投影至所述复用全息光栅；

所述复用全息光栅对所述出射光线进行衍射，形成衍射光线；

所述反射面阵列，对所述衍射光线进行反射，形成反射光线导出至人眼；

所述复用全息光栅的衍射角度与所述反射面阵列的角度相匹配，使得所述反射光线以设定角度导出至人眼。

基于所述图像显示装置，作为可选的实施例二，所述耦入元件包括至少两个全息光栅，每个所述全息光栅对应一个单色的出射光线；所述耦出元件为反射面阵列；

所述光引擎利用至少两个单色的相同方向的出射光线，将所述图像投影至每个所述全息光栅；

每个所述全息光栅，针对对应单色的出射光线进行衍射，形成衍射光线；

所述反射面阵列，对所述衍射光线进行反射，形成反射光线导出至人眼；

每个所述全息光栅的衍射角度与所述反射面阵列的角度相匹配，使得所述反射光线以设定角度导出至人眼。

基于所述实施例二，作为可选的实施例三，所述反射面阵列为一个；

所述至少两个全息光栅，沿所述出射光线的出射方向，设置于所述反射面阵列的两侧。

基于所述实施例二，作为可选的实施例四，所述反射面阵列为相对于所述光引擎由远及近依次设置的至少两个；

所述至少两个全息光栅，沿所述出射光的出射方向，按如下至少一种方式设置：

设置于所述至少两个反射面阵列之间；

设置于距离所述光引擎最远的一个所述反射面阵列远离所述光引擎的一侧；

设置于距离所述光引擎最近的一个所述反射面阵列靠近所述光引擎的一侧。

基于所述实施例四，作为可选的实施例五，所述反射面阵列包括相对于所述光引擎由远及近依次设置的第一反射面阵列和第二反射面阵列；

所述至少两个全息光栅包括第一全息光栅、第二全息光栅和第三全息光栅，其中所述第一全息光栅沿所述出射光线的出射方向，设置于所述第一反射面阵列和所述第二反射面阵列之间，所述第二全息光栅和所述第三全息光栅沿所述出射光线的出射方向，设置于所述第一反射面阵列远离所述光引擎的一侧。

基于所述实施例四，作为可选的实施例六，所述反射面阵列包括相对于所述光引擎由远及近依次设置的第一反射面阵列、第二反射面阵列和第三反射面阵列；

所述至少两个全息光栅，包括第一全息光栅、第二全息光栅和第三全息光栅，其中第一全息光栅沿所述出射光线的出射方向，设置于所述第二反射面阵列和所述第三反射面阵列之间，所述第二全息光栅沿所述出射光线的出射方向，设置于所述第一反射面阵列和所述第二反射面阵列之间，所述第三全息光栅沿所述出射光线的出射方向，设置于所述第一反射面阵列远离所述光引擎的一侧。

基于所述实施例二，作为可选的实施例七，每个所述全息光栅，具有所对应的单色的光栅参数；

所述光栅参数与所述全息光栅的周期和倾角以及所对应的单色的入射光波长相关。