[发明专利]混合现实显示设备及其图像形成方法

说明书

本发明提供了一种混合现实显示设备及其图像形成方法，包括：波导光学幕，所述波导光学幕用于传输和显示彩色图像；及液晶像素光阀片，所述液晶像素光阀片位于所述波导光学幕的表面，所述液晶像素光阀片用于生成与所述彩色图像对应的灰阶图像并根据环境光亮度调整所述灰阶图像的灰度值。调整后的灰阶图像与所述波导光学幕上显示的彩色图像叠加形成肉眼感知的图像。所述液晶像素光阀片可产生合适灰度的灰阶图像，遮挡外部过亮的环境光，提高肉眼感知的图像质量。

技术领域

本发明属于光学领域，具体涉及一种混合现实显示设备及其图像形成方法。

背景技术

虚拟现实(VR)、扩增现实(AR)、混合现实(MR)三种技术是目前实现虚拟立体图像的办法，其中，混合现实是能带给观察者最佳体验与最不容易视觉疲劳的一种技术。

混合现实是将人造图像混入真实环境中，人造图像通常为彩色图像，具体应用中例如混合现实眼镜通常采用透明的光学幕以便观察者看到外部真实环境。使用过程中在光学幕上形成人造图像，人造图像反射进入观察者的眼睛的同时，外部的现实世界的环境光也穿透(折射)光学幕进入观察者的眼睛，环境光和人造图像叠加形成肉眼感知的图像。当环境光过亮时，人造图像会被迫害，同时人造图像的立体体验感也被破坏，肉眼感知的图像质量较差，例如对比度较低，立体感较差。其中，对比度是构成显示最亮情况的亮度与最暗情况的亮度的比率，对比度越大，人眼便越能感知到。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合现实显示设备及其图像形成方法，解决环境光过亮时人造图像被破坏的问题，提高人眼感知的图像质量。

为了实现上述目的，本发明提供了一种混合现实显示设备，包括：

波导光学幕，所述波导光学幕用于传输和显示彩色图像；及

液晶像素光阀片，所述液晶像素光阀片位于所述波导光学幕的表面，所述液晶像素光阀片用于生成与所述彩色图像对应的灰阶图像并根据环境光亮度调整所述灰阶图像的灰度值。

可选地，所述液晶像素光阀片包括依次设置于所述波导光学幕上的像素电极层、调整层和第一电极层，所述像素电极层包括像素单元及与所述像素单元电连接的第二电极层，其中，所述像素单元用于生成所述灰阶图像，所述调整层用于调整所述灰阶图像的灰度值。

可选地，所述调整层为液晶层。

可选地，所述第一电极层远离所述像素电极层的表面依次设置有第一玻璃基板和第一偏光板，所述像素电极层远离所述第一电极层的表面依次设置有第二玻璃基板和第二偏光板，所述第二偏光板还位于所述波导光学幕的表面。

可选地，所述调整层为电致变色层。

可选地，所述第一电极层和所述像素电极层相背的表面分别设置有第三玻璃基板和第四玻璃基板，所述第四玻璃基板还位于所述波导光学幕的表面。

可选地，所述波导光学幕包括：光学幕和形成于所述光学幕表面的波导层，所述液晶像素光阀片位于所述波导层的表面。

可选地，所述波导光学幕包括：光学幕和嵌设于所述光学幕中的光波导片。

可选地，混合现实显示设备还包括：

图像处理器、微显示器和环境光探测器；其中，

所述图像处理器用于分别向所述微显示器和所述液晶像素光阀片提供相同的图像信号；

所述微显示器用于根据所述图像信号生成彩色图像，所述彩色图像光学耦合至所述波导光学幕；

所述环境光探测器用于探测环境光亮度；

所述液晶像素光阀片用于根据所述图像信号生成灰阶图像，并根据所述环境光亮度调整所述灰阶图像的灰度值。