[发明专利]一种消伪影式显示光机及其方法和近眼显示设备

说明书

该消伪影式显示光机包括用于发射图像光线的显示单元、透镜组单元、透视反射单元以及中继系统。该中继系统包括偏振分光元件、偏光转换元件以及偏光过滤元件。该偏振分光元件的入射侧对应于该透镜组单元，并且该偏振分光元件的反射侧对应于该透视反射单元，其中该偏振分光元件用于反射图像光线中具有第一偏振态的光线，并透射该图像光线中具有第二偏振态的光线。该偏光转换元件被设置于该偏振分光元件和该透视反射单元之间，用于将两次穿过的该具有第一偏振态的光线转换成该具有第二偏振态的光线。该偏光过滤元件被设置于该偏振分光元件的透射侧，用于吸收该具有第一偏振态的光线，并透射该具有第二偏振态的光线。

技术领域

本发明涉及增强显示技术领域，特别是涉及一种消伪影式显示光机及其方法和近眼显示设备。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，简称AR)又称扩增现实或混合现实，是一种将虚拟物体叠加到真实环境并进行互动的技术，通过将虚拟物体的图像以及真实环境的图像投射到用户眼中，使用户获得虚拟与现实融合的体验。目前，市场上已经出现了能够实现增强现实的近眼显示设备，例如AR眼镜等等，而显示光机作为近眼显示设备的核心器件，是实现增强现实的关键所在。

如图1所示，现有的显示光机10P通常包括显示单元11P、偏振分光镜12P曲面反射镜13P以及1/4波片14P，其中偏振分光镜12P位于显示单元11P的发光侧，曲面反射镜13P位于该偏振分光镜12P的反射侧，并且该1/4波片14P位于该偏振分光镜12P和该曲面反射镜13P之间。这样当该显示单元11P发出图像光线时，该图像光线中的P偏振光透过该偏振分光镜12P而逃逸，而该图像光线中的S偏振光被反射至该曲面反射镜13P，之后再被该曲面反射镜13P反射回该偏振分光镜12P，使得该S偏振光二次穿过该1/4波片14P而被转换成P偏振光，进而穿过该偏振分光镜12P以入射至人眼中。与此同时，环境光线能够依次穿过该曲面反射镜13P、该1/4波片14P以及该偏振分光镜12P以入射至人眼中，从而使得用户能够通过该现有的显示光机10P获得增强现实的体验。

然而，对于现有的显示光机10P而言，来自该现有的显示光机10P下方的环境光将作为干扰光线到达该偏振分光镜12P，虽然该干扰光线中的P*偏振光能够透过该偏振分光镜12P，但该偏振分光镜12P会将该干扰光线中的S*偏振光反射至人眼中，使得用户将看到位于该现有的显示光机10P下方的物体的虚像(即伪影)，造成视觉干扰，从而严重地影响用户的观感体验。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种消伪影式显示光机及其方法和近眼显示设备，其能够有效地避免下方的干扰光线被反射至用户眼中，有助于消除伪影干扰。

本发明的另一目的在于提供一种消伪影式显示光机及其方法和近眼显示设备，其中，在本发明的一实施例中，所述消伪影式显示光机的中继系统采用偏振分光元件和偏光过滤元件相结合的方式来消除下方的环境光线的干扰，有助于提升用户的舒适体验。

本发明的另一目的在于提供一种消伪影式显示光机及其方法和近眼显示设备，其中，在本发明的一实施例中，所述消伪影式显示光机的所述中继系统在增加消伪影功能的同时，还不会降低图像光线的光能利用率。

本发明的另一目的在于提供一种消伪影式显示光机及其方法和近眼显示设备，其中，在本发明的一实施例中，所述消伪影式显示光机能够减少所显示的图像外泄，以保护用户的隐私。

本发明的另一目的在于提供一种消伪影式显示光机及其方法和近眼显示设备，其中，在本发明的一实施例中，所述消伪影式显示光机的反射膜系的预定反射光谱与所述显示单元发出的图像光线的光谱保持基本一致，以最大程度地减少所述显示单元发射的图像光线的逸出量。

本发明的另一目的在于提供一种消伪影式显示光机及其方法和近眼显示设备，其中，在本发明的一实施例中，所述消伪影式显示光机的所述中继系统的保护基板设置有增透膜，以便在保护所述线偏振片的同时，也能够避免干扰光线因被所述保护基板反射至用户眼中而造成伪影干扰。