[发明专利]一种头戴显示装置

权利要求书

1.一种头戴显示装置，其特征在于，包括：

显示屏：为具有良好透光性的单色或多色的有机发光显示屏，其在不点亮或点亮状态下可透过所述显示屏看见现实景物；

图像转换光器件：将所述显示屏生成的图像转换至人眼可视距离，其包括一层或多层微透镜阵列，所述微透镜阵列的其中一个微透镜对应所述显示屏中的一个或多个像素。

2.根据权利要求1所述的头戴显示装置，其特征在于，所述显示屏显示虚拟信息，所述虚拟信息的光线经所述微透镜构筑会聚波面，在人眼的前方形成至少一个汇聚点为视点，现实信息从所述显示屏的另一侧投射进入人眼，使虚拟信息和现实世界信息融合。

3.根据权利要求1所述的头戴显示装置，其特征在于，所述显示屏的像素为单色阵列或彩色阵列。

4.根据权利要求3所述的头戴显示装置，其特征在于，所述图像转换光器件还包括遮光阵列，所述遮光阵列位于在所述微透镜阵列与所述显示屏之间，所述遮光阵列设有多个开口，所述开口与所述微透镜相对应，所述遮光阵列从每个开口发出的出射光线照射面积不大于与之对应的所述微透镜尺寸。

5.根据权利要求1所述的头戴显示装置，其特征在于，所述图像转换光器件还包括功能性薄膜，所述功能性薄膜覆盖在所述微透镜上，所述功能性薄膜覆盖的区域至少对应视轴周围6°～8°。

6.根据权利要求5所述的头戴显示装置，其特征在于，所述功能性薄膜为增透膜，所述增透膜的厚度均匀或连续变化使出射光均一。

7.根据权利要求5所述的头戴显示装置，其特征在于，所述功能性薄膜为纳米光栅阵列薄膜，虚拟信息的光线经所述微透镜进入所述纳米光栅阵列薄膜的纳米光栅阵列，所述纳米光栅薄膜是基于衍射效应的纳米结构构筑新光场，光路改变后形成放大虚拟图像。

8.根据权利要求7所述的头戴显示装置，其特征在于，所述纳米光栅阵列薄膜的纳米光栅阵列周期和取向角的计算公式如下：

tanφ₁＝sinφ/(cosφ-n sinθ(Λ/λ))

sin²(θ₁)＝(λ/Λ)²+(n sinθ)²-2n sinθcosφ(λ/Λ)

其中，入射光线以一定的角度入射到纳米光栅阵列的XY平面，θ1和φ1依次表示衍射光线的衍射角和方位角，衍射角为衍射光线与z轴正方向夹角，方位角为衍射光线与x轴正方向夹角，θ和λ依次表示入射光线的入射角和波长，入射角为入射光线与z轴正方向夹角，∧和φ依次表示纳米光栅阵列的周期和取向角，取向角为纳米光栅阵列的槽型方向与y轴正方向夹角，n表示入射光线在纳米光栅阵列中的折射率。

9.根据权利要求7所述的头戴显示装置，其特征在于，所述纳米光栅阵列薄膜的纳米光栅结构为闪耀光栅或倾斜光栅。

10.根据权利要求1所述的头戴显示装置，其特征在于，所述微透镜阵列包括平行设置的一级微透镜阵列和二级微透镜阵列，所述一级微透镜阵列中的微透镜与所述二级微透镜阵列中的微透镜一一对应，所述一级微透镜阵列中微透镜的曲率半径大于所述二级微透镜阵列中微透镜的曲率半径。

11.根据权利要求10所述的头戴显示装置，其特征在于，在所述一级透镜阵列和所述二级透镜阵列间设有折光阵列，

或在所述一级微透阵列与所述显示屏之间设有遮光阵列。