[发明专利]一种显示设备模组及头戴式显示设备

说明书

本申请实施例提供了一种头戴式显示设备，包括：显示面板、自由曲面棱镜、第一光学元件和第二光学元件；所述第一光学元件被设置用于将所述出光面透射出的光线反射到所述第二光学元件；其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件设置有夹角；所述第二光学元件用于将所述第一光学元件反射的光线反射回所述第一光学元件，并从所述第一光学元件透射出去。本申请使得头戴式显示设备中的显示模组在人眼视线方向的厚度变小，实现了对头戴式显示设备的紧凑化设计。

技术领域

本申请涉及光学领域，尤其涉及一种显示设备模组及头戴式显示设备。

背景技术

头戴式显示设备可以利用计算机产生的附加信息对使用者所看到的真实世界景象进行增强或者扩张，极大的改变了人类与计算机或者与外部世界交互的方式，这种设备综合使用了不同研究领域的多种技术，并很快的应用到娱乐、科学研究、模拟训练、远程医疗等领域。

在基于增强现实(augmented reality，AR)以及混合现实(mix reality，MR)技术的头戴式显示设备中，显示面板显示的虚拟图像需要先经由显示模组处理，再与现实图像叠加呈现给用户。由于头戴显示设备佩戴在用户头部，为了减轻用户头部压力，需要进一步对头戴式显示设备进行紧凑化设计。

发明内容

本申请实施例提供了一种头戴式显示设备，使得头戴式显示设备中的显示设备模组在人眼视线方向的厚度变小，实现了对头戴式显示设备的紧凑化设计。

第一方面，本申请提供了一种显示设备模组，包括显示面板、自由曲面棱镜、第一光学元件和第二光学元件；

所述自由曲面棱镜包括入光面、至少一个反射面和出光面，所述自由曲面棱镜的入光面朝向所述显示面板，使得所述显示面板发出的光线能够经所述入光面透射、并经所述至少一个反射面反射，从所述出光面透射出来；

所述第一光学元件被设置用于将所述出光面透射出的光线反射到所述第二光学元件；其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件设置有夹角；

所述第二光学元件用于将所述第一光学元件反射的光线反射回所述第一光学元件，并从所述第一光学元件透射出去。

可选的，在第一方面的第一种可选设计中，所述第一光学元件和所述第二光学元件为片状光学结构。

可选的，在第一方面的第一种可选设计中，所述第一光学元件和所述第二光学元件为板状光学结构或至少一侧弯折的光学结构。

可选的，所述第一光学元件与所述第二光学元件之间形成的夹角的张口方向朝向所述自由曲面棱镜的出光面。

可选的，在第一方面的第一种可选设计中，所述自由曲面棱镜和所述第二光学元件位于所述第一光学元件的同一侧。

可选的，在第一方面的第一种可选设计中，还包括：补偿棱镜；

所述补偿棱镜设置在所述显示面板与所述自由曲面棱镜的入光面之间；或，

所述补偿棱镜设置在所述自由曲面棱镜的出光面与所述第一光学元件之间。

可选的，在第一方面的第一种可选设计中，所述补偿棱镜与所述自由曲面棱镜的材质不同，所述补偿棱镜与所述自由曲面棱镜的色散系数不同。

可选的，在第一方面的第一种可选设计中，所述补偿棱镜与所述自由曲面棱镜的材质不同，所述补偿棱镜与所述自由曲面棱镜的折射率不同。

可选的，在第一方面的第一种可选设计中，还包括：所述第一光学元件中朝向所述第二光学元件的一面设置有所述部分反射膜。

可选的，在第一方面的第一种可选设计中，所述第一光学元件中朝向所述第二光学元件的一面上设置有所述第一偏振分光片，所述第一偏振分光片朝向所述第二光学元件的一面上设置有所述第一相位延迟片。