[发明专利]实现虚实融合的显示设备

权利要求书

1.一种实现虚实融合的显示设备，其特征在于，包括：第一结合器、第二结合器、第一调制组件、第二调制组件、遮挡模板和光机；所述第一调制组件位于所述第一结合器的出光侧；所述第二调制组件位于所述第一调制组件的出光侧，且位于所述第二结合器的入光侧；

所述第一结合器用于接收第一环境光线，并将所述第一环境光线传输至所述第一调制组件，所述第一环境光线载有真实物体信息；

所述第一调制组件包括第一偏振片、第一偏振分束镜和半波片，所述第一偏振片和所述第一偏振分束镜依次位于所述第一结合器的出光侧，并且远离所述第一结合器；所述半波片位于所述第一偏振分束镜的出光侧；

所述第一偏振片用于调制所述第一环境光线的偏振态，以形成第二环境光线，所述偏振分束镜用于将所述第二环境光线反射至所述遮挡模板；

所述遮挡模板用于根据真实物体与虚拟物体的遮挡关系，调制所述第二环境光线的偏振态，以形成第三环境光线；

所述第一偏振分束镜还用于供所述第三环境光线透过，所述半波片用于调制所述第三环境光线的偏振态，以形成第四环境光线，将所述第四环境光线传输至所述第二调制组件；

所述第二调制组件用于将所述第四环境光线传输至所述第二结合器，还用于调制第一显示光线的偏振态，以形成第二显示光线，以及将所述第二显示光线传输至所述第二结合器；其中，所述第一显示光线由所述光机产生，并载有所述虚拟物体信息；所述第二显示光线的偏振态和所述第四环境光线的偏振态不同；

所述第二结合器用于传输所述第四环境光线和所述第二显示光线，使所述第四环境光线和所述第二显示光线入射至佩戴者的眼睛。

2.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，所述第一调制组件还包括第一透镜；所述第一透镜正对所述第一结合器的出光侧，用于将所述第一环境光线成像到所述遮挡模板。

3.如权利要求2所述的显示设备，其特征在于，所述第一偏振片和所述第一偏振分束镜依次位于所述第一透镜的出光侧，并且远离所述第一结合器；

所述遮挡模板位于所述第一透镜的后焦面上，所述半波片的快轴方向与所述第三环境光线的偏振方向之间的夹角为45°。

4.如权利要求3所述的显示设备，其特征在于，所述第二调制组件包括第二偏振片、第二偏振分束镜和第二透镜；

所述第二透镜正对所述第二结合器的入光侧，所述第二偏振分束镜位于所述第二透镜的入光侧，并且正对所述半波片；所述光机和所述遮挡模板均位于所述第二透镜的焦平面上；

所述第二偏振片用于调制所述第一显示光线的偏振态，以形成所述第二显示光线；

所述第二偏振分束镜用于将所述第四环境光线反射至所述第二透镜，还用于供所述第二显示光线透过至所述第二透镜；

所述第二透镜用于准直所述第四环境光线和所述第二显示光线。

5.如权利要求1至4任一项所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备还包括第一变焦透镜，所述第一变焦透镜位于所述第一结合器的入光侧；所述第一变焦透镜用于准直所述第一环境光线。

6.如权利要求5所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备还包括第二变焦透镜，所述第二变焦透镜位于所述第二结合器的出光侧；所述第二变焦透镜用于准直经所述第二结合器传输的所述第四环境光线和所述第二显示光线。

7.如权利要求6所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备还包括眼动追踪组件；所述眼动追踪组件用于捕获佩戴者的眼睛的视线方向。

8.如权利要求7所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备还包括控制器，所述控制器分别与所述第一变焦透镜、所述第二变焦透镜和所述眼动追踪组件电连接；所述控制器用于根据佩戴者的视线方向，调整所述第一变焦透镜和所述第二变焦透镜的光焦度。

9.如权利要求8所述的显示设备，其特征在于，根据佩戴者的视线方向而得到佩戴者的注视点的深度，所述控制器用于控制所述第一变焦透镜和所述第二变焦透镜，以将所述真实物体和所述虚拟物体所对应的虚像设置在注视点所在的虚像面上。