[发明专利]新型的增强现实近眼显示装置和增强现实显示设备

说明书

本公开是关于一种新型的增强现实近眼显示装置和增强现实显示设备，增强现实近眼显示装置，包括：显示源、准直系统和“X型”偏振阵列光波导镜片；显示源，设置于准直系统的主光轴上，用于加载并输出图像，其中，显示源包括：红光Micro‑LED微显示器、绿光Micro‑LED微显示器和蓝光Micro‑LED微显示器和合光棱镜，合光棱镜用于将红光Micro‑LED微显示器、绿光Micro‑LED微显示器和蓝光Micro‑LED微显示器的出射光合为一束；准直系统，位于显示源的出光面，用于将显示源输出的图像进行准直校正后入射到“X型”偏振阵列光波导镜片；“X型”偏振阵列光波导镜片，设置于准直系统的出射光路上，用于将耦入的光线耦出至人眼。通过该方案，可实现近眼显示装置的高亮度彩色显示。

技术领域

本公开涉及增强现实显示技术领域，尤其涉及一种新型的增强现实近眼显示装置和增强现实显示设备。

背景技术

增强现实技术是将虚拟的图像投影到人眼的同时又可以让用户查看到周围环境的技术，由于该技术独特的可以将投影的图像叠加到用户感知的真实世界上的特点，使其在军事、工业设计与制造、医疗及娱乐等虚拟现实和增强现实领域得到了广泛的应用。

目前增强现实技术中显示装置的图像源主要包括硅基液晶LCOS(Liquid Crystalon Silicon)、有机发光二极管OLED(Organic Light Emitting Display)、液晶LCD(LiquidCrystal Display)、以及Micro-LED微阵列(Micro-Light Emitting Display)。其中，LCOS、OLED、LCD显示亮度较低，不利于用户在户外使用。Micro-LED是新一代显示技术，比现有的OLED技术亮度更高、发光效率更好、功耗更低。但是现有的Micro-LED显示器多为单色显示，彩色化困难，使得显示装置的用户体验感不佳。

另外，目前基于增强现实技术的近眼显示装置中的光学方案大多采用的是偏振阵列光波导方案，这种方案中的波导镜片由于受工艺限制，如高精度的玻璃冷加工工艺、层叠斜面棱镜的精确贴合、层叠斜面棱镜表面极其复杂的膜系设计以及对几十层纳米级膜厚的精确控制等，使得大多的波导镜片都只能单独针对S偏振光波(偏振矢量垂直于该平面)或是P偏振光波(偏振矢量在这个平面内)进行光的耦出，波导镜片光效很低，从而使最后的入眼亮度大幅度下降，无法满足对某些特定工作场合作业时的入眼亮度需求。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种新型的增强现实近眼显示装置和增强现实显示设备，利用单色的红光Micro-LED微显示器、绿光Micro-LED微显示器和蓝光Micro-LED微显示器作为图像源，通过合光棱镜将红光Micro-LED微显示器、绿光Micro-LED微显示器和蓝光Micro-LED微显示器的出射光合为一束，并通过准直系统以及“X型”偏振阵列光波导镜片将经合光棱镜的出射光以及实景光传输至人眼，解决现有技术中近眼显示装置中高亮度和彩色化无法兼顾的问题，实现近眼显示装置的高亮度彩色显示。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种新型的增强现实近眼显示装置，包括：显示源、准直系统和“X型”偏振阵列光波导镜片；

所述显示源，设置于所述准直系统的主光轴上，用于加载并输出图像，其中，所述显示源包括：红光Micro-LED微显示器、绿光Micro-LED微显示器和蓝光Micro-LED微显示器和合光棱镜，所述红光Micro-LED微显示器与蓝光Micro-LED微显示器相对设置且分别粘合于合光棱镜的上下表面，所述绿光Micro-LED微显示器与合光棱镜的出光面相对设置，且粘合于合光棱镜的入光面，合光棱镜用于将所述红光Micro-LED微显示器、绿光Micro-LED微显示器和蓝光Micro-LED微显示器的出射光合为一束；

所述准直系统，位于所述显示源的出光面，用于将显示源输出的图像进行准直校正后入射到所述“X型”偏振阵列光波导镜片；

所述“X型”偏振阵列光波导镜片，设置于所述准直系统的出射光路上，用于将耦入的光线耦出至人眼。