[发明专利]头戴式显示装置及其显示系统

说明书

一种头戴式显示装置及其显示系统，藉由设置二导光元件，并在该二导光元件内分别设置可以反射不同波长可见光的光学镜，且在该二导光元件之间设置具有特定角度的微结构，进而以较低的成本制成具3D显示效果的头戴式显示装置。

技术领域

本发明关于显示系统领域，特别地指一种应用于头戴式显示装置的显示系统。

背景技术

虚拟现实(virtual reality,VR)以及扩增实境(augmented reality,AR)的相关光学技术，近年来不只备受全球关注，更是以相当快的速度发展；此外，在现实生活中亦展现多元的应用潜力，举凡娱乐、医学、家居乃至于军事等领域皆能看到藉由虚拟现实以及扩增实境技术所达成的产品或服务。

虚拟现实以及扩增实境的应用实例包括各类型的显示装置，例如：近眼显示装置或是头戴式显示装置(head-mounted display,HMD)。所谓近眼显示装置外形类似眼镜，亦可称为眼镜式显示器、影像眼镜或是头戴式显示装置，其主要可由一承载部以及安装于该承载部内的一显示系统所构成；而为了能够在达到良好的光学效果下，同时能够兼具产品轻巧的优点，显示系统的设置细节即成为了本领域相当重要的研发重点。

以目前常见，且应用于头戴式显示装置的显示系统而言，可以大致区分为透镜式或者光波导式。透镜式的显示系统实质上涉及复杂的光学系统设置，且制作的技术门坎亦较高。然而就光波导式来说，其概念上即藉由光的全反射原理将显示器产生的图/影像传递至人眼；基于此特性而制成的头戴式显示装置因为能将显示器旁置，进而大大降低系统组件对外在光的遮蔽，且能另显示装置更为轻薄。

然而进一步而言，一般光波导式的头戴式显示装置若要增设3D显示的功能时，可能需要额外的制程或组件；因此可以理解，如何以较为简单且成本较低的方式设计一具有3D显示效果之光波导式显示装置，实属一头戴式显示装置相关领域中亟需被解决的问题。

发明内容

发明内容旨在提供本发明的简化摘要，以令阅读者对本发明具备基本的理解。此发明内容并非本发明的完整概述，且其用意并非指出本发明实施例的重要或关键组件或界定本发明的范围。

有鉴于先前技术所提及的内容，本发明之发明人本于从事相关产业制造及开发的多年经验，提供一种头戴式显示装置及其显示系统，藉由设置二导光元件，并在该二导光元件内分别设置可以反射不同波长可见光的光学镜，且在该二导光元件之间设置具有特定角度的微结构，进而以较低的成本制成具3D显示效果的头戴式显示装置。

据此，在本发明的一些态样中，提供一种显示系统，其包括一第一导光板、一第二导光板以及一显示器；该第一导光板具一第一面以及相对之一第二面，且其内部更设有一第一光学镜。该第二导光板以一第三面与该第一导光板之第二面之间以复数微结构连接，且该第二导光板内部更设有一第二光学镜。该显示器面向该第一面设置，且该显示器与该第一面之间设有一准直透镜组。其中，该第一光学镜以及该第二光学镜分别设置于该第一导光板以及该第二导光板中相对应之同一区域。

根据本发明的一些实施方式，该第一光学镜与该第一面之间系一第一夹角，而该第二光学镜与该第三面之间系一第二夹角，且该第一夹角与该第二夹角之大小相等。

根据本发明的一些实施方式，每一该复数微结构具有一微反射面，该微反射面与该第二面之间系一底角，该底角与该第一夹角或该第二夹角相加不超过90度。

根据本发明的一些实施方式，该第一光学镜系用以反射一第一光线，并穿透一第二光线，而该第二光学镜系用以反射该第二光线；其中，该第二光线相对该第一光线有较长的波长。

根据本发明的一些实施方式，该第一导光板、该第二导光板以及该复数微结构皆系以折射率为1.4～1.7之材料所制成。