[发明专利]透过式眼镜显示器

说明书

技术领域

本发明涉及显示设备，具体涉及一种透过式眼镜显示器。

背景技术

头戴式显示器是佩戴在头上的图像显示器器件，通常以帽子、头盔或者眼镜架等作为支撑放置在使用者的头部。主要由四部分构成：图像信息显示源，电路控制系统、光学成像系统，和固定支撑结构。它利用光学系统将微显示器发出的图像投影在人的眼前，成放大的虚像。头戴式显示器是现代便携式移动显示装置中的新产品，在增强现实、虚拟现实的图像显示以及立体显示等方面有广泛的应用。

作为头戴式显示器中最为轻便的一种新型穿戴式显示设备，眼镜显示器不仅能应用在军事方面，更可以应用在工业上、医疗上及日常生活中，扩展了传统头戴式显示器的应用领域。眼镜显示器大体上可以分为透过式和直视型两种，其中的透过式眼镜显示器作为一种增强显示装置，不仅能将小型的二维显示器所产生的图像经过光学系统，成像于人眼前方，还可以将虚拟的物体或者信息叠加在真实场景上显示，比直视型的眼镜显示器更加安全、使用范围更广泛。

反射波导采用嵌入反射光学器件的导光基板进行导光，是透过式眼镜显示器中具有突出优势的一种技术手段。相比较离轴曲面镜、全息波导、衍射波导或偏振波导而言，没有颜色不均匀的问题，而且其可以使用塑料衬底，可以大大减轻器件质量同时降低成本。另外，其对投影器件没有特殊要求（比如偏振波导就需要使用极化了的微显示器作为微型投影器）。

但是在现有技术中，使用反射波导器件的透过式眼镜显示器一般采用的是普通的半透半反薄膜嵌入波导。这样的结构一方面由于半透半反薄膜的使用导致光能利用率低，另一方面其反射器件的大小与视场和眼睛的移动框成正比，会迫使波导的厚度增大，使整个器件的质量和体积都增大，佩戴不舒适。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种透过式眼镜显示器，可以提高眼镜显示器的光能利用率和光学性能稳定性，使结构紧凑化，减轻系统的整体质量。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种透过式眼镜显示器，其特征在于，包括导光板和设置在导光板中的入射反射器件和至少一个显示反射器件，用于使入射图像经入射反射器件反射后，在导光板内侧的两平行面间全反射传播，并在至少一个显示反射器件处反射后出射显示；

所述入射反射器件和至少一个显示反射器件的反射面为平面或者曲面，且上面设有部分反射膜；

在可见光波段中，所述部分反射膜的反射率仅在所述入射图像所在的若干个宽度不大于100nm的波段内不低于0.2，在可见光波段中的其他波段内所述部分反射膜的反射率不大于0.4。

优选地，所述导光板由透明材料制成。

优选地，所述入射反射器件上的部分反射膜为负滤光片，所述负滤光片的反射率在入射图像所在的若干个宽度不大于100nm的波段内不低于0.8。

优选地，沿所述入射图像传播方向，所述至少一个显示反射器件上的部分反射膜在所述入射图像所在的若干个宽度不大于100nm的波段内的反射率依次增大。

优选地，所述至少一个显示反射器件具体为三个，沿所述入射图像传播方向，三个显示反射器件在所述入射图像所在的若干个宽度不大于100nm的波段内的反射率依次为0.2-0.4、0.4-0.6和0.8-1.0。

优选地，所述部分反射膜采用无机材料制成。

优选地，所述至少一个显示反射器件的反射面互相平行。

优选地，所述入射反射器件的反射面与任意一个所述显示反射器件的反射面关于导光板的一条法线对称。

优选地，所述显示反射器件反射面与导光板所夹锐角θ、入射图像入射到导光板时的折射角α、以及导光板的折射率n满足：

其中n₀为真空折射率。

优选地，所述显示反射器件反射面与导光板所夹锐角θ介于20°与45°之间。

（三）有益效果

本发明至少具有如下的有益效果：