[发明专利]头戴式显示装置

说明书

一种头戴式显示装置，其包括显示器以及合光元件。显示器用于发出影像光束。合光元件包括叠置的多个分光层，且这些分光层包括第一分光层以及第二分光层。影像光束用于经由第一分光层进入合光元件以及离开合光元件。第一分光层位于第二分光层与显示器之间，且第二分光层最靠近第一分光层。合光元件满足：0.7≤R1/(T1×R2×T1)≤1.3，其中，R1为第一分光层的光反射率，T1为第一分光层的光穿透率，且R2为第二分光层的光反射率。本发明的头戴式显示装置兼具使用便利性及轻薄设计的优点。

技术领域

本发明涉及一种显示装置，且特别涉及一种头戴式显示装置。

背景技术

近眼显示器(Near Eye Display,NED)以及头戴式显示器(Head-mountedDisplay,HMD)是当前公认的下一代革命性创新产品。在近眼显示技术的相关应用上，目前分为扩增实境(Augmented Reality,AR)技术以及虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术，相关开发人员目前致力于如何在轻薄的前提下提供最佳的影像质量。

在以头戴式显示器实现扩增/虚拟现实的基本光学架构中，用以显示的影像光束由投影装置发出后，经由具半反射半穿透的合光元件反射而进入用户的眼睛。同时，来自外界的环境光束也通过合光元件而进入用户的眼睛，进而达到扩增/虚拟现实的显示效果。一般而言，离开合光元件的影像光束的传递路径上会定义一个特定的可观看区。当使用者的眼睛位于可观看区时，影像光束会进入用户的眼睛，且影像光束经由眼睛的水晶体聚焦在视网膜上成像。

可观看区的大小通常和合光元件的大小有关。在一种公知的头戴式显示器架构中，为了使头戴式显示器具有较大的可观看区，合光元件不能设计得太小，这使得头戴式显示器较为厚重且不利于外观造型的设计。然而，倘若在轻薄的设计前提下将合光元件设计得较小，则可观看区也会随之变小。为了使不同使用者的瞳孔皆能在使用的过程中对位于可观看区，头戴式显示器通常要额外搭配调整装置以将瞳孔对位于可观看区，而造成使用上的不便利。

为了扩大可观看区，在一些公知的头戴式显示器架构中，光扩散片被用以设置在光学系统中以使影像光束扩张后再传递至合光元件。然而，扩张的影像光束需搭配具有相应尺寸的光学元件。因此，此种头戴式显示器的光学系统需设置具较大外径的光学元件以及搭配其他相关光学元件，使得光学系统整体设计难度较高。

“先前技术”段落只是用来说明了解本发明内容，因此在“先前技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中具有通常知识者所知道的公知技术。在“先前技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中具有通常知识者所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种头戴式显示装置，其兼具使用便利性及轻薄设计的优点。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提供一种头戴式显示装置，其包括显示器以及合光元件。显示器用于发出影像光束。合光元件包括叠置的多个分光层，且这些分光层包括第一分光层以及第二分光层。影像光束用于经由第一分光层进入合光元件以及离开合光元件。第一分光层位于第二分光层与显示器之间，且第二分光层最靠近第一分光层。合光元件满足：0.7≤R1/(T1×R2×T1)≤1.3。R1为第一分光层的光反射率，T1为第一分光层的光穿透率，且R2为第二分光层的光反射率。