[发明专利]显示装置及可穿戴设备

说明书

本发明实施例提供一种显示装置及可穿戴设备，包括透明显示屏和对光线起到汇聚作用的第一透镜组；第一透镜组设置于透明显示屏的一侧，透明显示屏的几何中心位于第一透镜组的主光轴上，透明显示屏与第一透镜组之间的距离小于第一透镜组的焦距；以使得用户在显示装置的观测位置处观测到的透明显示屏显示的影像经由第一透镜组后实现视场角增大，同时能观测到经由透明显示屏和第一透镜组、或经由第一透镜组的环境影像。本发明实施例中第一透镜组的主光轴穿过透明显示屏的几何中心，使得虚拟图像的光路与真实世界的光线光路同轴，在实现AR显示的基础上，简化了光学系统的结构、降低设计和制作难度、降低成本、大大减小显示装置的体积和尺寸。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体而言，本发明涉及一种显示装置及可穿戴设备。

背景技术

增强现实技术(AR)，是把虚拟信息(比如物体、图片、视频等)融合在现实环境中，两种信息相互补充、叠加，将现实世界丰富起来。随着显示技术软硬件的发展，增强现实显示技术正在日益走向消费者的视野，在工业，军事，教育，医疗，物联网等等行业，都将有着不凡的贡献。

目前业界提出的光学系统主要采用离轴系统，LCD、LCOS、OLED均可作为图像源，图像源置于人眼的上方或者侧边(即不与眼睛视轴同轴)，图像源发出的光线经过光学系统的折反作用，改变方向的同时实现图像放大放远，后到达人眼。同时外界真实环境光线通过透明的光学系统被人眼观察到。这种离轴系统多采用自由曲面反射或者衍射波导系统，由于设计和制作都有较大的难度，成本也较高。同时会增加竖直方向的尺寸，若是为了实现大视场角，这种结构往往会受到体积的急剧增加和工艺的限制。因此上述不足成为了制约AR显示技术被广泛使用的瓶颈。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题和缺陷，提出一种显示装置及可穿戴设备，用以解决现有技术中离轴光学系统所存在的结构复杂、设计和制作难度较大、成本较高、尺寸较大、以及生产设计容易受到体积和工艺的限制的技术问题。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的实施例根据一个方面，提供了一种显示装置，包括透明显示屏和对光线起到汇聚作用的第一透镜组：

其中，所述第一透镜组设置于透明显示屏的一侧，所述透明显示屏的几何中心位于所述第一透镜组的主光轴上，所述透明显示屏与第一透镜组之间的距离小于第一透镜组的焦距；以使得用户在所述显示装置的观测位置处观测到的所述透明显示屏显示的影像经由所述第一透镜组后实现视场角增大，同时能观测到经由所述透明显示屏和第一透镜组、或经由第一透镜组的环境影像。

具体地，还包括对光线起扩散作用的第二透镜组；

第二透镜组与第一透镜组分立于所述透明显示屏的两侧，且第一透镜组的主光轴与第二透镜组的主光轴重合。

优选地，所述第一透镜组靠近所述透明显示屏一侧的焦点与所述第二透镜组远离所述透明显示屏一侧的焦点设置于同一位置。

较佳地，所述第一透镜组包括一个或多个透镜，所述透镜为玻璃透镜、液晶透镜、或液体透镜；

所述第二透镜组包括一个或多个透镜，所述透镜为玻璃透镜、液晶透镜、或液体透镜。

优选地，所述液晶透镜的光焦度可调。

优选地，所述透明显示屏具体是透明柔性显示屏，且所述透明显示屏是柔性透明显示屏。

较佳地，所述显示装置还包括用于支撑所述第一透镜、所述第二透镜及所述透明显示屏的支撑件。

优选地，所述支撑件为透明支撑件。

本发明的实施例根据另一个方面，还提供了一种可穿戴设备，包括本发明实施例提供的上述任意一项的显示装置。