[发明专利]可穿戴显示装置

说明书

提供了可穿戴显示设备及其光导元件，该显示设备包括：显示元件，被配置为投射形成虚像的第一光线；以及光导元件，被配置为将来自显示元件的第一光线和从可穿戴显示设备的外部输入的第二光线引导到预定位置。该光导元件包括：第一光学表面，面向显示元件；第二光学表面和第三光学表面，被配置为反射通过第一光学表面输入的第一光线；以及第四光学表面，被配置为将所反射的第一光线反射到预定位置。第一到第三光学表面是平面，而第四光学表面是旋转非对称反射表面。

本申请为申请日为2015年1月8日、申请号为201580004275.5、发明名称为“可穿戴显示装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

与示范性实施例一致的装置和方法涉及可穿戴显示设备。

背景技术

一些可商用的身体可穿戴显示设备可以包括：输入/输出(I/O)设备，被配置为穿戴在身体的一部分上；以及主电路设备或电池，被配置为单独的模块类型。被配置为单独的模块类型的电路设备或电池可以通过电线连接到I/O设备。由于这种类型的电子设备不便于携带和使用，电子设备可以主要用在有限的环境中，例如，室内。

头戴式显示设备根据输出图像信息的显示器的结构被分类为视频透视型或光学透视型。视频透视型是指合成通过相机获得的图像和从计算机提供的图像信息以便以合成形式向用户提供图像和图像信息的头戴式显示设备的类型。视频透视型有这样的问题，由于用户将仅仅基于通过相机获得的图像来辨识周围事物，所以用户可能与真实的周围环境隔离开来。

同时，光学透视型是指将从计算机提供的虚像信息投射到由用户直接辨识的周围环境从而允许用户与周围环境融和(harmony)的头戴式显示设备的类型。但是，光学透视型有这样的问题，即虚像信息的分辨率可能由于光强度而被显著地改变。当然，虚像信息的分辨率可以被强制地设置为高。但是，这是便携式电子设备所不希望的，因为在高分辨率时功率消耗也会增加。另外，相关技术的光学透视型显示设备具有这样的问题：它们比较厚、由于发生像差(aberration)而导致图像质量较差、制造工艺复杂、比较重等等。

发明内容

技术问题

至少一个示范性实施例的目的是解决、缓解、或者去除上述问题和/或缺点中的至少一个。

一个或多个示范性实施例的各方面提供了一种紧凑和轻便的可穿戴显示设备，其中由制造公差造成的像差不经常发生。

技术方案

根据示范性实施例的一个方面，提供一种可穿戴显示设备，包括：控制电路；和第一投影仪；其中，第一投影仪包括：第一光源和第二光源，被配置为将第一光线投射到对象；光导元件，被配置为将在对象上反射的第一光线引导至分光器；分光器，被配置为朝向图像传感器反射第一光线；图像传感器，被配置为基于第一光线生成电图像信号，并将电图像信号输出到控制电路；第一致动器，被配置为基于来自控制电路的第一控制信号沿着光导元件的纵向移动光导元件和固定到光导元件的第一光源；以及第二致动器，被配置为基于来自控制电路的第二控制信号沿着光导元件的纵向移动图像传感器。

根据另一个示范性实施例的一个方面，提供可穿戴显示设备，包括：显示元件，被配置为投射形成虚像的第一光线；以及光导元件，被配置为将来自显示元件的第一光线和从可穿戴显示设备的外部输入的第二光线引导到预定位置，其中，该光导元件包括：第一光学表面，来自显示元件的第一光线通过其被输入；第二光学表面，被配置为反射通过第一光学表面输入的第一光线；第三光学表面，被配置为反射通过第一光学表面输入的第一光线；以及第四光学表面，被配置为将由第二光学表面和第三光学表面反射的、所反射的第一光线，反射到所述预定位置，其中，第一光学表面、第二光学表面、以及第三光学表面是平面，并且其中，第四光学表面是旋转非对称反射表面(a rotationally asymmetricreflective surface)。

第四光学表面的顶点(apex)与第三光学表面之间的距离可以小于第二光学表面与第三光学表面之间的距离的一半。