[发明专利]一种显示系统及头戴显示设备

说明书

本发明公开了一种显示系统，包括波导和至少三个投像装置，至少三个投像装置用于分别投射出至少三种不同的原色光，每一投像装置输出的原色光携带图像信息；波导包括第二区域以及至少三个第一区域，至少三个第一区域与至少三个投像装置分别一一对应，第一区域用于将与自身对应的投像装置输出的原色光耦合入波导内，第二区域用于将通过波导传播的各种原色光耦合出波导外，使得耦合出的各种原色光汇合。本发明还公开一种包括上述显示系统的头戴显示设备。本发明的显示系统及头戴显示设备中投像装置可以采用结构小型化的设备，并且无需另外采用合光元件将各个投像装置的输出光汇合，从而能够减小设备体积，降低设备功耗。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示系统及头戴显示设备。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，AR)技术是一种光学技术，能够将现实场景的光线和虚拟图像叠加后投入人眼，达到一种增强现实的显示效果，并且目前AR产品还能够集成环境感知和交互等功能，能够给用户带来身临其境的感受和体验，使得AR技术受到越来越广泛的关注和应用。

光波导技术是增强现实显示主流采用的实现方式，它具备大眼盒区域、轻薄等特点，能够将增强现实显示光学系统打造成一种接近普通眼镜外形的产品，因此受到人们的青睐。

现有技术中，基于光波导技术的AR光学系统中，投像装置使用基于反射式显示原理的设备，比如数字光处理(Digital Light Processing，DLP)投影光机或者硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)投影光机，其结构包括光源、显示屏和成像镜头，这种设备体积大，很难满足AR产品小型化的需求。并且，由于其显示原理决定，这种投像装置无论投射任何显示画面，照明光源消耗的功率是恒定的，除非降低亮度；此外，由于其反射式工作原理，光利用率不可能达到100％，这进一步增大了光机功耗。而为了保证AR产品的续航时间，就需要一个比较大的电池容量，不满足AR产品小型化和轻量化的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种显示系统及头戴显示设备，能够减小头戴显示设备体积，降低头戴显示设备功耗。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种显示系统，包括波导和至少三个投像装置，至少三个所述投像装置用于分别投射出至少三种不同的原色光，每一所述投像装置输出的原色光携带图像信息；

所述波导包括第二区域以及至少三个第一区域，至少三个所述第一区域与至少三个所述投像装置分别一一对应，所述第一区域用于将与自身对应的所述投像装置输出的原色光耦合入所述波导内，所述第二区域用于将通过所述波导传播的各种原色光耦合出所述波导外，使得耦合出的各种原色光汇合。

优选的，至少三个所述投像装置排布在所述波导的同一侧，或者至少三个所述投像装置分别排布在所述波导的两侧。

优选的，所述第一区域的工作光谱波段与自身对应的所述投像装置输出的原色光的光谱波段匹配。

优选的，各个所述投像装置投射出的原色光图像大小一致。

优选的，还包括与各个所述投像装置分别相连的处理装置，用于将各个所述投像装置输出图像进行像素偏移，使得由所述第二区域输出的图像中各种原色光图像的对应像素重合。

优选的，所述处理装置具体用于以任意一个所述投像装置输出的原色光图像为基准，对其它所述投像装置输出图像进行像素偏移，使得由所述第二区域输出的图像中，由其它所述投像装置输出的原色光图像像素与基准图像中相应像素重合。

优选的，所述投像装置包括多分区布光独立控制发光二极管投像装置。

优选的，包括三个所述投像装置，各个所述投像装置用于分别投射出三种不同的原色光。

一种头戴显示设备，包括如上所述的显示系统。