CN104614859B - 一种穿戴显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种穿戴显示装置。该穿戴显示装置包括穿戴本体和微机电系统显示单元，微机电系统显示单元设置在穿戴本体上，微机电系统显示单元包括多个微机电像素单元，多个微机电像素单元呈阵列分布在穿戴本体上，多个微机电像素单元能显示整幅图像。该穿戴显示装置通过将微机电系统显示单元设置在穿戴本体上，既能使穿戴本体用于显示，又能使穿戴显示装置更加轻薄，同时还能降低穿戴显示装置的功耗；另外，微机电系统显示单元还能使该穿戴显示装置不存在封装困难的问题，且寿命较长。

Description

一种穿戴显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种穿戴显示装置。

背景技术

随着Google Glass的大量应用，可穿戴显示器成为了人们追逐的热点。时尚的外观加上实用的功能使可穿戴显示产品越来越受欢迎。

作为穿戴显示器，必须具备重量轻、功耗低、占据空间小等特点。现有的主流穿戴显示产品如：将LCOS(即液晶附硅，也叫硅基液晶，是一种基于反射模式，尺寸非常小的矩阵液晶显示装置)或者Micro OLED(微型有机电致发光二极管显示装置)集成在眼镜或头盔等可穿戴产品上。

LCOS基于液晶显示，一般有一个较厚的偏振光分束器，制约了最终穿戴显示产品的轻薄化，而且因为偏振光的损耗，产品的功耗降低难度较大。Micro OLED产品具有自主发光的优势，但是OLED存在寿命短、封装困难及良品率低等问题，影响了该产品的大量出货。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种穿戴显示装置。该穿戴显示装置通过将微机电系统显示单元设置在穿戴本体上，既能使穿戴本体用于显示，又能使穿戴显示装置更加轻薄，同时还能降低穿戴显示装置的功耗；另外，微机电系统显示单元还能使该穿戴显示装置不存在封装困难的问题，且寿命较长。

本发明提供一种穿戴显示装置，包括穿戴本体和微机电系统显示单元，所述微机电系统显示单元设置在所述穿戴本体上，所述微机电系统显示单元包括多个微机电像素单元，多个所述微机电像素单元呈阵列分布在所述穿戴本体上，多个所述微机电像素单元能显示整幅图像。

优选地，所述微机电像素单元包括开关元件和光栅，所述开关元件设置在所述穿戴本体与所述光栅之间，所述开关元件与所述光栅电连接，所述开关元件用于控制所述光栅移动，所述光栅能通过移动控制通过其本身的透光量，以使所述微机电像素单元显示相应图像。

优选地，所述光栅包括相互覆叠的第一层窗格和第二层窗格，所述第一层窗格和所述第二层窗格的大小和形状相同，所述第一层窗格和所述第二层窗格之间能在所述开关元件的控制下相对移动。

优选地，所述开关元件包括薄膜晶体管和悬臂电极，所述薄膜晶体管的漏极与所述悬臂电极电连接，所述悬臂电极与所述第一层窗格电连接，所述薄膜晶体管能通过开启和关闭控制所述悬臂电极通电和断电，所述悬臂电极能在通电时使所述第一层窗格相对所述第二层窗格移动，并能在断电时使所述第一层窗格和所述第二层窗格重合。

优选地，所述微机电系统显示单元还包括行驱动电路和列驱动电路，所述行驱动电路与所述薄膜晶体管的栅极电连接，用于逐行驱动所述薄膜晶体管的开启或关闭；所述列驱动电路与所述薄膜晶体管的源极电连接，用于逐列输入控制所述第一层窗格相对所述第二层窗格移动的信号。

优选地，所述微机电像素单元还包括彩膜层，所述彩膜层设置在所述穿戴本体与所述开关元件之间，或者，所述彩膜层设置在所述开关元件与所述光栅之间，所述彩膜层用于使所述微机电像素单元实现彩色显示。

优选地，所述穿戴本体包括眼镜或头盔，所述微机电像素单元设置在所述眼镜的镜片外侧，或者，所述微机电像素单元设置在所述头盔的对应人眼部位的外侧面上。

优选地，所述微机电系统显示单元还包括背光源，所述背光源包括光源和导光板；

所述光源设置在所述眼镜的镜片边缘，所述导光板设置在所述眼镜的镜片与所述微机电像素单元之间；或者，所述光源设置在所述头盔的对应人眼部位的边缘，所述导光板设置在所述头盔的对应人眼的部位与所述微机电像素单元之间；

所述光源发出的光线入射至所述导光板，从所述导光板出射的光线入射至所述微机电像素单元。

优选地，所述背光源还包括反射片，所述反射片设置在所述眼镜的镜片与所述导光板之间；或者，所述反射片设置在所述头盔的对应人眼的部位与所述导光板之间；

所述反射片用于将所述光源照射到其上的光线反射至所述导光板。

本发明的有益效果：本发明所提供的穿戴显示装置，通过将微机电系统显示单元设置在穿戴本体上，使穿戴本体能用于显示，由于微机电系统显示单元不涉及偏光问题，无需设置偏振光分束器，所以能使穿戴显示装置更加轻薄，同时还能降低穿戴显示装置的功耗；另外，微机电系统显示单元既能使穿戴本体用于显示，又能在不显示时使穿戴本体正常发挥其自身的作用，与OLED显示产品相比，微机电系统显示单元不存在封装困难的问题，且寿命较长，从而使穿戴显示装置也不存在封装困难的问题，且寿命较长。

附图说明

图1为本发明实施例1中穿戴显示装置的结构剖视示意图；

图2为图1中的微机电像素单元的结构示意图；

图3为本发明实施例2中穿戴显示装置的结构剖视示意图。

其中的附图标记说明：

1.穿戴本体；2.微机电系统显示单元；21.微机电像素单元；211.开关元件；2111.悬臂电极；212.光栅；213.彩膜层；22.背光源；221.光源；222.导光板；223.反射片。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种穿戴显示装置作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种穿戴显示装置，如图1和图2所示，包括穿戴本体1和微机电系统显示单元2，微机电系统显示单元2设置在穿戴本体1上，微机电系统显示单元2包括多个微机电像素单元21，多个微机电像素单元21呈阵列分布在穿戴本体1上，多个微机电像素单元21能显示整幅图像。即多个微机电像素单元21能共同显示整幅图像。

通过将微机电系统显示单元2设置在穿戴本体1上，使穿戴本体1能用于显示，由于微机电系统显示单元2不涉及偏光问题，无需设置偏振光分束器，所以能使穿戴显示装置更加轻薄，同时还能降低穿戴显示装置的功耗；另外，微机电系统显示单元2既能使穿戴本体1用于显示，又能在不显示时使穿戴本体1正常发挥其自身的作用，与OLED显示产品相比，微机电系统显示单元2不存在封装困难的问题，且寿命较长，从而使穿戴显示装置也不存在封装困难的问题，且寿命较长。

其中，微机电像素单元21包括开关元件211和光栅212，开关元件211设置在穿戴本体1与光栅212之间，开关元件211与光栅212电连接，开关元件211用于控制光栅212移动，光栅212能通过移动控制通过其本身的透光量，以使微机电像素单元21显示相应图像。

本实施例中，光栅212包括相互覆叠的第一层窗格和第二层窗格，第一层窗格和第二层窗格的大小和形状相同，第一层窗格和第二层窗格之间能在开关元件211的控制下相对移动。通过第一层窗格和第二层窗格的相对移动，调整由双层窗格拼接形成的实际透光窗格的大小，从而控制光栅212的透光量。

本实施例中，开关元件211包括薄膜晶体管和悬臂电极2111，薄膜晶体管的漏极与悬臂电极2111电连接，悬臂电极2111与第一层窗格电连接，薄膜晶体管能通过开启和关闭控制悬臂电极2111通电和断电，悬臂电极2111能在通电时使第一层窗格相对第二层窗格移动，并能在断电时使第一层窗格和第二层窗格重合。悬臂电极2111在通电时能推动第一层窗格移动，从而使第一层窗格能相对第二层窗格移动。悬臂电极2111在断电时，第一层窗格能在悬臂电极2111上的复位机构的带动下回到其原来的位置，在该位置上，第一层窗格和第二层窗格相互重合。

当第一层窗格相对第二层窗格移动时，光栅212的透光量发生变化，对应各个微机电像素单元21的光栅212的透光量不同，使各个微机电像素单元21能分别显示不同的图像，从而实现微机电系统显示单元2对整幅图像的显示。当第一层窗格和第二层窗格相互重合时，光栅212的透光量最大，每个微机电像素单元21中的光栅212均处于透光量最大的透光状态，此时，微机电像素单元21不显示图像，且光栅212处于透光量最大的透光状态能使穿戴本体1正常发挥其自身的作用。

本实施例中，微机电系统显示单元2还包括行驱动电路和列驱动电路，行驱动电路与薄膜晶体管的栅极电连接，用于逐行驱动薄膜晶体管的开启或关闭；列驱动电路与薄膜晶体管的源极电连接，用于逐列输入控制第一层窗格相对第二层窗格移动的信号。行驱动电路和列驱动电路能够协助微机电像素单元21实现整个微机电系统显示单元2的图像显示功能。

本实施例中，微机电像素单元21还包括彩膜层213，彩膜层213设置在穿戴本体1与开关元件211之间，彩膜层213用于使微机电像素单元21实现彩色显示。

需要说明的是，彩膜层213也可以设置在开关元件211与光栅212之间，同样能实现微机电像素单元21的彩色显示。

本实施例中，穿戴本体1为眼镜，微机电像素单元21设置在眼镜的镜片外侧。如此设置，使得眼镜既能用于显示图像，又能用于作为眼镜使用。

需要说明的是，穿戴本体1也可以是头盔，微机电像素单元21设置在头盔的对应人眼部位的外侧面上。即头盔既能用于显示图像，又能用于作为头盔使用。当然，穿戴本体1也可以是其他的能够穿戴的器件，如手表，项链等的可穿戴器件，微机电系统显示单元2的设置能使这些可穿戴器件既能用于显示，又能用于发挥其自身的作用。

另外需要说明的是，本实施例中的微机电系统显示单元2利用环境光进行显示，即微机电系统显示单元2通过对透过眼镜镜片的环境光的光量进行控制从而实现图像的显示，无需设置背光源，从而使该穿戴显示装置的厚度大大减薄，重量也更加轻。但在黑暗无光的环境中(即没有光线的环境中)，该穿戴显示装置无法进行显示。

实施例2：

本实施例提供一种穿戴显示装置，与实施例1不同的是，如图3所示，微机电系统显示单元2还包括背光源22，背光源22包括光源221和导光板222；光源221设置在眼镜的镜片边缘，导光板222设置在眼镜的镜片与微机电像素单元21之间；光源221发出的光线入射至导光板222，从导光板222出射的光线入射至微机电像素单元21。

如此设置，能够大大减小穿戴显示装置的厚度，同时，由于背光源22的设置，使该穿戴显示装置的显示效果更佳，且该穿戴显示装置在任何环境中都能够进行显示，不再受是否有环境光的影响。

本实施例中，背光源22还包括反射片223，反射片223设置在眼镜的镜片与导光板222之间；反射片223用于将光源221照射到其上的光线反射至导光板222。如此设置，能使光源221发出的光线得到有效的利用，同时，还能提升穿戴显示装置的显示效果。

需要说明的是，反射片223不会阻挡人眼透过眼镜镜片的观看，即在穿戴显示装置不显示时，其仍然能够发挥其自身的穿戴作用。

另外需要说明的是，当穿戴本体1为头盔时，光源221设置在头盔的对应人眼部位的边缘，导光板222设置在头盔的对应人眼的部位与微机电像素单元21之间；反射片223设置在头盔的对应人眼的部位与导光板222之间。如此设置，同样能使头盔在作为穿戴显示装置时具备上述眼镜作为穿戴显示装置时的有益效果，此处不再赘述。

本实施例中穿戴显示装置的其他结构与实施例1中相同，此处不再赘述。

实施例1-2的有益效果：实施例1-2中所提供的穿戴显示装置，通过将微机电系统显示单元设置在穿戴本体上，使穿戴本体能用于显示，由于微机电系统显示单元不涉及偏光问题，无需设置偏振光分束器，所以能使穿戴显示装置更加轻薄，同时还能降低穿戴显示装置的功耗；另外，微机电系统显示单元既能使穿戴本体用于显示，又能在不显示时使穿戴本体正常发挥其自身的作用，与OLED显示产品相比，微机电系统显示单元不存在封装困难的问题，且寿命较长，从而使穿戴显示装置也不存在封装困难的问题，且寿命较长。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种穿戴显示装置，其特征在于，包括穿戴本体和微机电系统显示单元，所述微机电系统显示单元设置在所述穿戴本体上，所述微机电系统显示单元包括多个微机电像素单元，多个所述微机电像素单元呈阵列分布在所述穿戴本体上，多个所述微机电像素单元能显示整幅图像；

所述微机电像素单元包括开关元件和光栅，所述开关元件设置在所述穿戴本体与所述光栅之间，所述开关元件与所述光栅电连接，所述开关元件用于控制所述光栅移动，所述光栅能通过移动控制通过其本身的透光量，以使所述微机电像素单元显示相应图像；

所述光栅包括相互覆叠的第一层窗格和第二层窗格，所述第一层窗格和所述第二层窗格的大小和形状相同，所述第一层窗格和所述第二层窗格之间能在所述开关元件的控制下相对移动；

所述开关元件包括薄膜晶体管和悬臂电极，所述薄膜晶体管的漏极与所述悬臂电极电连接，所述悬臂电极与所述第一层窗格电连接，所述薄膜晶体管能通过开启和关闭控制所述悬臂电极通电和断电，所述悬臂电极能在通电时使所述第一层窗格相对所述第二层窗格移动，并能在断电时使所述第一层窗格和所述第二层窗格重合；

并且，所述微机电系统显示单元还包括行驱动电路和列驱动电路，所述行驱动电路与所述薄膜晶体管的栅极电连接，用于逐行驱动所述薄膜晶体管的开启或关闭；所述列驱动电路与所述薄膜晶体管的源极电连接，用于逐列输入控制所述第一层窗格相对所述第二层窗格移动的信号。

2.根据权利要求1所述的穿戴显示装置，其特征在于，所述微机电像素单元还包括彩膜层，所述彩膜层设置在所述穿戴本体与所述开关元件之间，或者，所述彩膜层设置在所述开关元件与所述光栅之间，所述彩膜层用于使所述微机电像素单元实现彩色显示。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的穿戴显示装置，其特征在于，所述穿戴本体包括眼镜或头盔，所述微机电像素单元设置在所述眼镜的镜片外侧，或者，所述微机电像素单元设置在所述头盔的对应人眼部位的外侧面上。

4.根据权利要求3所述的穿戴显示装置，其特征在于，所述微机电系统显示单元还包括背光源，所述背光源包括光源和导光板；

所述光源设置在所述眼镜的镜片边缘，所述导光板设置在所述眼镜的镜片与所述微机电像素单元之间；或者，所述光源设置在所述头盔的对应人眼部位的边缘，所述导光板设置在所述头盔的对应人眼的部位与所述微机电像素单元之间；

所述光源发出的光线入射至所述导光板，从所述导光板出射的光线入射至所述微机电像素单元。

5.根据权利要求4所述的穿戴显示装置，其特征在于，所述背光源还包括反射片，所述反射片设置在所述眼镜的镜片与所述导光板之间；或者，所述反射片设置在所述头盔的对应人眼的部位与所述导光板之间；

所述反射片用于将所述光源照射到其上的光线反射至所述导光板。