CN106526848A - 近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述显示装置包括一显示机构、一光处理机构以及设有一观看部，所述光处理机构被设置于所述显示机构的光线路径，其中所述显示机构在响应数字数据的输入时主动地产生用于呈现虚拟影像的光线，所述光线被所述光处理机构处理和反射以自所述观看部投射到使用者的视线范围内，从而在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

Description

近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法

技术领域

本发明涉及一光学成像装置，特别涉及一近眼式显示设备以及用于近眼式显示设备的一显示装置。此外，本发明还涉及一影像显示方法，其中所述影像显示方法能够将用于呈现虚拟影像的光线投射到使用者的视线范围内，以呈现虚拟影像。

背景技术

随着网络社会的建立，人们对于网络及网络互联的相关技术的依赖日益增强，在市场的这种强烈需求的刺激下，作为智能终端的便携式电子设备，例如智能手机，开始被大规模的推广和普及。近年来，随着智能手机的创新空间逐渐收窄和市场需求的饱和以及人们对于增强现实技术(Augmented Reality，AR)的需求，使得更多的研究机构和研究人员开始将研究方向和更多的精力投入到可穿戴设备的技术攻关和研发。

可穿戴设备通常是指能够被直接穿戴或者佩戴在使用者的身上以随身携带和使用的设备，目前，可穿戴设备主要包括穿戴式和佩戴式两种，穿戴式的可穿戴设备例如智能手表，其并不能够将虚拟影像直接地投射到使用者的视线范围内，佩戴式的可穿戴设备例如智能眼镜，其能够将虚拟影像直接地投射到使用者的视线范围内，以期望在使用者的视线范围内将虚拟影像和真实影像融合在一起，以达到更好的体验。也就是说，佩戴式的可穿戴设备能够用于增强现实，其中佩戴式的可穿戴设备主要由供电系统、显示系统、交互系统以及其他的结构件等机构组成，相对于智能手机，佩戴式的可穿戴设备对于尺寸的要求更加的苛刻，市场需要这种佩戴式的可穿戴设备具有更小、更轻、更薄的尺寸以便于使其被集成，另外，佩戴式的可穿戴设备被要求具有更长时间的续航能力以便与其被应用。

可以理解的是，可穿戴设备的续航能力与显示系统的耗电性能具有密切的关系，也就是说，显示系统是可穿戴设备中耗电量最大的元器件。现有技术的可穿戴设备的显示系统采用的是LCOS(Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶显示 器)模块作为信号源，其中LCOS技术的由LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)技术与半导体集成电路技术有机结合而形成的显示技术，其因为具有小尺寸和高分辨率的双重特点而在现有技术的可穿戴设备中被广泛地采用。现有技术的可穿戴设备采用的LCOS模块作为信号源具有诸多的缺陷，首先，LCOS模块本身并不会产生光线，因此现有技术的可穿戴设备想要将LCOS模块承载的影像信息投射到使用者的视线范围内就需要匹配一个光源以使光源产生的光线照亮LCOS模块，而光源的配置不可避免地造成了电能的耗损，以至于影像了可穿戴设备的续航能力。其次，光源的配置增加了可穿戴设备的尺寸和重量，导致可穿戴设备的设计灵活度下降，例如被配置了光源的可穿戴设备被集成到眼镜时，可导致眼镜的尺寸和重量增加，使用者佩戴该眼镜会造成不适，例如使用者会明显地感觉到眼镜给鼻梁带来的压迫感。再次，由于光的传播特性使得光源无法被配置在LCOS模块的正前方，而是采用折射的原理来使光源产生的光线被通过折射后照射到LCOS模块上，这不仅会造成现有技术的可穿戴设备的结构复杂度并引起可穿戴设备的制造成本和销售价格的居高不下，更重要的是，当可穿戴设备被使用在较亮的使用环境时，例如可穿戴设备被使用的环境时光照条件好的白天或者光线明亮的室内，光源产生的光线的亮度在传导的过程中将被环境光(自然光或者灯光)削弱并受到环境光的干扰，而这种情况的出现会造成LCOS模块因为亮度低而影响其显示效果。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述近眼式显示设备的所述显示装置是主动发光机构，其能够主动地产生用于呈现虚拟影像(例如图像或者视频)的第一光线，和将所述第一光线投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述显示装置产生的所述第一光线在从所述显示装置被投射到使用者的视线范围的过程中能够避免被环境光干扰，通过这样的方式，一方面能够保证所述近眼式显示设备在被使用时的稳定性，另一方面能够使所述近眼式显示设备在光线较亮的使用环境中使用，从而扩大所述近眼式显示设备的使用范围。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方 法，其中所述近眼式显示设备的所述显示装置能够被保持于使用者的近眼位置，例如所述显示装置能够被保持于使用者的眼前位置，从而所述显示装置能够在使用者的眼前位置将所述第一光线投射到使用者的视线范围内，以在视线范围内呈现虚拟影像。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述近眼式显示设备提供一支撑装置，所述显示装置被设置于所述支撑装置，所述支撑装置用于将所述显示装置保持于使用者的近眼位置。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述支撑装置能够被使用者佩戴于头部，并且使所述显示装置被保持于使用者的近眼位置。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述近眼式显示设备的所述显示装置是主动发光机构，从而在所述近眼式显示设备的内部不需要被配置额外的光源，通过这样的方式，能够大幅度地降低所述近眼式显示设备的能耗，以提高所述近眼式显示设备的续航能力。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，所述近眼式显示设备不需要被配置额外的光源，从而使得所述近眼式显示设备能够更加的小巧和轻便，以便于使所述近眼式显示设备特别适于被佩戴于使用者的头部。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述近眼式显示设备的所述显示装置是主动发光机构，这样所述显示装置在响应数字数据的输入而产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线时所需的时间短，从而避免所述显示装置在将虚拟影像投射到使用者的视线范围内时出现拖影等影像视觉效果的情况出现。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述显示装置设有一观看部，当所述显示装置被保持于使用者的近眼位置时，所述观看部对应于使用者的眼部，例如所述观看部覆盖于使用者的眼部，从而所述第一光线能够自所述观看部被投射到使用者的视线范围内，以呈现虚拟影像。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述显示装置设有一取景窗，当所述显示装置被保持于使用者的近眼位 置时，被现实环境反射的光线自所述取景窗进入所述显示装置和自所述观看部被投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现真实影像。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述显示装置能够使虚拟影像和真实影像在使用者的视线范围内相互融合，以增强现实。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述显示装置包括一显示机构和一光处理机构，所述显示机构主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线，和投射所述第一光线，所述光处理机构被设置于所述第一光线的光线路径，并且所述光处理机构使所述第一光线自所述观看部被投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述影像显示方法用于将虚拟影像投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

本发明的一个目的在于提供一近眼式显示设备及其显示装置和影像显示方法，其中所述影像显示方法能够在不影响使用者观察现实环境的情况下，将虚拟影像和现实环境的真实影像在使用者的视线范围内相互融合。

本发明的所述显示装置，其包括一显示机构和一光处理机构以及设有一观看部，所述显示机构是主动发光机构，其能够响应数字数据的输入而主动地产生用于呈现虚拟影像的一第一光线，和投射所述第一光线，所述光处理机构被设置于所述第一光线的光线路径，并且所述光处理机构用于使所述第一光线中的一部分自所述观看部投射到使用者的视线范围内，从而在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。进一步地，所述显示装置还包括一光传导机构，所述光传导机构进一步包括一第一传导元件和一第二传导元件，所述显示机构被设置于所述第一传导元件的入光侧，所述光处理机构包括一偏振分光器、一玻片以及一反射元件，所述偏振分光器被倾斜地设置于所述第一传导元件和所述第二传导元件之间，并且所述偏振分光器的一个反光面对应于所述观看部，所述玻片被设置于所述反射元件和所述第二传导元件的出光侧之间，并且所述反射元件的凹反光面被设置朝向所述玻片。在所述显示装置被保持于使用者的近眼位置使用时，所述观看部覆盖于使用者的眼部，所述显示机构响应数字数据的输入而主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线，所述第一光线自所述第一传导元件的入光侧进入所述第一传导 元件传导和自所述第一传导元件的出光侧射出所述第一传导元件，所述第一光线被所述偏振分光器依据光学原理自动地分解为一P光和一S光，所述S光被所述偏振分光器的一个反射面反射，所述P光在穿过所述偏振分光器后继续沿着所述第一光线的光线路径自所述第二传导元件的入光侧进入所述第二传导元件传导和自所述第二传导元件的出光侧射出所述第二传导元件，后续所述P光在第一次穿过所述玻片后被投射到所述反射元件的所述凹反射面，以使所述P光沿着所述第一光线的光线路径反射传导和放大形成虚像，后续所述P光在第二次穿过所述玻片后依据光学原理被转化为所述S光，所述S光自所述第二传导元件的出光侧进入所述第二传导元件传导和自所述第二传导元件的入光侧射出所述第二传导元件，再后续所述S光被所述偏振分光器的另一个反射面反射，进而自所述观看部将所述S光投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

本发明的所述显示装置的所述显示机构是主动发光机构，相对于现有技术的显示系统，本发明的所述显示装置不需要额外地配置光源，这样的方式使得本发明的所述显示装置具有明显的优势：

第一，所述显示装置不需要被配置额外的光源等耗电元器件，从而使得所述显示装置的能耗大幅度地降低和使所述显示装置的续航能力得到大幅度地提升，以便于所述显示装置能够被长时间地使用。

第二，所述显示装置不需要被配置额外的光源等耗电元器件，从而使得所述显示装置的体积小巧和重量轻便，从而使得所述显示装置能够方便地被集成，例如当所述显示装置被集成到眼镜或者眼箱时，由于所述显示装置的体积小、质量轻，使用者在佩戴眼镜或者眼箱以使所述显示装置被保持于使用者的近眼位置时，所述显示装置不会给使用者造成负担，尤其不会使使用者的鼻梁位置感受到压力。

第三，所述显示机构是主动发光机构，所述显示机构在响应数字数据的输入时能够主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线，通过这样的方式，不仅能够提高所述显示装置的响应速度而提供所述显示装置的呈现的虚拟影像的质量，而且还能够避免所述第一光线在传导的过程中被环境光干扰，从而即便是在较亮的环境中使用时，也能够保证所述显示装置的亮度和色彩度。

进一步地，所述显示装置还设有一取景窗，所述取景窗和所述观看部相对应 地分别设于所述显示装置的相对侧，被现实环境反射的所述第二光线自所述取景窗进入所述显示装置和自所述观看部被投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现真实影像。也就是说，本发明的所述显示装置允许虚拟影像和真实影像在使用者的视线范围内相互融合，以增强现实。

为了达到上述目的，本发明提供一显示装置，其设有一观看部以适于覆盖于使用者的眼部，其中所述显示装置包括：

一显示机构，所述显示机构主动地产生用于呈现虚拟影像的一第一光线和投射所述第一光线；和

一光处理机构，所述光处理机构包括沿着所述第一光线的光线路径被依次设置的一偏振分光器、一玻片以及一反射元件，其中所述偏振分光器被倾斜地设置和对应于所述观看部，所述反射元件在对应于所述玻片的侧部形成一凹反射面，其中所述第一光线被所述偏振分光器分解为一P光和一S光，所述偏振分光器反射所述S光和允许所述P光穿过，所述P光在第一次穿过所述玻片后被所述凹反射面反射，被反射的所述P光在第二次穿过所述玻片后被转化为所述S光，后续，所述S光被所述偏振分光器反射以自所述观看部投射到使用者的视线范围内，从而呈现虚拟影像。

根据本发明的一个优选的实施例，所述显示装置还设有一取景窗，所述取景窗和所述观看部相对应地分别设于所述显示装置的相对侧，其中被现实环境反射的一第二光线自所述取景窗进入所述显示装置和自所述观看部投射到使用者的视线范围内，从而呈现真实影像。

根据本发明的一个优选的实施例，所述显示装置还包括一光传导机构，其中所述光传导机构进一步包括一第一传导元件和一第二传导元件，所述显示机构被设置于所述第一传导元件的入光侧，所述玻片被设置于所述第二传导元件的出光侧，所述偏振分光器被设置于所述第一传导元件的出光侧和所述第二传导元件的入光侧之间。

根据本发明的一个优选的实施例，所述偏振分光器具有一第一反射面和一第二反射面，所述偏振分光器被设置使所述第一反射面贴合于所述第一传导元件的出光侧和使所述第二反射面贴合于所述第二传导元件的入光侧。

根据本发明的一个优选的实施例，所述偏振分光器是一偏振分光棱镜或者一偏振分光膜

根据本发明的一个优选的实施例，所述偏振分光器的倾斜角度是45度。

根据本发明的一个优选的实施例，所述第一传导元件的纵截面形状是梯形，所述第二传导元件的纵截面形状是梯形或者三角形。

根据本发明的一个优选的实施例，所述光处理机构还包括至少一增透膜，每个所述增透膜相互重叠地设置于所述第一传导元件的入光侧和所述显示机构之间。

根据本发明的一个优选的实施例，所述增透膜的数量是四层。

根据本发明的一个优选的实施例，所述显示机构是一OLED显示机构。

根据本发明的一个优选的实施例，所述反射元件是一平凸透镜，其中所述反射元件进一步具有一平面、一凸面以及一反射膜，所述平面和所述凸面相对应，并且所述反射元件被设置使所述平面贴合于所述玻片，所述反射膜被设置于所述凸面的外表面，从而在所述凸面的内表面形成所述凹反射面。

根据本发明的一个优选的实施例，所述反射元件还具有一保护膜，所述保护膜重叠地设于所述反射膜。

根据本发明的一个优选的实施例，所述反射膜是铝膜或者银膜。

根据本发明的一个方面，本发明还提供一近眼式显示设备，其包括至少一显示装置；和一支撑装置，每个所述显示装置分别被设置于所述支撑装置，所述支撑装置用于将每个所述显示装置保持于使用者的近眼位置，并使每个所述显示装置的所述观看部覆盖于使用者的眼部。

根据本发明的一个优选的实施例，所述支撑装置是一眼镜，所述显示装置被设置于所述眼镜的镜框。

根据本发明的一个优选的实施例，所述支撑装置是一眼箱，其适合于被佩戴于使用者的头部。

根据本发明的一个优选的实施例，所述支撑装置是一头盔，其适合于被佩戴于使用者的头部或者头部上方。

根据本发明的一个优选的实施例，所述支撑装置是一耳机，并且所述支撑装 置进一步包括一耳机本体和一支承部，所述支承部被可调地设置于所述耳机本体，所述耳机本体适合于被佩戴于使用者的头部，所述显示装置被设置于所述支撑部。

根据本发明的一个方面，本发明还提供一通过一显示装置显示影像的方法，其中所述显示装置设有一观看部，其中所述影像显示方法包括如下步骤：

(a)通过一显示机构主动地产生用于呈现虚拟影像的一第一光线和投射所述第一光线；

(b)所述第一光线在通过一偏振分光器时被分解为一P光和一S光，并且所述偏振分光器反射所述S光和允许所述P光穿过；

(c)通过一凹反射面反射穿过所述偏振分光器的所述P光；

(d)将所述P光转化为所述S光；以及

(e)所述偏振分光器反射所述S光，以使所述S光自所述观看部被投射到使用者的视线范围内，以呈现虚拟影像。

根据本发明的一个优选的实施例，所述显示装置还包括一取景窗，所述取景窗与所述观看部相对应设于所述显示装置的相对侧，被现实环境反射的一第二光线自所述取景窗进入所述显示装置和自所述观看部被投射到使用者的视线范围内，以呈现真实影像。

根据本发明的一个优选的实施例，在所述步骤(c)之前使穿过所述偏振分光器的所述P光第一次穿过一玻片，和在所述步骤(d)中使被所述凹反射面反射的所述P光第二次穿过所述玻片，从而使所述P光转化为所述S光。

根据本发明的一个优选的实施例，在上述方法中，在所述偏振分光器和所述凹反射面之间设置所述玻片，从而穿过所述偏振分光器的所述P光在正向和反向传导的过程中两次穿过所述玻片。

根据本发明的一个优选的实施例，在上述方法中，所述偏振分光器被倾斜地设置，从而在所述步骤e中的，所述偏振分光器能够将所述S光自被设于所述显示装置的侧部的所述观看部投射到使用者的视线范围内。

根据本发明的一个优选的实施例，在上述方法中，使所述显示机构产生的所述第一光线在穿过所述偏振分光器之前先穿过至少一增透膜。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一增强现实装置，其包括一信号源设备和一近眼式显示设备，所述近眼式显示设备被通信地连接于所述信号源设 备。在一个实施例中，所述信号源设备被预存有数字信号，例如所述信号源设备可以是手机、MP3等具有存储和播放数字信号的能力的设备，所述信号源设备能够将所述数字信号载有的虚拟影像通过所述显示机构产生的用于呈现虚拟影像的光线投射到使用者的视线范围内，从而使虚拟影像在使用者的视线范围内重现。在另一个实施例中，所述信号源设备还可以是一个摄像模组，以用于随时地获取影像并将其转化为数字信号，从而在后续通过所述显示装置将其投射到使用者的视线范围内。

附图说明

图1是根据本发明的第一个优选实施例的显示装置的框图示意图。

图2是根据本发明的上述优选实施例的显示装置在使用者的视线范围内呈现虚拟影像的原理示意图。

图3是根据本发明的第二个优选实施例的显示装置的立体示意图。

图4是根据本发明的上述优选实施例的显示装置的分解示意图。

图5是根据本发明的上述优选实施例的显示装置沿着中间位置剖开后的结构示意图。

图6是根据本发明的上述优选实施例的显示装置的框图示意图。

图7是根据本发明的上述优选实施例的显示装置在使用者的视线范围内呈现虚拟影像的原理示意图。

图8是根据本发明的上述优选实施例的显示装置在使用者的视线范围内呈现虚拟影像的流程示意图。

图9是根据本发明的上述优选实施例的一个变形实施方式的显示装置在使用者的视线范围内呈现虚拟影像的原理示意图。

图10是根据本发明的上述优选实施例的上述变形实施方式的显示装置在使用者的视线范围内呈现虚拟影像的流程示意图。

图11是根据发明的上述优选实施例的影像显示方法的流程示意图。

图12是根据本发明的上述优选实施例的显示装置组成的近眼式显示设备的第一个实施例，其描述了近眼式显示设备被佩戴于使用者的头部的立体状态。

图13是根据本发明的上述优选实施例的显示装置组成的近眼式显示设备的第一个实施例，其描述了近眼式显示设备被佩戴于使用者的头部的俯视状态。

图14是图13的S位置的局部放大示意图。

图15是根据本发明的上述优选实施例的显示装置组成的近眼式显示设备的第二个实施例，其描述了近眼式显示设备被佩戴于使用者的头部的立体状态。

图16是根据本发明的上述优选实施例的显示装置组成的近眼式显示设备的第二个实施例，其描述了近眼式显示设备被佩戴于使用者的头部的剖开状态。

图17是根据本发明的上述优选实施例的显示装置组成的近眼式显示设备的第三个实施例，其描述了近眼式显示设备被佩戴于使用者的头部的立体状态。

图18是根据本发明的上述优选实施例的显示装置组成的近眼式显示设备的第三个实施例，其描述了近眼式显示设备被佩戴于使用者的头部的剖开状态。

图19是根据本发明的上述优选实施例的显示装置组成的近眼式显示设备的第四个实施例，其描述了近眼式显示设备被佩戴于使用者的头部的一个使用状态。

图20是根据本发明的上述优选实施例的显示装置组成的近眼式显示设备的第四个实施例，其描述了近眼式显示设备被佩戴于使用者的头部的另一个使用状态。

图21是根据本发明的上述优选实施例的显示装置组成的近眼式显示设备的第五个实施例，其描述了近眼式设备被使用时的立体状态。

图22是根据本发明的上述优选实施例的近眼式显示设备组成的增强现实装置的原理示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

参考附图之图1，依据本发明的第一个优选实施例的显示装置1A将被阐明，其中所述显示装置1A在被使用时能够被保持于使用者的近眼位置，以将所述显示装置1A在响应数字数据的输入时产生的用于呈现虚拟影像(例如图像或者视频)的一第一光线100A投射到使用者的视线范围内，从而在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

具体地说，所述显示装置1A包括一显示机构10A和一光处理机构20A以及设有一观看部30A，在所述显示装置1A被保持于使用者的近眼位置使用时，所述观看部30A覆盖于使用者的眼部，所述显示机构10A能够响应数字数据的输入而主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线100A，所述光处理机构20A被设置于所述第一光线100A的光线路径，并且所述光处理机构20A使所述第一光线100A自所述观看部30A投射到使用者的视线范围内，从而在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

所述光处理机构20A进一步包括一偏振分光器21A、一玻片22A以及一反射元件23A，如图2所示，所述显示机构10A、所述偏振分光器21A、所述玻片22A和所述反射元件23A沿着同轴方向被间隔地设置，如图2示出的x轴方向。换句话说，在图2中自右向左依次被设置所述显示机构10A、所述偏振分光器21A、所述玻片22A和所述反射元件23A，并且所述显示机构10A的中心轴线、所述偏振分光器21A的中心轴向、所述玻片22A的中心轴线和所述反射元件23A的中心轴向重合。所述偏振分光器21A具有一第一反射面211A和一第二反射面212A，其中所述偏振分光器21A被倾斜地设置于所述显示机构10A和所述玻片22A之间，并且所述偏振分光器21A被设置使所述偏振分光器21A的所述第一反射面211A朝向所述显示机构10A所在的方向，和使所述偏振分光器21A的所述第二反射面212A朝向所述玻片22A和所述观看部30A所在的一侧。所述反射元件23A具有一凹反射面231A，所述反射元件23A的所述凹反射面231A对应于所述玻片22A，当所述第一光线100A或者所述第一光线100A的一部分投射到所述反射元件23A的所述凹反射面231A时，所述反射元件23A的所述凹反射面231A使所述第一光线100A或者所述第一光线100A的该部分沿着所述第一光线100A的光线路径反向传导，也就是说，所述反射元件23A的所述凹反射面231A能够改变所述第一光线100A或者所述第一光线100A的该部分，以使其沿着原先的光线路径反向传导。

本领域的技术人员能够理解，在本发明的这个优选的实施例提供的所述显示装置1A中，所述显示机构10A在响应数字数据的输入而主动地产生的用于呈现虚拟影像的所述第一光线100A在空气介质中沿着所述第一光线100A的光线路径正向和反向地传导。

所述显示机构10A可以是任何能够在响应数字数据的输入时主动地产生用 于呈现虚拟影像的所述第一光线100A的主动发光机构，例如在本发明的这个优选的实施例中，所述显示机构10A可以被实施为一OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示机构10A。具体地，所述显示机构10A被设置有一个空穴传输层、一个发光层以及一个电子传输层，当被提供的电力为所述显示机构10A提供合适的电压时，正极空穴与阴极电荷在空穴传输层、电子传输层和发光层的相互作用下在发光层内向结合，产生光亮，其根据数字数据所携带的影像的特征而产生红、绿和蓝的RGB三原色，从而构成基本的色彩，由于在所述显示机构10A的不同位置产生的色彩和亮度不同，和在所述显示机构10A的同一位置在不同时间产生的色彩和亮度也不同，从而所述显示机构10A主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线100A。相对于现有技术的显示系统来说，本发明的所述显示装置1A的所述显示机构10A不需要被配置额外的照明部分，从而一方面能够减少所述显示装置1A的电能耗损和减轻所述显示装置1A的重量，另一方面还能够避免所述显示装置1A在被使用的过程中所述第一光线100A被环境光干扰而出现影响所述显示装置1A的投射的虚拟影像的质量的问题，以保证所述显示装置1A的可靠性和稳定性。

所述光处理机构20的所述偏振分光器21能够依据光学原理将所述第一光线100A分解为一P光110A和一S光120A，并且所述偏振分光器21A允许所述P光110A穿过和反射所述S光120A，值得一提的是，所述偏振分光器21A的所述第一反射面211A和所述第二反射面212A均能够反射所述S光120A。当所述P光110A在两次穿过所述玻片22A时会依据光学原理被自动地转化为所述S光120A，值得一提的是，所述玻片22A可以是任何能够在所述P光110A两次穿过时将其转化为所述S光120A的机构，优选地，所述玻片22A被实施为一1/4玻片22A。

具体地说，如图2所示，当所述显示装置1被保持于使用者的近眼位置使用时，所述观看部30A覆盖于使用者的眼部的位置。所述显示机构10A在响应数字数据的输入时能够主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线110A，所述第一光线100A沿着光线路径传导和被投射到所述偏振分光器21A，所述偏振分光器21A将所述第一光线100A依据光学原理分解为所述P光110A和所述S光120A，并且所述S光120A被所述偏振分光器21A的所述第一反射面211A反射，所述P光110A在穿过所述偏振分光器21A之后沿着原先的光线路径继续传导，后续所述P光110A在第一次穿过所述玻片22A后被投射到所述反射元件23A的所述凹 反射面231A，从而所述P光110A被所述反射元件23A的所述凹反射面231A反射和被放大形成虚像以及使所述P光110A沿着原先的光线路径反向传导，再后续，反向传导的所述P光110A在第二次穿过所述玻片22A时被所述玻片22A依据光学原理自动地转化为所述S光120A，当所述S光120A被投射到所述偏振分光器21A时，所述S光120A被所述偏振分光器21A的所述第二反射面212A反射以使所述S光120A自所述观看部30A投射到使用者的视线范围内，从而在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

本领域的技术人员能够理解，被所述偏振分光器21A的所述第一反射面211A反射的所述S光120A能够被所述显示装置1A的其他元件或者吸光层吸收，以避免在所述第一光线100A的光线路径中出现杂散光。例如在本发明的一个实施例中，用于固定所述显示机构10A和所述光处理机构20A的壳体的内表面或者外表面可有形成一层用于吸收被反射的光线的吸光层，通过这样的方式，能够避免在所述第一光线100A的光线路径中出现咋散热光，从而保证所述显示装置1A投射的虚拟影像的质量。

另外，本发明的所述显示装置1A还可以设有一取景窗40A，所述取景窗40A和所述观看部30A相对应地分别被设于所述显示装置1A的相对侧，并且所述偏振分光器21A的所述第一反射面211A朝向所述取景窗40A。当所述显示装置1A被保持于使用者的近眼位置使用时，所述观看部30A覆盖于使用者的眼部，所述取景窗40A朝向现实环境，从而所述显示机构10A产生的用于呈现虚拟影像的所述第一光线100A能够自所述观看部30A投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现虚拟影像，被现实环境反射的一第二光线200A能够自所述取景窗40A进入所述显示装置1和自所述观看部30A投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现真实影像。也就是说，本发明的所述显示装置1A允许虚拟影像和真实影像在使用者的视线范围内相互融合，以增强现实。

参考图3至图8，依据本发明的第二个优选实施例的显示装置1被阐明。所述显示装置1包括一显示机构10、一光处理机构20、一光传导机构50以及设有一观看部30。

所述光处理机构20包括一偏振分光器21、一玻片22以及一反射元件23，所述偏振分光器21具有一第一反射面211和一第二反射面212，所述反射元件23具有一凹反射面231。所述光传导机构50包括一第一传导元件51和一第二传 导元件52，所述显示机构10被设置于所述第一传导元件51的一端，所述偏振分光器21被倾斜地设置于所述第一传导元件51和所述第二传导元件52之间，并且所述偏振分光器21的所述第一反射面211朝向所述第一传导元件51，所述偏振分光器21的所述第二反射面212朝向所述第二传导元件52，所述玻片22被设置于所述反射元件23和所述第二传导元件52的端部之间，并且所述反射元件23的所述凹反射面231朝向所述玻片22。所述观看部30设于所述显示装置1的侧部，并且所述偏振分光器21的所述第二反射面212对应于所述观看部30。在本发明的这个优选的实施例中，所述观看部30被设于所述显示装置1的原理所述显示机构10的端部，本领域的技术人员可以理解的是，所述显示装置1在使用者的视线范围内呈现的虚拟影像的特征受限于所述观看部30的位置，因此，所述观看部30的具体位置需要根据实际的产品被设计。

进一步地，所述第一传导元件51具有一第一入光侧511和一第一出光侧512，所述第二传导元件52具有一第二入光侧521和一第二出光侧522。所述显示机构10被设置于所述第一传导元件51的靠近所述第一入光侧511的端部。所述偏振分光器21被设置使所述偏振分光器21的所述第一反射面211重叠地贴附在所述第一传导元件51的所述第一出光侧512和使所述第二反射面212重叠地贴附在所述第二传到元件52的所述第二入光侧521，所述玻片22的两侧分别被重叠地贴附在所述第二传导元件52的所述第二出光侧522和所述反射元件23。

本领域的技术人员能够理解，本发明的所述光传导机构50的所述第一传导元件51和所述第二传到元件52不仅能够用于传导光线，而且所述第一传导元件51和所述第二传导元件52还能够用于固定所述偏振分光器21，即所述光传导机构50的所述第一传导元件51和所述第二传导元件52是本发明的所述显示装置1的光的传播介质和用于固定所述偏振分光器21的机构。具体地说，所述第一传导元件51的所述第一出光侧512和所述第二传导元件52的所述第二入光侧521均是斜面，从而使得被设置于所述第一传导元件51和所述第二传导元件52之间的所述偏振分光器21是倾斜的。优选地，所述偏振分光器21的倾斜角度是45度。

值得一提的是，在本发明的所述显示装置1中，相邻设置的所述第一传导元件51和所述第二传导元件52形成的所述光传导机构50的纵截面是矩形的，如图5所示，但是在本发明的所述显示装置1的不同的实施方式中，所述第一传导 元件51和所述第二传导元件52的纵截面的形状可以有不同的实施方式，例如在本发明的一个具体的实施方式中，所述第一传导元件51的纵截面是梯形，所述第二传导元件52纵截面是三角形，而在本发明的另一个具体的实施方式中，所述第一传导元件51和所述第二传导元件52的纵截面均是梯形，本发明在这方面不受限制。

所述显示机构10是一个主动显示机构，其在响应数字数据的输入时能够主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线100。优选地，所述显示机构10在本发明的这个优选的实施例中被实施为一OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示机构10，其通过产生红、绿和蓝RGB三原色，来构成基本的色彩，从而产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线100。相对于现有技术的显示系统，本发明的所述显示机构10的响应速度更快，从而避免藉由所述显示装置1在使用者的视线范围内呈现的虚拟影像出现拖影的情况。另外，本发明的所述显示装置1不需要被配置额外的光源，从而一方面能够通过减少所述显示装置1的耗电量来提供所述显示装置1的续航能力，另一方面，所述显示装置1的体积小巧以便于其被集成到其他的可穿戴设备中，和重量轻以使得被配置有所述显示装置1的可穿戴设备在被使用者佩戴时不会感觉到明显的压迫感，更为重要的是，所述显示机构10产生的用于呈现虚拟影像的所述第一光线100能够避免被环境光干扰，从而即便是在光线较亮的环境中使用所述显示装置1时也能够保证所述显示机构10的亮度和色彩度，进而保证所述显示装置1在使用者的视线范围内呈现的虚拟影像的质量。

在本发明的一个实施例中，所述偏振分光器21被实施为一个棱镜或者一层膜，从而使所述偏振分光器21形成一偏振分光棱镜或者一偏振分光膜，在所述显示装置1被封装的过程中，所述偏振分光器21被设置于所述第一传导元件51的所述第一出光侧512和所述第二传导元件52的所述第二入光侧521之间，以使所述偏振分光器21被所述第一传导元件51和所述第二传导元件52固定。在本发明的另一个实施例中，所述偏振分光器31也能够通过被选择性地涂覆于所述第一传导元件51的所述第一出光侧512和所述第二传导元件52的所述第二入光侧521的材料形成。所述偏振分光器21能够将光线，例如所述第一光线100依据光学原理自动地分解为一P光110和一S光120，并且所述S光120能够被所述偏振分光器21的所述第一反射面211和所述第二反射面212反射，所述P 光110能够透过所述偏振分光器21继续传导。也就是说，所述偏振分光器21可以是任何能够依据光的偏振性将期分解为所述P光110和所述S光120的机构。

所述玻片22是一1/4玻片22，其中所述玻片22是具有一定厚度的双折射单晶薄片，所述玻片22所具有的特性是当所述P光110两次穿过所述玻片22时会依据光学原理将所述P光110转化为所述S光120而不改变其传播路径，即所述玻片22是用于改变光的偏振性而不改变光的传播路径的机构。本领域的技术人员能够理解的是，当光法向入射透过所述玻片22时，寻常光(o光)和非常光(e光)之间的位相差等于π/2或其奇数倍，当线偏振光垂直入射所述玻片22时，并且光的偏振与光轴成θ角时，线偏振光穿过所述玻片32后成椭圆偏振光，优选地，当θ＝45度时，线偏振光穿过所述玻片32后成圆偏振光。

所述反射元件23是一平凸透镜，其中所述反射元件23具有一平面232和相对于所述平面232的一凸面233，所述反射元件23的所述平面232朝向所述玻片22，优选地，所述反射元件23的所述平面232被重叠地设置于所述玻片22，并且所述反射元件23的所述凸面233在朝向所述平面232的一侧形成所述凹反射面231。在本发明的一个具体的实施方式中，所述反射元件23的所述凸面233的一侧可以被涂覆一层反射材料形成一个重叠于所述凸面233的外表面的反射膜234，从而在所述凸面233的内表面形成所述凹反射面231，例如在本发明的一个实施例中，所述反射元件23的所述凸面233的外表面被涂覆的反射材料可以是铝材料或者银材料，从而所述反射膜234是铝膜或者银膜，从而能够防止所述反射膜234吸收被投射到所述凹反射面231上的光线。更优选地，所述反射膜234的外表面进一步被涂覆一保护膜235，其用于防止所述反射膜234从所述反射元件23的所述凸面233脱落，例如所述保护膜235可以是一层墨层。

所述光处理机构20还包括至少一增透膜24，每个所述增透膜24被相互重叠地设置于所述显示机构10的显示侧和所述第一传导元件51的所述第一入光侧511之间。本领域的技术人员可以理解的是，所述增透膜24不仅可以用于增加透光量，而且还能够吸收被光学元件，例如被所述第一传导元件51反射形成的杂散光，从而保证藉由所述光传导机构50传导的用于呈现虚拟影像的所述第一光线100不被干扰。本领域的技术人员还可以理解的是，单层所述增透膜24能够增大透过其传导的光的波带宽度，本发明的所述光处理机构20可以包括四层相互重叠的所述增透膜24，以增透大部分的处于可见光波段的光，优选地，所 述增透膜24可以被镀在所述第一传导元件51的所述第一入光侧511。本领域的技术人员可以理解的是，在本发明的一个可行的实施例中，每层所述增透膜24被设置夹持于所述显示机构10的显示侧和所述第一传导元件51的所述第一入光侧511之间。

当所述显示装置1被使用时，所述显示装置1被保持于使用者的近眼位置，并且所述观看部30覆盖于使用者的眼部。如图8所示揭露了本发明的所述显示装置1在被使用者使用时的用于在使用者的视线范围内呈现虚拟影像的流程800。

在阶段801，所述显示机构10主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线100和投射所述第一光线100。所述显示机构10在响应数字数据的输入时能够主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线100和投射所述第一光线100，相对于现有技术的显示系统，本发明的所述显示机构10在响应数字数据的输入时具有更高的响应效率和显示效率，而且所述显示机构10产生的用于呈现虚拟影像的所述第一光线100能够避免被环境光干扰而引起的所述显示机构10的亮度和色彩度变暗的情况出现，这对于提高本发明的所述显示装置1在使用者的视线范围内呈现的虚拟影像的质量特别的有效。

在阶段802，所述第一光线100在穿过所述偏振分光器21时被分解为所述P光110和所述S光120，并且所述偏振分光器21反射所述S光120和允许所述P光110穿过。所述显示机构10主动地产生和投射的用于呈现虚拟影像的所述第一光线100在穿过所述增透膜24时被所述增透膜24增透，并且所述第一光线100进一步自所述光传导机构50的所述第一传导元件51的所述第一入光侧511进入所述第一传导元件51内传导和自所述第一传导元件51的所述第一出光侧512射出。后续，所述第一光线100被所述偏振分光器21依据光学原理自动地分解为所述P光110和所述S光120，并且所述S光120被所述偏振分光器21的所述第一反射面211反射，所述P光110在穿过所述偏振分光器21之后沿着原先的光线路径继续正向传导。值得一提的是，当所述P光110穿过所述偏振分光器21时，所述偏振分光器21并不改变所述P光110的光线路径。所述偏振分光器21的作用是依据光学原理自动地分解所述第一光线100为所述P光110和所述S光120以及反射所述S光120，而并不改变所述P光110的光线路径。

在阶段803，所述P光110第一次穿过所述玻片22。所述P光110在穿过所 述偏振分光器21后自所述第二传导元件52的所述第二入光侧521进入所述第二传导元件52内传导和自所述第二传导元件52的所述第二出光侧522射出，后续，所述P光110沿着原先的光线路径继续正向传导而第一次穿过所述玻片22。值得一提的是，所述玻片22仅用于改变所述P光110的偏振性而不改变所述P光110的光线路径，具体地说，所述P光110在未穿过所述玻片22之前是线偏振光，所述P光110在第一次穿过所述玻片22后是椭圆偏振光，值得一提的是，所述P光110在第一次穿过所述玻片22时的光的特性与所述P光110在未穿过所述玻片22时的光的偏振与光轴的角度有关，例如在本发明的这个优选的实施例中，当θ＝45度时，线偏振光穿过所述玻片32后成圆偏振光。

在阶段804，所述P光110被所述反射元件23的所述凹反射面231反射和放大形成虚像。所述P光110在第一次穿过所述玻片22后沿着原先的光线路径继续传导时会被投射到所述反射元件23的所述凹反射面231，此时，所述P光110被所述反射元件23的所述凹反射面231反射沿着原先的光线路径反向传导和被放大形成虚像。本领域的技术人员可以理解的是，所述反射元件23的所述凹反射面231的曲率决定了虚像被放大的倍率，其可以根据不同的需要被选择和提供。

在阶段805，所述P光110第二次穿过所述玻片22，以被转化为所述S光120。本领域的技术人员能够理解的是，所述P光110在两次穿过所述玻片22时会依据光学原理被自动地转化为所述S光120，也就是说，所述玻片22并没有改变光的传播路径，而是改变了光的偏振性。具体地，当所述P光110第二次穿过所述玻片22并被转化为所述S光120时，所述S光120的光线路径并没有被改变，而是改变了所述S光120的偏振性，被所述反射元件23的所述凹反射面231反射的所述P光110是椭圆偏振光(或者圆偏振光)，在所述P光110第二次穿过所述玻片22被转化为所述S光120时，所述S光120是线偏振光。

在阶段806，所述S光120被所述偏振分光器21反射以自所述观看部30投射到使用者的视线范围内，从而在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。由所述P光110转化形成的所述S光120自所述第二传导元件52的所述第二出光侧522进入所述第二传导元件52内传导和自所述第二传导元件52的所述第二入光侧521射出。后续，所述S光120藉由所述偏振分光器21的所述第二反射面212反射以自所述观看部30投射到使用者的视线范围内，从而在使用者的视线范围 内呈现虚拟影像。

参考图9和图10是依据本发明的上述优选实施例的一个变形实施方式提供的所述显示装置1，其进一步设有一取景窗40，所述取景窗40和所述观看部30相对应地分别被设于所述显示装置1的相对侧，当所述显示装置1被保持于使用者的近眼位置时，所述观看部30覆盖于使用者的眼部，所述取景窗40朝向和对应于现实环境，从而被现实环境反射的光线能够自所述取景窗40进入所述显示装置1，和自所述观看部30被投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现真实影像。

如图10所示本发明还揭露了上述优选实施例的所述显示装置1在使用者的视线范思内呈现虚拟影像和真实影像的流程1000。

在阶段1001，使所述显示装置1被保持于使用者的近眼位置，并且使所述观看部30和所述取景窗40分别覆盖于使用者的眼部和朝向真实环境。

在阶段1002，所述显示机构10主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线100和投射所述第一光线100。

阶段1003，所述第一光线100在穿过所述偏振分光器21时被分解为所述P光110和所述S光120，所述偏振分光器21反射所述S光120和允许所述P光110穿过。

在阶段1004，所述P光110第一次穿过所述玻片22。

在阶段1005，所述P光110被所述反射元件23的所述凹反射面231反射和放大形成虚像。

在阶段1006，所述P光110第二次穿过所述玻片22以被转化为所述S光120。

在阶段1007，所述S光120被所述偏振分光器21反射自所述观看部30投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

在阶段1008，被现实环境反射的一第二光线200自所述取景窗40进入所述显示装置1和在穿过所述偏振分光器21后自所述观看部30投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现真实影像。

本领域的技术人员能够理解的是，本发明提供的所述显示装置1能够使虚拟影像和真实影像在使用者的视线范围内相互融合，从而增强显示。

本领域的技术人员还能够理解的是，在使用者的视线范围内呈现的虚拟影像的尺寸和距离受限于所述反射元件23的所述凹反射面231的曲率以及所述光传 导机构50的长度，其中所述反射元件23的所述凹反射面231的作用是将所述P光110反射和使所述P光110的发散角变小，从而使得后续人员观看到的虚像影像变远，同时所述凹反射面231还用于将虚拟影像放大，以便于人眼在后续能够看到在使用者的视线范围内呈现的虚拟影像的内容。

在本发明中，如图9所示，设定所述光传导机构50的长度尺寸和所述偏振分光器21的厚度尺寸之和的参数为l₁，设定所述光传到机构50的折射率的参数为n，设定所述光传到机构50的宽度尺寸的参数为d，设定所述反射元件23的厚度尺寸参数是l₂，设定所述反射元件23的所述凹反射面231的曲率半径的参数为r，设定虚拟影像相对于所述显示机构10的实物影像的放大倍率的参数为β，其中所述显示机构10显示的虚拟影像经所述凹反射面231反射后形成的虚拟影像与所述凹反射面231的距离为参数l'，设定虚拟影像距离人眼的距离的参数为L，为了使所述显示装置1在使用者的视线范围内呈现的虚拟影像具有更好的品质，所述反射元件23的所述凹反射面231的曲率半径r满足函数表达式： 虚拟影像相对于所述显示机构10的实物影像的放大率β满足函数表达式：虚拟影像距离人眼的距离L满足函数表达式：

参考图11，本发明还提供一通过所述显示装置1显示影像的方法1100，其中所述影像显示方法1100包括如下步骤：

步骤1101，(a)通过一显示机构10主动地产生用于呈现虚拟影像的一第一光线100和投射所述第一光线100；

步骤1102，(b)所述第一光线100在通过一偏振分光器21时被分解为一P光110和一S光120，并且所述偏振分光器21反射所述S光120和允许所述P光穿过110；

步骤1103，(c)通过一凹反射面231反射穿过所述偏振分光器21的所述P光110；

步骤1104，(d)将所述P光110转化为所述S光120；以及

步骤1105，(e)所述偏振分光器21反射所述S光120，以使所述S光120自所述观看部30被投射到使用者的视线范围内，以呈现虚拟影像。

优选地，所述显示装置1还包括一取景窗40，所述取景窗40与所述观看部30相对应地被设于所述显示装置1的相对侧，被现实环境反射的一第二光线200自所述取景窗40进入所述显示装置1和自所述观看部30被投射到使用者的视线范围内，以呈现真实影像。

另外，本发明还提供一显示装置1的应用方法，其中所述显示装置1在使用者的近眼位置将用于呈现虚拟影像的光线投射到使用者的视线范围内，从而在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

进一步地，在上述方法中，还包括步骤：

(A)将所述显示装置1保持于使用者的近眼位置，以使所述观看部30覆盖于使用者的眼部；

(B)通过所述显示机构10主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线100和投射所述第一光线100；

(C)所述偏振分光器21将所述第一光线100分解为所述P光110和所述S光120，并且所述偏振分光器21反射所述S光120和允许所述P光110穿过；

(D)穿过所述偏振分光器21的所述P光110被所述凹反射面231反射和放大形成虚像；

(E)使被所述凹反射面231反射的所述P光110转化为所述S光120；以及

(F)所述偏振分光器21将所述S光120自所述观看部投射到使用者的是先付范围内，从而在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

进一步地，所述显示装置1还设有一取景窗40，所述取景窗40与所述观看部30相对应地分别被设于所述显示装置1的相对侧，在所述步骤(A)中，当使用者将所述显示装置1保持于近眼位置时，所述取景窗40朝向现实环境，从而被现实环境反射的所述第二光线100自所述取景窗40进入所述显示装置1和自所述观看部30投射到使用者的视线范围内，从而在使用者的视线范围内呈现真实影像，即本发明的所述显示装置1允许虚拟影像和真实影像在使用者的视线范围内相互融合，以增强现实。

值得一提的是，自所述取景窗40进入所述显示装置1的所述第二光线200在通过所述偏振分光器21时也会依据光学原理被自动地分解为所述P光110和所述S光120，从而所述S光120被所述偏振分光器21反射，所述P光110在穿过所述偏振分光器21后自所述观看部23投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现真实影像。

参考图12至图14，本发明提供一近眼式显示设备，其中所述近眼式显示设备包括至少一个所述显示装置1和一支撑装置2，每个所述显示装置1被设置于所述支撑装置2，所述支撑装置2用于将每个所述显示装置1保持于使用者的近眼位置，从而使所述显示装置1的所述观看部30能够覆盖于使用者的眼部。另外，所述显示装置1还可以被可拆卸地设置于所述支撑装置2。

值得一提的是，在本发明的一个实施例中，所述显示装置2的数量可以是一个，从而当所述显示装置1被所述支撑装置2保持于使用者的近眼位置时，所述显示装置2覆盖于使用者的单眼。在本发明的另一个实施例中，所述显示装置2的数量可以是两个，从而当所述显示装置1被所述支撑装置2保持于使用者的近眼位置时，所述显示装置2覆盖于使用者的双眼。

参考图12和图13，作为一个具体的实施例，所述支撑装置2被实施为一眼镜，从而所述支撑装置2适合于被佩戴于使用者的头部，以用于将被设置于所述支撑装置2的所述显示装置1保持于使用者的近眼位置。具体地说，所述支撑装置2包括一对镜腿61和一镜框62，每个所述镜腿61被对称地设置于所述镜框62，所述显示装置1被设置于所述镜框62。在所述支撑装置2被佩戴时，每个所述镜腿61分别位于使用者的头部两侧，所述镜框62位于使用者的面部并对应于使用者的眼部，从而被设置于所述镜框62的所述显示装置1被保持于使用者的近眼位置。进一步地，所述支撑装置2进一步包括一对镜片63，所述镜片63被设置于所述镜框62，并且所述显示装置1被对应于所述镜片63地设置于所述镜框62，从而被现实环境反射的所述第二光线200在穿过所述镜片63之后被投射到使用者的视线范围内。本领域的技术人员可以理解的是，所述显示装置1可以被设置于所述镜片63的内侧，也可以被设置于所述镜片63的外侧。本领域的技术人员还可以理解的是，所述镜片63的类型不受限制，例如所述镜片63可以是近视镜片、远视镜片、散光镜片、墨镜镜片或者以上镜片的组合。

相对于现有技术的显示系统，本发明的所述显示装置1具有更小的体积和更 轻的重量，从而当所述显示装置1被集成到被实施为所述眼镜的所述支撑装置2并且所述支撑装置2被使用者佩戴时，使用者并不会感觉到所述显示装置1产生的压迫感，例如使用者并不会感觉到所述显示装置1对于鼻梁位置产生的压迫感。

参考图13和图14，当使用者佩戴被实施为所述眼镜的所述支撑装置2时，所述显示装置1的所述观看部30覆盖于使用者的眼部，所述取景窗40对应于现实环境，所述显示装置1的所述显示机构10在响应数字数据的输入时能够主动地产生用于呈现虚拟影像的所述第一光线100，所述第一光线100通过所述光传导机构50的传导和所述光处理机构20的处理之后，会自所述观看部30被投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。同时，被现实环境反射的所述第二光线200自所述取景窗40进入所述显示装置1和自所述观看部30被投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现真实影像。也就是说，当使用者佩戴被实施为所述眼镜的所述支撑装置2时，被保持于使用者的近眼位置的所述显示装置1能够使虚拟影像和真实影像在使用者的视线范围内相互融合，以增强现实。

参考图15和图16，在本发明的这个实施例中，所述支撑装置2被实施为一眼箱，当使用者将被实施为所述眼箱的所述支撑装置2佩戴于头部时，被设置于所述支撑装置2的所述显示装置1能够被保持于使用者的近眼位置，从而所述显示装置1能够在使用者的近眼位置将虚拟影像投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。在另外的示例中，参考图17和图18，所述支撑装置2还可以被实施为一头盔，从而被实施为所述头盔的所述支撑装置2允许使用者将其套在头部或者被设置于头部的上方，从而被设置于所述支撑装置2的所述显示装置1能够在使用者的近眼位置将虚拟影像投射到使用者的视线范围内，以在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

参考图19和图20，在本发明的这个实施例中，所述支撑装置2被实施为一耳机，其适合于被佩戴于使用者的头部，以将被设置于支撑装置2的所述显示装置1被保持于使用者的近眼位置。具体地说，所述支撑装置2包括一耳机本体71和一支承部72，所述支承部72被可调地设置于所述耳机本体71，例如所述支承部72轴连接于所述耳机本体71，所述显示装置1被设置于所述支承部72。所述耳机本体71允许使用者将其佩戴于头部，所述支承部72可以被使用者自由 地调整以将所述显示装置1调整到使用者的近眼位置，通过这样的方式，使用者在使用所述近眼式显示设备时，一方面可以享受所述显示装置1在使用者的近眼位置投射到使用者的视线范围内的虚拟影像的视觉效果，另一方面还能够享受到所述耳机本体71提供的听觉效果，从而所述近眼式显示设备用于提高使用者的视听感受。

本领域的技术人员可以理解的是，所述近眼式显示设备的所述支撑装置2也可以没有被佩戴于使用者的头部，例如所述支撑装置2能够被实施为一椅子或者沙发等，当使用者躺在被实施为所述椅子或者所述沙发的所述支撑装置2上休息时，使用者可以将被设置于所述支撑装置2的所述显示装置1调整到并保持于近眼位置，以享受所述显示装置1带来的视觉效果，参考图21。

参考图22，本发明还提供一增强现实装置，所述增强实现装置包括一近眼式显示设备和一信号源提供装置3，所述信号源提供装置3被设置于所述近眼式显示设备并通信地连接于所述近眼式显示设备，当使用者佩戴所述近眼式显示设备时，所述信号源提供装置3能够随时录制真实环境的影像以将其转化为虚拟影像的数字数据并存储，从而在后续，使用者可以通过所述显示装置1在近眼位置将虚拟影像投射到使用者的视线范围内呈现影像。优选地，所述信号源提供装置3可以被实施为一摄像模组。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (26)

1.一显示装置，其设有一观看部以适于覆盖于使用者的眼部，其特征在于，所述显示装置包括：

一显示机构，所述显示机构主动地产生用于呈现虚拟影像的一第一光线和投射所述第一光线；和

一光处理机构，所述光处理机构包括沿着所述第一光线的光线路径被依次设置的一偏振分光器、一玻片以及一反射元件，其中所述偏振分光器被倾斜地设置和对应于所述观看部，所述反射元件在对应于所述玻片的侧部形成一凹反射面，

其中所述第一光线被所述偏振分光器分解为一P光和一S光，所述偏振分光器反射所述S光和允许所述P光穿过，所述P光在第一次穿过所述玻片后被所述凹反射面反射，被反射的所述P光在第二次穿过所述玻片后被转化为所述S光，后续，所述S光被所述偏振分光器反射以自所述观看部投射到使用者的视线范围内，从而在使用者的视线范围内呈现虚拟影像。

2.根据权利要求1所述的显示装置，还设有一取景窗，所述取景窗和所述观看部相对应地分别被设于所述显示装置的相对侧，其中被现实环境反射的一第二光线自所述取景窗进入所述显示装置和自所述观看部投射到使用者的视线范围内，从而在使用者的视线范围内呈现真实影像。

3.根据权利要求1或2所述的显示装置，还包括一光传导机构，其中所述光传导机构进一步包括一第一传导元件和一第二传导元件，所述显示机构被设置于所述第一传导元件的入光侧，所述玻片被设置于所述第二传导元件的出光侧，所述偏振分光器被设置于所述第一传导元件的出光侧和所述第二传导元件的入光侧之间。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其中所述偏振分光器具有一第一反射面和一第二反射面，所述偏振分光器被设置使所述第一反射面贴合于所述第一传导元件的出光侧和使所述第二反射面贴合于所述第二传导元件的入光侧。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其中所述偏振分光器是一偏振分光棱镜或者一偏振分光膜。

6.根据权利要求4所述的显示装置，其中所述偏振分光器的倾斜角度是45度。

7.根据权利要求4所述的显示装置，其中所述第一传导元件的纵截面形状是梯形，所述第二传导元件的纵截面形状是梯形或者三角形。

8.根据权利要求4所述的显示装置，其中所述光处理机构还包括至少一增透膜，每个所述增透膜相互重叠地设置于所述第一传导元件的入光侧和所述显示机构之间。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其中所述增透膜的数量是四层。

10.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中所述显示机构是一OLED显示机构。

11.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中所述玻片是1/4玻片。

12.根据权利要求1或2所述的显示装置，其中所述反射元件是一平凸透镜，其中所述反射元件进一步具有一平面、一凸面以及一反射膜，所述平面和所述凸面相对应，并且所述反射元件被设置使所述平面贴合于所述玻片，所述反射膜被设置于所述凸面的外表面，从而在所述凸面的内表面形成所述凹反射面。

13.根据权利要求3所述的显示装置，其中所述反射元件是一平凸透镜，其中所述反射元件进一步具有一平面、一凸面以及一反射膜，所述平面和所述凸面相对应，并且所述反射元件被设置使所述平面贴合于所述玻片，所述反射膜被设置于所述凸面的外表面，从而在所述凸面的内表面形成所述凹反射面。

14.根据权利要求12所述的显示装置，其中所述反射元件还具有一保护膜，所述保护膜重叠地设于所述反射膜。

15.根据权利要求12所述的显示装置，其中所述反射膜是铝膜或者银膜。

16.一近眼式显示设备，其特征在于，包括：

至少一个根据权利要求1至15中任一所述的显示装置；和

一支撑装置，每个所述显示装置分别被设置于所述支撑装置，所述支撑装置用于将每个所述显示装置保持于使用者的近眼位置，并使每个所述显示装置的所述观看部覆盖于使用者的眼部。

17.根据权利要求16所述的近眼式显示设备，其中所述支撑装置是一眼镜，所述显示装置被设置于所述眼镜的镜框。

18.根据权利要求16所述的近眼式显示设备，其中所述支撑装置是一眼箱，其适合于被佩戴于使用者的头部。

19.根据权利要求16所述的近眼式显示设备，其中所述支撑装置是一头盔，其适合于被佩戴于使用者的头部或者头部上方。

20.根据权利要求16所述的近眼式显示设备，其中所述支撑装置是一耳机，并且所述支撑装置进一步包括一耳机本体和一支承部，所述支承部被可调地设置于所述耳机本体，所述耳机本体适合于被佩戴于使用者的头部，所述显示装置被设置于所述支撑部。

21.一通过一显示装置显示影像的方法，其中所述显示装置设有一观看部，其特征在于，所述影像显示方法包括如下步骤：

(a)通过一显示机构主动地产生用于呈现虚拟影像的一第一光线和投射所述第一光线；

(b)所述第一光线在通过一偏振分光器时被分解为一P光和一S光，并且所述偏振分光器反射所述S光和允许所述P光穿过；

(c)通过一凹反射面反射穿过所述偏振分光器的所述P光；

(d)将所述P光转化为所述S光；以及

(e)所述偏振分光器反射所述S光，以使所述S光自所述观看部被投射到使用者的视线范围内，以呈现虚拟影像。

22.根据权利要求21所述的影像显示方法，其中所述显示装置还包括一取景窗，所述取景窗与所述观看部相对应设于所述显示装置的相对侧，被现实环境反射的一第二光线自所述取景窗进入所述显示装置和自所述观看部被投射到使用者的视线范围内，以呈现真实影像。

23.根据权利要求21或22所述的影像显示方法，其中在所述步骤(c)之前使穿过所述偏振分光器的所述P光第一次穿过一玻片，和在所述步骤(d)中使被所述凹反射面反射的所述P光第二次穿过所述玻片，从而使所述P光转化为所述S光。

24.根据权利要求23所述的影像显示方法，其中在上述方法中，在所述偏振分光器和所述凹反射面之间设置所述玻片，从而穿过所述偏振分光器的所述P光在正向和反向传导的过程中两次穿过所述玻片。

25.根据权利要求24所述的影像显示方法，其中在上述方法中，所述偏振分光器被倾斜地设置，从而在所述步骤e中的，所述偏振分光器能够将所述S光自被设于所述显示装置的侧部的所述观看部投射到使用者的视线范围内。

26.根据权利要求25所述的影像显示方法，其中在上述方法中，使所述显示机构产生的所述第一光线在通过所述偏振分光器之前先穿过至少一增透膜。