CN108241212A - 头戴式显示装置 - Google Patents

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郑圣珉
金汉锡
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Abstract

头戴式显示装置。公开了一种厚度能减小的头戴式显示器。该头戴式显示器包括透镜和用于向透镜提供图像的显示模块容纳单元。该显示模块容纳单元包括：显示模块，其用于显示图像；第一四分之一波(λ/4)片，其布置在所述显示模块和所述透镜之间，将入射光的相位延迟λ/4那么多；第二四分之一波片，其布置在所述第一四分之一波片和所述透镜之间，将入射光的相位延迟λ/4那么多；反射偏振片，其布置在所述第二四分之一波片和所述透镜之间，使所述第一线性偏振光穿过并且反射与所述第一线性偏振光交叉的第二线性偏振光；以及半透射片，其布置在所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片之间。

Description

头戴式显示装置
技术领域
本公开涉及显示装置，并且更具体地，涉及头戴式显示器。
背景技术
头戴式显示器(HMD)是按眼镜或头盔的形式配戴在用户头上并且在距离用户眼睛近的距离处形成焦点的图像显示装置。头戴式显示器可以实现虚拟现实(VR)或增强现实(AR)。
图1是例示头戴式显示器的虚拟图像的实现方式的示例性图。参照图1，头戴式显示器可包括用户眼睛所在处的透镜和用于显示图像的显示模块。头戴式显示器在显示模块和用户眼睛之间布置透镜，以允许用户在显示模块的图像“dis”被显示时通过透镜观看虚拟图像，并且将显示模块布置在透镜的焦距“f”内。此时，可根据透镜和显示模块之间的距离S1来确定虚拟图像“vi”的显示位置S2。透镜的焦距“f”、透镜和显示模块之间的距离S1以及用户眼睛和虚拟图像“vi”的显示位置之间的距离S2可以如下式1所表达地设置。
[式1]
参照式1，用户眼睛和虚拟图像'vi'的显示位置之间的距离S2可根据透镜的焦距以及透镜和显示模块之间的距离S1而变化。由于如果透镜和显示模块之间的距离S1变短则用户眼睛和虚拟图像“vi”的显示位置之间的距离S2变长，因此虚拟图像“vi”的大小变大。为此，如果虚拟图像“vi”的大小变得太大，则显示模块的黑底被放大，由此出现黑底看起来是格子形状的问题。因此，为了解决该问题，透镜和显示模块在透镜的焦距“f”内以预定距离彼此分隔开。
另外，头戴式显示器近来已经被制造成具有薄的厚度，以允许用户容易携带它。然而，由于透镜和显示模块应该以预定距离彼此分隔开，因此难以减小头戴式显示器的厚度。
发明内容
因此，本公开涉及基本上消除了由于相关技术的限制和不足而导致的一个或更多个问题的头戴式显示器。
本公开将提供其厚度能够被减小的头戴式显示器。
本公开的额外优点和特征将在随后的描述中部分阐述，并且对于本领域的普通技术人员在阅读了下文后将部分变得显而易见，或者可以通过本发明的实践而得知。可以通过撰写的说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得本公开的其它优点。
为了实现这些和其它优点并且按照本公开的目的，如本文中具体表达和广泛描述地，提供了一种头戴式显示器，该头戴式显示器包括透镜和用于向所述透镜提供图像的显示模块容纳单元。所述显示模块容纳单元包括：显示模块，该显示模块用于显示图像；第一四分之一波(λ/4)片，该第一四分之一波片布置在所述显示模块和所述透镜之间，将入射光的相位延迟λ/4那么多；第二四分之一波片，该第二四分之一波片布置在所述第一四分之一波片和所述透镜之间，将入射光的相位延迟λ/4那么多；反射偏振片，该反射偏振片设置在所述第二四分之一波片和所述透镜之间，使所述第一线性偏振光穿过并且反射与所述第一线性偏振光交叉的第二线性偏振光；以及半透射片，该半透射片布置在所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片之间。
在本公开的另一方面中，一种具有一对透镜和向所述一对透镜提供图像的显示模块容纳单元的头戴式显示装置包括：显示模块，该显示模块显示图像并且输出第一线性偏振光；第一四分之一波片，该第一四分之一波片将所述第一线性偏振光转换成第一圆偏振光；半透射片，该半透射片使所述第一圆偏振光穿过并且部分反射第二圆偏振光；第二四分之一波片，该第二四分之一波片将所述第一圆偏振光转换成第二线性偏振光，将所述第二线性偏振光转换成所述第二圆偏振光，并且将所述第二圆偏振光转换成所述第一线性偏振光；以及反射偏振片，该反射偏振片反射所述第二线性偏振光并且使到达所述一对透镜的所述第一线性偏振光穿过。
在本公开的其它方面，一种具有一对透镜和向所述一对透镜提供图像的显示模块容纳单元的头戴式显示装置包括：显示模块，该显示模块用于显示图像并且输出第一线性偏振光；第一四分之一波片，该第一四分之一波片在所述显示模块和所述透镜之间；第二四分之一波片，该第二四分之一波片在所述第一四分之一波片和所述透镜之间；反射偏振片，该反射偏振片在所述第二四分之一波片和所述透镜之间，使所述第一线性偏振光穿过并且反射与所述第一线性偏振光交叉的第二线性偏振光；以及半透射片，该半透射片在所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片之间，其中，所述显示模块和所述透镜之间的距离为a+b+c，所述显示模块上显示的图像和所述半透射片之间的光路长度是a+2b或a+3b+c，其中，a是所述显示模块和所述第二四分之一波片之间的距离，b是所述第二四分之一波片和所述反射偏振片之间的距离，c是所述反射偏振片和所述透镜之间的距离，并且a+2b或a+3b+c大于a+b+c。
要理解，对本公开的以上总体描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，旨在对要求保护的本公开提供进一步的说明。
附图说明
附图被包括进来以提供对本公开的进一步理解，并且被并入且构成本申请的一部分，附图例示了本公开的一方面并且与本说明书一起用来解释本公开的原理。在附图中：
图1是例示头戴式显示器的虚拟图像的实现方式的示例性图；
图2A和图2B是例示根据本公开的一方面的头戴式显示器的立体图；
图3是例示图2A和图2B的显示模块容纳单元的示例的示例性图；
图4是例示图3的显示模块容纳单元的分解元件的示例性图；
图5是例示图3中示出的显示模块容纳单元的光转换过程的流程图；
图6是例示图2的显示模块的示例性图；
图7是例示图6的显示面板的像素的电路图；
图8是例示图2A和图2B的显示模块容纳单元的另一个示例的示例性图；
图9是例示图8的显示模块容纳单元的分解的元件的示例性图；以及
图10是例示图8中示出的显示模块容纳单元的光转换过程的流程图。
具体实施方式
在整篇说明书中，相同的附图标记基本上意指相同的元件。在本公开的以下描述中，如果对关于本公开已知的元件或功能的详细描述与本公开的主题不相关，则将省略该详细描述。本说明书中公开的术语应该如下进行理解。
将通过参照附图描述的以下方面来阐明本公开的优点和特征及其实现方法。然而，本公开可以按照不同的形式来实施并且不应该被理解为限于本文中阐述的方面。相反，提供这些方面，使得本公开将是彻底和完全的，并且将把本公开的范围充分传达给本领域的技术人员。另外，本公开仅由权利要求书的范围限定。
附图中为了描述本公开的方面而公开的形状、大小、比率、角度和数量仅仅是示例，因此，本公开不限于所例示的细节。相同的参考标号始终是指相同的元件。在下面的描述中，当确定对相关已知功能或配置的详细描述不必要地使本公开的要点不清楚时，将省略该详细描述。
在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用“仅”，否则可添加另一个部件。除非另有说明，否则单数形式的术语可包括复数形式。
尽管没有进行明确描述，但是在理解元件时，元件被解释为包括误差范围。
在描述位置关系时，例如，当位置关系被描述为“在……上”、“在……上方”、“在……下”和“在……旁边”时，除非使用了“正”或“正好”，否则可在两个部分之间布置一个或更多个其它部分。
在描述时间关系时，例如，当时间次序被描述为“在……之后”、“随后”、“接着……”和“在……之前”时，除非使用“正”或“正好”，否则可包括并不连续的情况。
应该理解，虽然在本文中可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但这些元件不应该受这些术语限制。这些术语只是用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，并且类似地，第二元件可被称为第一元件。
“X轴方向”、“Y轴方向”和“Z轴方向”不应该仅用相互垂直关系的几何关系来解释，并且可以在本公开的元件可以功能性作用的范围内具有更广的方向性。
术语“至少一个”应该被理解为包括一个或更多个相关所列项的任一个和全部组合。例如，“第一物品、第二物品和第三物品中的至少一个”的含义表示从第一物品、第二物品和第三物品中的两个或更多个提出的所有物品组合以及第一物品、第二物品或第三物品。
本公开的各方面的特征可被部分或全部彼此联接或组合，并且如本领域技术人员可充分理解地可按各种方式彼此相互作用并且被技术上驱动。本公开的方面可彼此独立地执行，或者可按相互依赖关系一起执行。
下文中，将参照附图来详细描述本公开的优选方面。
图2A和图2B是例示根据本公开的一方面的头戴式显示器的立体图。图2A例示头戴式显示器10的显示模块容纳单元20的后表面，图2B例示头戴式显示器10的显示模块容纳单元20的前表面。
参照图2A和图2B，根据本公开的一方面的头戴式显示器10包括显示模块容纳单元20、第一透镜30、第二透镜40和镜架桥70。
根据本公开的一方面的头戴式显示器10被实现为但不限于包括允许用户容易地配戴或取下的镜架桥70的眼镜类型。也就是说，头戴式显示器10可以包括可以安装在用户头部上的头戴式带，而不是镜架桥70。
显示模块容纳单元20包括用于显示图像的显示模块和用于将显示模块上显示的图像提供到第一透镜30和第二透镜40的光学装置。随后，将参照图3和图8来提供对显示模块容纳单元20的详细描述。
第一透镜30和第二透镜40可以布置在显示模块容纳单元20的后表面上。第一透镜30可以是用户左眼所处的左眼透镜，第二透镜40可以是用户右眼所处的右眼透镜。为此，用户可以通过第一透镜30和第二透镜40来观看显示模块容纳单元20的显示模块上显示的图像。
根据本公开的一方面，可以通过第一透镜30和第二透镜40向用户提供显示模块容纳单元20的显示模块上显示的图像。结果，根据本公开的一方面，可以向用户提供显示模块容纳单元20的显示模块所显示的虚拟图像。也就是说，在本公开的一方面，可以实现虚拟现实(VR)。
图3是例示图2A和图2B的显示模块容纳单元的示例的示例性图。图4是例示图3的显示模块容纳单元的分解元件的示例性图。
图3和图4对应于例示从一侧观察显示模块容纳单元的侧视图。图3和图4中示出了根据本公开的一方面的第一透镜30和用于向第一透镜30提供图像的显示模块容纳单元20的元件。由于根据本公开的一方面的第二透镜40和用于向第二透镜40提供图像的显示模块容纳单元20的元件与图3和图4中示出的第二透镜40和显示模块容纳单元20基本上相同，因此将不再对其进行重复描述。
参照图3和图4，显示模块容纳单元20包括显示模块210、第一四分之一波(λ/4)片220、半反射镜230、第二四分之一波片240、反射偏振片250和偏振片270。
显示模块210可以是显示图像的显示装置。例如，显示模块210可以被实现为诸如液晶显示器、有机发光显示装置、LCoS(硅基板上液晶)，OLEDoS(硅基板上的有机发光器件)或LEDoS(硅基板上的发光二极管)的显示装置。下文中，为了便于描述，显示模块210是液晶显示器，但是本公开的方面不限于液晶显示器。随后，将参照图6和图7来提供对显示模块210的详细描述。
第一四分之一波片220、半反射镜230、第二四分之一波片240和反射偏振片250可布置在显示模块210和第一透镜30之间。
第一四分之一波片220布置在显示模块210和半反射镜230之间。第一四分之一波片220可附接至半反射镜230的一个表面。第一四分之一波片220将入射光的相位延迟λ/4那么多。
半反射镜230布置在第一四分之一波片220和第二四分之一波片240之间。第一四分之一波片220可以附接至半反射镜230的一个表面，第二四分之一波片240可以附接至半反射镜230的另一个表面。
半反射镜230可以是透射一部分光并且反射另一部分光的半透射片。例如，半反射镜230可以是在一个表面上形成有半透射导电膜的玻璃。半透射导电膜可以由诸如Mg、Ag或Mg-Ag合金的半透射导电材料形成。
第二四分之一波片240布置在半反射镜230和反射偏振片250之间。第二四分之一波片240可附接至半反射镜230的另一个表面。第二四分之一波片240将入射光的相位延迟λ/4那么多。
反射偏振片250布置在第二四分之一波片240和偏振片270之间。反射偏振片250可附接至偏振片270的一个表面。反射偏振片250使 例如，反射偏振片250可以是但不限于APF(高级偏振膜)或DBEF(双亮度增强膜)。
偏振片270布置在反射偏振片250和第一透镜30之间。偏振片270可附接至第一透镜30的一个表面。偏振片270使 从反射偏振片250泄漏的
第一透镜30可以是凸透镜或菲涅尔透镜(Fresnel len)。此外，由于反射偏振片250附接至第一透镜30的一个表面，因此第一透镜30的一个表面可被形成为是平坦的，以有利于反射偏振片250的附接。在这种情况下，凸透镜或菲涅尔透镜可以形成在第一透镜30的另一个表面上。
图5是例示图3中示出的显示模块容纳单元的光转换过程的流程图。将参照图4和图5来详细描述显示模块容纳单元20的光转换过程。特别地，由于显示模块容纳单元20的光转换过程是基于光的偏振特性，因此将基于光的偏振特性来描述光转换过程。
第一，可从显示模块210输出在图2和图3中，已经描述了从显示模块210输出的(图5的S101)
第二，由于从显示模块210输出的 因此在图2和图3中，已经描述了第一圆偏振光L是左圆偏振光。被第一四分之一波片220转换的第一圆偏振光L朝向半反射镜230。(图5的S102)
第三，由于半反射镜230可透射一部分光而反射另一部分光，因此被第一四分之一波片220转换的第一圆偏振光L部分地穿过半反射镜230。已经穿过半反射镜230的第一圆偏振光L朝向第二四分之一波片240。(图5的S103)
第四，由于已经穿过半反射镜230的第一圆偏振光L的相位被第二四分之一波片240延迟λ/4那么多，因此第一圆偏振光L被转换成在图2和图3中，已经描述了 被第二四分之一波片240转换的(图5的S104)
第五，由于反射偏振片250使因此被第二四分之一波片240转换的另外，没有被反射偏振片250反射的从反射偏振片250泄漏的 被反射偏振片250反射的 (图5的S105)
第六，由于被反射偏振片250反射的 因此在图2和图3中，已经描述了第二圆偏振光R是右圆偏振光。被第二四分之一波片240转换的第二圆偏振光R朝向半反射镜230。(图5的S106)
第七，由于半反射镜230可透射一部分光而反射另一部分光，因此被第二四分之一波片240转换的第二圆偏振光R被半反射镜230部分反射。被半反射镜230反射的第二圆偏振光R朝向第二四分之一波片240。(图5的S107)
第八，由于被半反射镜230反射的第二圆偏振光R的相位被第二四分之一波片240延迟λ/4那么多，因此第二圆偏振光R转换成被第二四分之一波片240转换的(图5的S108)
第九，由于反射偏振片250使因此被第二四分之一波片240转换的另外，由于偏振片270使因此被第二四分之一波片240转换的已经穿过反射偏振片250和偏振片270的因此，用户可通过第一透镜观看显示模块210的图像。(图5的S109)
假定显示模块210和第二四分之一波片240之间的距离为“a”，第二四分之一波片240和反射偏振片250之间的距离为“b”并且反射偏振片250和第一透镜30之间的距离是“c”，从显示模块210到第一透镜30的距离对应于“a+b+c”，但是直到显示模块210上显示的图像到达具有预定焦距的第一透镜30的光路长度可对应于“a+3b+c”。此时，从显示模块210到第一透镜30的距离可被定义为显示模块容纳单元20的厚度D1。也就是说，在本公开的该方面，直到显示模块210上显示的图像到达具有预定焦距的第一透镜30的光路长度可比显示模块容纳单元20的厚度D1长。结果，在本公开的该方面，即使显示模块容纳单元20的厚度D1减小，直到显示模块210上显示的图像到达第一透镜30的光路长度也可以保持原样。因此，在本公开的该方面，能够减小显示模块容纳单元20的厚度D1，由此能够减小头戴式显示器的厚度。
图6是例示图2的显示模块的分解图。图7是例示图6的显示面板的像素的电路图。
下文中，将参照图6和图7来详细描述显示模块210。
参照图6和图7，显示模块210包括显示面板110、源驱动集成电路(“IC”)130、柔性膜140、电路板150、定时控制器160和背光单元。
显示面板110包括上基板112、下基板111和在下基板和上基板之间形成的液晶层。数据线和选通线布置在显示面板110的下基板上，彼此交叉。像素P通过按矩阵布置的数据线和选通线的交叉结构而布置在显示面板110上。每个像素P可与数据线中的任一条和选通线中的任一条连接。为此，当向选通线供应选通信号时，像素P被供应数据线的数据电压，并且像素P根据所供应的数据电压以预定亮度发光。
例如，如图6中示出，每个像素P可包括晶体管T、像素电极PE、公共电极CE和存储电容器Cst。晶体管T可以是通过半导体工序形成的薄膜晶体管。响应于第k(k是正整数)选通线Gk的选通信号，晶体管T将第j(j是正整数)数据线Dj的数据电压供应到像素电极PE。为此，通过利用供应到像素电极PE的数据电压和供应到公共电极CE的公共电压之间的电位差产生的电场来驱动液晶层LC的液晶，像素P中的每个可控制从背光单元入射的光的透射率。公共电极CE被供应来自公共线CL的公共电压。另外，存储电容器Cst设置在像素电极PE和公共电极CE之间，并且均匀地保持像素电极PE和公共电极CE之间的电位差。
可在显示面板110的上基板112上形成黑底和滤色器。如果液晶显示装置形成在TFT(COT)阵列上的滤色器中，则黑底和滤色器可形成在下基板111上。
公共电极CE可按诸如扭曲向列(TN)模式和垂直对准(VA)模式的垂直电场驱动模式形成在上基板112上，并且可与像素电极PE一起以诸如共面转换(IPS)模式和边缘场切换(FFS)模式的水平电场驱动模式形成在下基板111上。本公开的液晶显示装置可按任何液晶模式以及TN模式、VA模式、IPS模式和FFS模式来实现。
第一偏振片113可附接至显示面板110的上基板112，并且第二偏振片114可附接至下基板111。第一偏振片113的透光轴线与第二偏振片114的透光轴线交叉或正交。在这种情况下，第一偏振片113可使而第二偏振片114可使另外，用于设置液晶的预倾角的对准膜可形成在与液晶接触的上基板112和下基板111的内表面上。
显示面板110可被分类为形成像素以显示图像的显示区和不显示图像的非显示区。选通线、数据线和像素可形成在显示区上。可在非显示区上形成选通驱动器和焊盘。
选通驱动器按照从定时控制器160输入的选通控制信号向选通线供应选通信号。在面板内选通驱动器(GIP)模式下，可以在选通驱动器中的显示面板110的显示区的一侧或两侧外的非显示区上，形成选通驱动器。另选地，选通驱动器可由驱动芯片制成并且被封装在柔性膜中，并且以带式自动焊接(TAB)模式附接至显示面板110的显示区的一侧或两侧外的非显示区。
源驱动IC 130从定时控制器160接收数字视频数据和源控制信号。源驱动IC 130根据源控制信号将数字视频数据转换成模拟数据电压并且将模拟数据电压供应到数据线。如果源驱动IC 130由驱动芯片制成，则源驱动IC 130可按膜上芯片(COF)或塑料上芯片(COP)模式封装在柔性膜140中。
诸如数据焊盘的焊盘可形成在显示面板110的非显示区上。将焊盘与源驱动IC130连接的线和将焊盘与电路板150连接的线可形成在柔性膜140中。柔性膜140可通过非均质导电膜附接到焊盘上，由此焊盘可与柔性膜140的线连接。
电路板150可附接至柔性膜140。包括驱动芯片的多个电路可被封装在电路板150中。例如，定时控制器160可被封装在电路板150中。电路板150可以是印刷电路板或柔性印刷电路板。
定时控制器160通过电路板150的线缆从外部系统板接收数字视频数据和定时信号。定时控制器160基于定时信号来生成用于控制选通驱动器的操作定时的选通控制信号和用于控制源驱动IC 130的源控制信号。定时控制器160向选通驱动器供应选通控制信号，并且向源驱动IC 130供应源控制信号。
背光单元布置在显示面板110的后表面上，并且向显示面板110的后表面均匀地照射光。背光单元可按侧光式或直下式来实现。侧光式背光单元具有多个光学片和导光板布置在显示面板110下方并且多个光源布置在导光板侧部的结构。直下式背光单元具有多个光学片和漫射板布置在显示面板110下方并且多个光源布置在漫射板下方的结构。
背光单元可包括光源、封装有光源的光源电路板、导光板或漫射板、反射片和光学片。背光单元通过导光板或漫射板以及光学片将来自光源的光转换成均匀的表面光源，并且将光照射到显示面板110。
图8是例示图2A和图2B的显示模块容纳单元的另一个示例的示例性图。图9是例示图8的显示模块容纳单元的分解元件的示例性图。
图8和图9对应于例示从一侧观察显示模块容纳单元的侧视图。图8和图9中示出了根据本公开的另一方面的第一透镜30和用于向第一透镜30提供图像的显示模块容纳单元20的元件。由于根据本公开的另一方面的第二透镜40和用于向第二透镜40提供图像的显示模块容纳单元20的元件与图8和图9中示出的第二透镜40和显示模块容纳单元20基本上相同，因此将不再重复对其进行描述。
参照图8和图9，显示模块容纳单元20包括显示模块210、第一四分之一波(λ/4)片220、凹凸透镜260、第二四分之一波片240和反射偏振片250。
由于图8和图9中示出的显示模块210、第一四分之一波片220、第二四分之一波片240和反射偏振片250基本上与参照图3和图4所述的那些相同，因此将省略对其的详细描述。
凹凸透镜260布置在第一四分之一波片220和第二四分之一波片240之间。第一四分之一波片220可附接至凹凸透镜260的第一表面，第二四分之一波片240可附接至凹凸透镜260的第二表面。凹凸透镜260的第一表面和第二表面在第一四分之一波片220的方向上凸出。
凹凸透镜260可以是透射一部分光并且反射另一部分光的半透射片。凹凸透镜260被形成为，使得面对第一四分之一波片220的(或第一四分之一波片220所附接至的)第一表面的曲率与面对第二四分之一波片240的(或第二四分之一波片240所附接至的)第二表面的曲率相同。为此，凹凸透镜260可在透射光时不折射光，并且可在反射光时折射光。例如，当如图9中所示反射光时，凹凸透镜260可利用第二表面的曲率来折射光。在这种情况下，第一透镜30不需要被实现为具有预定焦距的诸如凸透镜的透镜。也就是说，第一透镜30可由平面透镜或玻璃形成。
图10是例示图8中示出的显示模块容纳单元的光转换过程的流程图。
下文中，将参照图9和图10来详细描述显示模块容纳单元20的光转换过程。特别地，由于显示模块容纳单元20的光转换过程是基于光的偏振特性，因此将基于光的偏振特性来描述光转换过程。
第一，可从显示模块210输出在图9和图10中，已经描述了从显示模块210输出的(图10的S201)
第二，由于从显示模块210输出的 因此在图9和图10中，已经描述了第一圆偏振光L是左圆偏振光。被第一四分之一波片220转换的第一圆偏振光L朝向凹凸透镜260。(图10的S202)
第三，由于凹凸透镜260可透射一部分光而反射另一部分光，因此被第一四分之一波片220转换的第一圆偏振光L部分穿过凹凸透镜260。已经穿过凹凸透镜260的第一圆偏振光L朝向第二四分之一波片240。(图10的S203)
第四，由于已经穿过凹凸透镜260的第一圆偏振光L的相位被第二四分之一波片240延迟λ/4那么多，因此第一圆偏振光L被转换成在图9和图10中，已经描述了 被第二四分之一波片240转换的(图10的S204)
第五，由于反射偏振片250使因此被第二四分之一波片240转换的另外，没有被反射偏振片250反射的从反射偏振片250泄漏的 被反射偏振片250反射的 (图10的S205)
第六，由于被反射偏振片250反射的 因此在图9和图10中，已经描述了第二圆偏振光R是右圆偏振光。被第二四分之一波片240转换的第二圆偏振光R朝向凹凸透镜260。(图10的S206)
第七，由于凹凸透镜260可透射一部分光而反射另一部分光，因此被第二四分之一波片240转换的第二圆偏振光R被凹凸透镜260部分反射。被凹凸透镜260反射的第二圆偏振光R朝向第二四分之一波片240。
当如图9中所示反射光时，凹凸透镜260可利用第二表面的曲率来折射光。因此，当反射光时，凹凸透镜260可根据第二表面的曲率来折射光，以形成预定的焦距。在这种情况下，第一透镜30不需要被实现为具有预定焦距的诸如凸透镜的透镜。也就是说，第一透镜30可由平面透镜或玻璃形成。(图10的S207)
第八，由于被凹凸透镜260反射的第二圆偏振光R的相位被第二四分之一波片240延迟λ/4那么多，因此被第二四分之一波片240转换的(图10的S208)
第九，由于反射偏振片250使因此被第二四分之一波片240转换的另外，由于偏振片270使因此被第二四分之一波片240转换的已经穿过反射偏振片250和偏振片270的因此，用户可通过第一透镜观看显示模块210的图像。(图10的S209)
假定显示模块210和第二四分之一波片240之间的距离为“a”，第二四分之一波片240和反射偏振片250之间的距离为“b”并且反射偏振片250和第一透镜30之间的距离为“c”，从显示模块210到第一透镜30的距离对应于“a+b+c”，但是显示模块210上显示的图像到达具有预定焦距的凹凸透镜260的光路长度可对应于“a+2b”。此时，从显示模块210到第一透镜30的距离可被定义为显示模块容纳单元20的厚度D1，并且第二四分之一波片240和反射偏振片250之间的距离“b”比反射偏振片250和第一透镜30之间的距离“c”长。也就是说，在本公开的该方面，显示模块210上显示的图像到达具有预定焦距的凹凸透镜260的光路长度可比显示模块容纳单元20的厚度D1长。结果，在本公开的该方面，即使显示模块容纳单元20的厚度D1减小，显示模块210上显示的图像到达具有预定焦距的凹凸透镜260的光路长度可保持原样。因此，在本公开的该方面，能够减小显示模块容纳单元20的厚度D1，由此能够减小头戴式显示器的厚度。
如上所述，根据本公开，能够获得以下优点。
在本公开的该方面，从显示模块上显示的图像到具有预定焦距的透镜的光路长度可比显示模块容纳单元的厚度长。结果，在本公开的该方面，即使显示模块容纳单元的厚度减小，从显示模块上显示的图像到具有预定焦距的透镜260的光路长度可保持原样。因此，在本公开的该方面，能够减小显示模块容纳单元的厚度，由此能够减小头戴式显示器的厚度。
本领域的技术人员应该清楚，可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在本公开中进行各种修改和变形。因此，本公开旨在涵盖本公开的修改形式和变形形式，前提是它们落入所附权利要求书及其等同物的范围内。因此，以上方面在所有方面都将被视为是例示性的，而非限制性的。应当通过对所附权利要求的合理解释来确定本公开的范围，并且落入本公开的等同范围内的所有改变都被包括在本公开的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年12月26日提交的韩国专利申请No.10-2016-0178733的权益，该专利申请的全部内容出于所有目的以引用方式并入，如同在本文中完全阐述。

Claims (22)

1.一种头戴式显示装置，该头戴式显示装置包括：
透镜；以及
显示模块容纳单元，该显示模块容纳单元向所述透镜提供图像；
其中，所述显示模块容纳单元包括：
显示模块，该显示模块用于显示图像；
第一四分之一波λ/4片，该第一四分之一波片布置在所述显示模块和所述透镜之间，该第一四分之一波片将入射光的相位延迟λ/4；
第二四分之一波片，该第二四分之一波片布置在所述第一四分之一波片和所述透镜之间，该第二四分之一波片将入射光的相位延迟λ/4；
反射偏振片，该反射偏振片设置在所述第二四分之一波片和所述透镜之间，使第一线性偏振光穿过并且反射与所述第一线性偏振光交叉的第二线性偏振光；以及
半透射片，该半透射片布置在所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片之间。
2.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，所述半透射片包括半反射镜，所述半反射镜具有透射部分光并且反射另一部分光的半透射导电膜。
3.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，所述反射偏振片附接至所述透镜的一个表面，并且所述透镜的另一个表面由凸透镜或菲涅尔透镜形成。
4.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，所述半透射片包括凹凸透镜，所述凹凸透镜透射部分光并且反射另一部分光。
5.根据权利要求4所述的头戴式显示装置，其中，所述凹凸透镜具有面对所述第一四分之一波片的第一表面和面对所述第二四分之一波片的第二表面，并且所述第一表面的曲率与所述第二表面的曲率相同。
6.根据权利要求4所述的头戴式显示装置，其中，所述凹凸透镜具有面对所述第一四分之一波片的第一表面和面对所述第二四分之一波片的第二表面，并且所述凹凸透镜的所述第一表面和所述第二表面在所述第一四分之一波片的方向上凸出。
7.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，所述反射偏振片附接至所述透镜的面对所述第二四分之一波片的一个表面。
8.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其中，所述显示模块包括：
显示面板，该显示面板用于显示所述图像；以及
第一偏振片，该第一偏振片布置在所述显示面板的上基板上。
9.根据权利要求8所述的头戴式显示装置，其中，所述第一偏振片使所述第一线性偏振光穿过。
10.根据权利要求9所述的头戴式显示装置，该头戴式显示装置还包括布置在所述显示面板的下基板上的第二偏振片，其中，所述第二偏振片使所述第二线性偏振光穿过。
11.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，该头戴式显示装置还包括偏振片，所述偏振片布置在所述反射偏振片和所述透镜之间，所述偏振片使所述第一线性偏振光穿过并且遮挡所述第二线性偏振光。
12.一种头戴式显示装置，该头戴式显示装置包括：
一对透镜；和
显示模块容纳单元，该显示模块容纳单元向所述一对透镜提供图像，
其中，所述显示模块容纳单元包含：
显示模块，该显示模块显示图像并且输出第一线性偏振光；
第一四分之一波片，该第一四分之一波片将所述第一线性偏振光转换成第一圆偏振光；
半透射片，该半透射片使所述第一圆偏振光穿过并且部分反射第二圆偏振光；
第二四分之一波片，该第二四分之一波片将所述第一圆偏振光转换成第二线性偏振光，将所述第二线性偏振光转换成所述第二圆偏振光，并且将所述第二圆偏振光转换成所述第一线性偏振光；以及
反射偏振片，该反射偏振片反射所述第二线性偏振光并且使到达所述一对透镜的所述第一线性偏振光穿过。
13.根据权利要求12所述的头戴式显示装置，其中，所述半透射片包括半反射镜，所述半反射镜具有透射部分光并且反射另一部分光的半透射导电膜。
14.根据权利要求12所述的头戴式显示装置，其中，所述反射偏振片附接至所述透镜的一个表面，并且所述透镜的另一个表面由凸透镜或菲涅尔透镜形成。
15.根据权利要求12所述的头戴式显示装置，其中，所述半透射片包括凹凸透镜，所述凹凸透镜透射部分光并且反射另一部分光。
16.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其中，所述凹凸透镜具有面对所述第一四分之一波片的第一表面和面对所述第二四分之一波片的第二表面，并且所述第一表面的曲率与所述第二表面的曲率相同。
17.根据权利要求15所述的头戴式显示装置，其中，所述凹凸透镜具有面对所述第一四分之一波片的第一表面和面对所述第二四分之一波片的第二表面，并且所述凹凸透镜的所述第一表面和所述第二表面在所述第一四分之一波片的方向上凸出。
18.根据权利要求12所述的头戴式显示装置，其中，所述反射偏振片附接至所述透镜的面对所述第二四分之一波片的一个表面。
19.根据权利要求12所述的头戴式显示装置，其中，所述显示模块包括用于显示所述图像的显示面板和所述显示面板的上基板上的第一偏振片。
20.根据权利要求19所述的头戴式显示装置，该头戴式显示装置还包括在所述显示面板的下基板上的第二偏振片，其中，所述第二偏振片使所述第二线性偏振光穿过。
21.根据权利要求12所述的头戴式显示装置，该头戴式显示装置还包括偏振片，所述偏振片布置在所述反射偏振片和所述透镜之间，使所述第一线性偏振光穿过并且遮挡所述第二线性偏振光。
22.一种头戴式显示装置，该头戴式显示装置包括：
一对透镜；和
显示模块容纳单元，所述显示模块容纳单元向所述一对透镜提供图像，
其中，所述显示模块容纳单元包含：
显示模块，该显示模块用于显示图像并且输出第一线性偏振光；
第一四分之一波片，该第一四分之一波片在所述显示模块和所述透镜之间；
第二四分之一波片，该第二四分之一波片在所述第一四分之一波片和所述透镜之间；
反射偏振片，该反射偏振片在所述第二四分之一波片和所述透镜之间，使所述第一线性偏振光穿过并且反射与所述第一线性偏振光交叉的第二线性偏振光；以及
半透射片，该半透射片在所述第一四分之一波片和所述第二四分之一波片之间，
其中，所述显示模块和所述透镜之间的距离为a+b+c，并且所述显示模块上所显示的图像和所述半透射片之间的光路长度是a+2b或所述显示模块上所显示的图像和所述透镜之间的光路长度是a+3b+c，其中，a是所述显示模块和所述第二四分之一波片之间的距离，b是所述第二四分之一波片和所述反射偏振片之间的距离，c是所述反射偏振片和所述透镜之间的距离，并且a+2b或a+3b+c大于a+b+c。
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