CN111323905A - 一种显示光机及其方法和近眼显示设备 - Google Patents

Abstract

一种显示光机及其方法和近眼显示设备。该显示光机包括一显示单元、一中继组件以及一透视反射组件。该显示单元用于发射具有预定光谱的图像光线。该中继组件被设置于该显示单元的发射路径上。该透视反射组件被设置于该中继组件的反射路径，并且该透视反射组件的反射光谱与该预定光谱保持基本一致，用于将经由该中继组件反射的图像光线反射回该中继组件，以减小该图像光线透过该透视反射组件而逸出。

Description

一种显示光机及其方法和近眼显示设备

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，特别是涉及一种显示光机及其制造方法和近眼显示设备。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，简称AR)又称扩增现实或混合现实，是一种将虚拟物体叠加到真实环境并进行互动的技术，通过将虚拟物体的图像以及真实环境的图像投射到用户眼中，使用户获得虚拟与现实融合的体验。目前，市场上出现了能够实现增强现实的近眼显示设备，例如AR眼镜等等。

如图1所示，现有的显示光机10P通常包括显示单元11P、半反半透镜12P以及曲面反射镜13P，通过该显示单元11P发射的图像光线，经由该半反半透镜12P和该曲面反射镜13P反射至人眼中。通常该曲面反射镜13P为部分反射镜，即按照一定比例反射和透射光线(比如反射50％的光线，并透射50％的光线)，这样该曲面反射镜13P不仅能够将图像光线的一部分反射回人眼中而使人看到相应的图像，而且允许真实环境的光线透过该曲面反射镜13P以射入人眼中而使人看到真实环境，从而实现增强现实的目的。

然而，由于现有的显示光机10P的该曲面反射镜13P仅能够反射图像光线的一部分，而图像光线的另一部分将透过该曲面反射镜13P以从该显示光机10P的前部逸出，使得逸出的图像光线能够射入其他人的眼中，导致其他人也能够看到所显示的图像。如图2所示，当用户佩戴着配置有显示光机10P的近眼显示设备1P时，由于一部分图像光线会从该近眼显示设备1P的该显示光机10P的前部逸出，因此其他人就能够从该近眼显示设备1P的前面看到所显示的图像，也就是说，其他人能够从该近眼显示设备1P的外部清楚地看到用户观看的图像，这不利于用户的隐私保护。

此外，为了确保用户能够清楚地看到真实环境，该曲面反射镜13P的反射率就不能太高，以免没有足够的真实环境的光线透过该曲面反射镜13P，这就导致将近一半的图像光线会透过该曲面反射镜13P而浪费掉，极大地降低了图像光线的光利用率，导致观看到的图像质量比较差。特别地，在昏暗或黑暗的环境中使用该近眼显示设备1P时，逸出的图像光线会导致该近眼显示设备1P因发光而看起来比较显眼，这会使用户本人感到尴尬，甚至还会引起他人的反感。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种显示光机及其制造方法和近眼显示设备，其能够在实现增强显示的同时，保护用户的隐私。

本发明的另一目的在于提供一种显示光机及其制造方法和近眼显示设备，其能够减少图像光线的逸出量，有利于提高图像光线的光利用率。

本发明的另一目的在于提供一种显示光机及其制造方法和近眼显示设备，其能够减少所显示的图像外泄，以保护用户的隐私。

本发明的另一目的在于提供一种显示光机及其制造方法和近眼显示设备，其中，在本发明的一实施例中，所述显示光机的反射膜系的反射光谱与所述显示光机的显示单元的发光光谱保持基本一致，以最大程度地减少所述显示单元发射的图像光线的逸出量。

本发明的另一目的在于提供一种显示光机及其制造方法和近眼显示设备，其中，在本发明的一实施例中，在不改变现有的显示光机的结构的情况下，仅需要设置所述反射膜系就能够实现保护隐私的效果。

本发明的另一目的在于提供一种显示光机及其制造方法和近眼显示设备，其中为了达到上述目的，在本发明中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本发明成功和有效地提供一解决方案，不只提供一种显示光机及其制造方法和近眼显示设备，同时还增加了所述显示光机及其制造方法和近眼显示设备的实用性和可靠性。

为了实现上述至少一发明目的或其他目的和优点，本发明提供了一种显示光机，包括：

一显示单元，用于发射具有预定光谱的图像光线；

一中继组件，其中所述中继组件被设置于所述显示单元的发射路径上；以及一透视反射组件，其中所述透视反射组件被设置于所述中继组件的反射路径，并且所述透视反射组件的反射光谱与所述预定光谱保持基本一致，用于将经由所述中继组件反射的图像光线反射回所述中继组件，以减小所述图像光线透过所述透视反射组件而逸出。

在本发明的一实施例中，所述透视反射组件包括一反射膜系，其中所述反射膜系根据所述预定光谱通过膜系设计而制成，以使所述反射膜系具有所述反射光谱。

在本发明的一实施例中，所述透视反射组件还包括一曲面基层，其中所述反射膜系被设置于所述曲面基层的内表面。

在本发明的一实施例中，所述透视反射组件还包括一曲面基层，其中所述反射膜系被设置于所述曲面基层的外表面。

在本发明的一实施例中，所述透视反射组件还包括一保护膜，其中所述保护膜被设置于所述反射膜系的外侧。

在本发明的一实施例中，所述曲面基层由透明材料或半透明材料制成。

在本发明的一实施例中，所述曲面基层为一曲面透镜或一曲面反射镜。

在本发明的一实施例中，所述透视反射组件针对波段为420～480nm、510～570nm、605～660nm的光的透射率为0～10％，以及其他波段的光的透射率为90～100％。

在本发明的一实施例中，所述反射膜系的厚度为0.05～0.15mm。

在本发明的一实施例中，所述中继组件为半反半透镜。

在本发明的一实施例中，所述中继组件为偏振分束镜。

在本发明的一实施例中，所述的显示光机，还包括一1/4波片，其中所述1/4波片被设置于所述偏振分束镜和所述透视反射组件之间。

在本发明的一实施例中，所述的显示光机，还包括一透镜组件，其中所述透镜组件被设置于所述显示单元和所述中继组件之间。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种显示光机，包括：

一显示单元，用于发射图像光线；

一中继组件，其中所述中继组件被设置于所述显示单元的发射路径上；

一透射膜系，其中所述透射膜系被设置于所述显示单元和所述中继组件之间，并且所述透射膜系具有一透射光谱，用于允许具有所述透射光谱的图像光线透过；以及

一透视反射组件，其中所述透视反射组件被设置于所述中继组件的反射路径，并且所述透视反射组件的反射光谱与所述透射膜系的所述透射光谱保持相对，用于将经由所述中继组件反射的所述具有所述透射光谱的图像光线反射回所述中继组件，以减小所述图像光线透过所述透视反射组件而逸出。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种近眼显示设备，包括：

一设备主体；和

上述任一所述的显示光机，其中所述显示光机被设置于所述设备主体，以使所述近眼显示设备具有保护隐私的功能。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种显示光机的显示方法，包括步骤：

藉由一中继组件，反射通过一显示单元发射的具有预定光谱的图像光线至一透视反射组件，其中所述透视反射组件具有与所述预定光谱相一致的反射光谱；和

藉由所述透视反射组件，反射所述图像光线，以使所述图像光线透过所述中继组件能够被投射至人眼中而显示图像。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种显示光机的制造方法，包括步骤：

设置一中继组件于一显示单元的发射路径，其中所述显示单元用于发射具有预定光谱的图像光线；和

设置一透视反射组件于所述中继组件的反射路径，其中所述中继组件用于将所述图像光线反射至所述透视反射组件，其中所述透视反射组件具有与所述预定光谱保持基本一致的反射光谱，用于反射所述图像光线。

在本发明的一实施例中，所述的显示光机的制造方法，在所述设置一透视反射组件于所述中继组件的反射路径的步骤之前，还包括步骤：

将一反射膜系设置于一曲面基层，以制成所述透视反射组件，其中所述反射膜系根据所述预定光谱通过膜系设计而制成。

在本发明的一实施例中，所述反射膜系被镀于所述曲面基层的表面

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1示出了现有技术的显示光机的结构示意图。

图2示出了现有技术的配置有所述显示光机的近眼显示设备的一个示例。

图3是根据本发明的一实施例的显示光机的结构示意图。

图4示出了根据本发明的上述实施例的所述显示光机的显示单元所发射的图像光线的预定光谱的一个示例。

图5示出了根据本发明的上述实施例的所述显示光机的透视反射组件的反射光谱的一个示例。

图6示出了根据本发明的上述实施例的所述显示光机的第一变形实施方式。

图7示出了根据本发明的上述实施例的所述显示光机的第二变形实施方式。

图8示出了根据本发明的上述实施例的所述显示光机的第三变形实施方式。

图9示出了根据本发明的上述第四变形实施方式的所述显示光机的透射膜系的透射光谱的一个示例。

图10示出了根据本发明的一实施例的近眼显示设备的一个示例。

图11是根据本发明的一实施例的显示光机的显示方法的流程示意图。

图12是根据本发明的一实施例的显示光机的制造方法的流程示意图。

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。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本发明的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连结。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

近年来，随着增强现实技术的飞速发展，能够实现增强现实的近眼显示设备越来越受到人们的欢迎和使用。但受限于现有的近眼显示设备中显示光机的自身结构的限制，该现有的显示光机的前部不可避免地会逸出部分图像光线，导致其他人能够从该近眼显示设备的外部清楚地看到用户观看的图像，无法保护用户的隐私。此外，由于将近一半的图像光线从所述显示光机的前部逸出而浪费掉，因此该近眼显示设备的显示光机的图像光线的光利用率很低，导致现有的显示光机所显示的图像质量较差，无法满足人们观看高质量图像的需求。

为了解决上述问题，参考附图3至图5所示，本发明提供了一种新的显示光机，能够大幅减少图像光线从所述显示光机的前部逸出，使得外界不能看到所述显示光机所显示的图像，从而达到保护隐私的目的。具体地，如图3所示，本发明的一实施例提供了一种显示光机10，其包括一显示单元11、一中继组件12以及一透视反射组件13。所述显示单元11用于发射具有预定光谱的图像光线。所述中继组件12被设置于所述显示单元11的发射路径。所述透视反射组件13被设置于所述中继组件12的反射路径，并且所述透视反射组件13的反射光谱与所述图像光线的预定光谱保持基本一致，用于将经由所述中继组件12反射的图像光线反射回所述中继组件12，并允许环境光线透过所述透视反射组件13以射入所述中继组件12，使得所述图像光线和所述环境光线能够透过所述中继组件12而射入人眼中，以便人眼能够同时观看到所要显示的图像和真实环境，从而实现增强现实的目的。可以理解的是，在本发明的这个实施例中，所述反射光谱与所述预定光谱之间的误差在20％以内均可以被认定为所述反射光谱与所述预定光谱保持基本一致。

值得注意的是，由于所述透视反射组件13的反射光谱与所述显示单元11所发射的图像光线的预定光谱保持基本一致，使得所述透视反射组件13仅反射具有所述预定光谱的光线，并允许其他光谱的光线(如环境光线中具有非预定光谱的光线)透过。因此，当所述图像光线被所述中继组件12反射至所述透视反射组件13时，大部分的所述图像光线将被所述透视反射组件13反射回所述中继组件12，以阻挡所述图像光线透过所述透视反射组件13而减小所述图像光线的逸出，从而使得人们无法从所述显示光机10的外部观看到所显示的图像，以保护用户的隐私。与此同时，由于真实环境中环境光线通常具有全光谱，因此，仅具有所述预定光谱的环境光线无法透过所述透视反射组件13，而具有其他光谱的环境光线则能够透过所述透视反射组件13，也就是说，所述环境光线中与所述图像光线的光谱相同的一部分因被所述透视反射组件13反射而无法透过所述透视反射组件13，而其他的环境光线则能够顺利地透过所述投射反射组件13，以经由所述中继组件12射入人眼中，使得人眼能够观看到真实环境。

这样，由于大部分的所述图像光线被所述透视反射组件13反射至人眼中，使得所述显示光机10的图像光线的光利用率得以大幅提高，因此，用户能够看到高质量的图像。此外，由于所述预定光谱仅占全光谱中的一小部分，因此大部分的环境光线能够透过所述投射反射组件13以射入人眼中，使得用户能够透过所述显示光机10看到清晰的真实环境。换句话说，所述透视反射组件13不仅能够提高图像光线的光利用率，而且还能够提高所显示的图像与真实环境的图像之间的对比度，以提升用户的观看体验。

在本发明的这个实施例中，所述显示光机10的所述显示单元11所发射的图像光线通常由红绿蓝三种颜色的光合成，也就是说，所述图像光线的所述预定光谱包括红绿蓝三种颜色的光谱。相应地，所述透视反射组件13的所述反射光谱与所述预定光谱保持基本一致，也就是说，所述透视反射组件13的所述反射光谱也包括所述红绿蓝三种颜色的光谱。

值得一提的是，尽管附图3至图9以及接下来的描述以所述图像光线的预定光谱包括红绿蓝三种颜色的光谱为例，阐述本发明的所述显示光机10的特征和优势，本领域的技术人员可以理解的是，附图3至图9以及接下来的描述中揭露的所述预定光谱仅为举例，其并不构成对本发明的内容和范围的限制，例如，在所述显示光机10的其他示例中，所述图像光线的预定光谱也可以包括诸如红蓝两种颜色的光谱或者红黄青三种颜色的光谱等等其他颜色的光谱，只要确保所述透视反射组件13的所述反射光谱与所述图像光线的所述预定光谱保持基本一致即可，本发明对此不再赘述。

示例性地，附图4示出了根据本发明的所述图像光线的预定光谱的一个示例，其中所述图像光线包括波段为420～480nm的蓝光、波段为510～570nm的绿光以及波段为605～660nm的红光。相应的，所述透视反射组件13具有所述反射光谱(如图5所示)，其中所述透视反射组件13针对波段为420～480nm的蓝光、波段为510～570nm的绿光以及波段为605～660nm的红光的透射率为0～10％，其他波段的光的透射率为90～100％。

这样，当所述显示单元11发射的图像光线经由所述中继组件12射到所述透视反射组件13时，所述透视反射组件13将绝大多数的图像光线反射回所述中继组件12，而只有很少的一部分图像光线能够透过所述透视反射组件13而逸出，使得他人无法从所述透视反射组件13的外部看到所述图像光线，能够有效地保护用户的隐私。与此同时，虽然真实环境中波段为420～480nm、510～570nm以及605～660nm的环境光被所述透视反射组件13反射而无法透过所述透视反射组件13，但是所述真实环境中其他波段的环境光则可以透过所述透视反射组件13以被人眼接收，使得用户能够透过所述显示光机10清晰地观看到真实环境。

在本发明的这个实施例中，如图3所示，所述透视反射组件13包括一反射膜系131和一曲面基层132，其中所述反射膜系131根据所述图像光线的所述预定光谱通过膜系设计制成，以使所述反射膜系131的反射光谱与所述图像光线的所述预定光谱相同；所述反射膜系131被设置于所述曲面基层132，以使所述反射膜系131具有曲面形状，从而形成具有曲面结构的所述透视反射组件13，使得所述透视反射组件13在反射所述图像光线的同时，还能够对所述图像光线进行调制，以提高所述显示光机所显示的图像的质量。

具体地，所述曲面基层132可以由透明材料制成，例如玻璃、塑料、树脂以及高分子材料等等透明材料，以允许光线全部透过所述曲面基层132，有助于避免所述曲面基层132阻挡环境光线透过所述透视反射组件13。当然，在本发明的其他示例中，所述曲面基层132也可以由半透明材料制成，例如玻璃、塑料、树脂以及高分子材料等等半透明材料，以允许光线部分透过所述曲面基层132，这样可以适当地减少环境光线透过所述透视反射组件13，以满足不同的情景需求。

示例性地，所述曲面基层132可以但不限于被实施为一曲面透镜，并且所述反射膜系131被贴附于所述曲面基层132的内表面1321，使得所述反射膜系131的形状与所述曲面基层132的所述内表面1321的形状保持基本一致，以形成具有曲面形状的所述反射膜系131。这样，当所述图像光线经由所述中继组件12射向所述透视反射组件13时，所述图像光线首先到达所述反射膜系131，以被所述反射膜系131反射回所述中继组件12，而不需要先透过所述曲面基层132，以避免所述曲面基层132吸收所述图像光线而导致所述图像光线的光能降低。

值得注意的是，在本发明的其他示例中，所述曲面基层132也可以被实施为曲面反射镜，能够反射一部分光线，而允许另一部分光线透过。这样，就不需要改变现有技术的显示光机的原有结构，仅需要在所述曲面反射镜上设置所述反射膜系131，就能够使该显示光机具有隐私保护的功能。

此外，由于所述反射膜系131被贴附于所述曲面基层132的所述内表面1321，因此所述曲面基层132自然地充当了所述反射膜系131的保护屏障，以防其他物体接触所述反射膜系131，有助于保护所述反射膜系131不受损坏，以延长所述反射膜系131的使用寿命。

特别地，在本发明的一示例中，所述反射膜系131可以被镀于所述曲面基层132的所述内表面1321，有助于增强所述反射膜系131与所述曲面基层132的结合强度，以防所述反射膜系131自所述曲面基层132上脱落。此外，由于所述反射膜系131被镀于所述曲面基层132的所述内表面1321，而所述曲面基层132的所述内表面1321的光滑度较高，因此所述反射膜系131能够与所述曲面基层132的所述内表面1321紧密地接触，以保证所述反射膜系131具有较高的光滑度，有助于提高所述反射膜系131对所述图像光线的调制效果。

进一步地，在本发明的这个实施例中，所述反射膜系131的厚度优选地被实施为0.05～0.15mm，也就是说，所述反射膜系131不会增大所述显示光机10的整体尺寸和重量，特别适合当下小型化、轻薄化发展潮流的需求。

在本发明的这个实施例中，如图3所示，所述显示光机10的所述中继组件12可以但不限于被实施为一半反半透镜121，用于反射一部分光线，并透射另一部分光线。这样，当所述图像光线射向所述半反半透镜121时，所述图像光线的一部分被所述半反半透镜121反射至所述透视反射组件13，并所述图像光线的另一部分则可以透过所述半反半透镜121。例如，所述半反半透镜121可以但不限于被实施为镀有半反半透膜的透镜，所述半反半透膜用于允许一半的光线透过，并反射另一半的光线。

值得注意的是，相比于现有技术，根据本发明的这个实施例的所述显示光机10的图像光线的光利用率得到较大的提升，有助于提高所显示图像的质量。示例性地，在现有技术中，最终透过所述显示光机10能够到达人眼的图像光线仅占所述显示单元11P发射的图像光线的1/8(即现有技术的所述显示光机10P的图像光线的光利用率为12.5％)；而在本发明的这个实施例中，最终透过所述显示光机10能够到达人眼的图像光线将近占所述显示单元11P发射的图像光线的1/4(即本发明的这个实施例的所述显示光机10的图像光线的光利用率为25％)。

值得一提的是，如图3所示，所述显示光机10还可以包括一透镜组件14，其中所述透镜组件14被设置于所述显示单元11和所述中继组件12之间，使得所述显示单元11所发射的图像光线先透过所述透镜组件14以被所述透镜组件14调制之后，再射入所述中继组件12以被所述中继组件12反射至所述透视反射组件13。可以理解的是，在所述显示单元11和所述中继组件12之间设置所述透镜组件14能够提高所述图像光线的成像质量。

附图6示出了根据本发明的上述实施例的所述显示光机10的第一变形实施方式，其中所述显示光机10的所述透视反射组件13的所述反射膜系131被设置于所述曲面基层132的外表面1322，使得被所述中继组件12反射后的图像光线先穿过所述曲面基层132之后，再被所述反射膜系131反射回所述曲面基层132，进而透过所述中继组件12到达人眼中，以便观看到相应的图像。

进一步地，在本发明的这个第一变形实施方式中，如图6所示，所述显示光机10的所述透视反射组件13还包括一保护膜133，其中所述保护膜133被设置于所述反射膜系131的外侧，用于保护所述反射膜系131，以防所述反射膜系131被刮擦或损坏。可以理解的是，所述保护膜133可以但不限于被实施为一透明膜，还可以被实施为诸如防紫外线膜、防辐射膜等等其他类型的保护膜。

附图7示出了根据本发明的上述实施例的所述显示光机10的第二变形实施方式，其中所述显示光机10的所述中继组件12被实施为一偏振分束镜122，用于允许P偏振光透过，并反射S偏振光。这样，当所述图像光线射向所述偏振分束镜122时，所述图像光线中的S偏振光(即具有S偏振态的图像光线)被所述偏振分束镜122反射至所述透视反射组件13，而所述图像光线中的P偏振光(即具有P偏振态的图像光线)则透过所述偏振分束镜122。例如，所述偏振分束镜122可以但不限于被实施为镀有偏振分束膜(即PBS膜)的透镜，所述偏振分束膜用于允许P偏振光透过，并反射S偏振光。

值得注意的是，在本发明的这个第二变形实施方式中，为了确保被所述透视反射组件13反射回的图像光线顺利透过所述偏振分束镜122，还需要在所述透视反射组件13和所述偏振分束镜122之间改变所述图像光线的偏振态，以使被所述偏振分束镜122反射的具有S偏振态的图像光线转变成具有P偏振态的图像光线。

示例性地，如图7所示，所述显示光机10还可以包括一1/4波片15，其中所述1/4波片15被设置于所述偏振分束镜122和所述透视反射组件13之间，使得被所述偏振分束镜122反射的具有S偏振态的图像光线先穿过所述1/4波片被转换成具有圆偏振态的图像光线(即圆偏振光)，接着所述具有圆偏振态的图像光线被所述透视反射组件13反射以再次穿过所述1/4波片而被转换成具有P偏振态的图像光线，之后，所述具有P偏振态的图像光线将透过所述偏振分束镜122，用于被人眼接收，使得用户能够观看到相应的图像。换句话说，由于在所述偏振分束镜122和所述透视反射组件13之间设置有所述1/4波片15，使得被所述偏振分束镜122反射的具有S偏振态的图像光线将被所述透视反射组件13反射以二次穿过所述1/4波片15，而转换成具有P偏振态的图像光线，从而使得图像光线能够顺利地穿过所述偏振分束镜122以到达人眼而被观看到。

值得一提的是，相比于本发明的上述实施例，本发明的第二变形实施方式的所述显示光机10的图像光线的光利用率得到进一步提高。具体地，在本发明的第二变形实施方式中，最终透过所述显示光机10能够到达人眼的图像光线几乎占所述显示单元11发射的图像光线的1/2(即本发明的第二变形实施方式的所述显示光机10的图像光线的光利用率达到了50％)，这比根据本发明的上述实施例的显示光机10的图像光线的光利用率提高了将近一倍，有助于进一步提高所述显示光机10所显示图像的质量。

附图8示出了根据本发明的上述实施例的所述显示光机10的第三变形实施方式，其中所述显示光机10还包括一透射膜系17，其中所述透射膜系17被设置于所述显示单元11与所述中继组件12之间，并且所述透射膜系17的透射光谱与所述透视反射组件13中所述反射膜系131的所述反射光谱保持相对(相反)，用于允许具有所述透射光谱的图像光线透过，而阻挡具有其他光谱的图像光线透过。这样，所述显示单元11发射的图像光线在通过所述透射膜系17之后将具有所述透射光谱，也就是说，透过所述透射膜系17的图像光线具有所述透射光谱。由于所述透射光谱与所述反射光谱保持相对(相反)，因此透过所述透射膜系17的图像光线也就具有所述反射光谱，从而使得透过所述透射膜系17的图像光线能够被所述透视反射组件13全部反射，以避免图像光线逸出，有效地保护用户的隐私安全。

示例性地，所述透射膜系17被贴附于所述显示单元11的发射面，并且所述透射膜系17具有如图9所示的透射光谱，而所述透视反射组件13具有如图5所示的反射光谱。由于所述透射光谱与所述反射光谱恰好相反，因此能够透过所述透射膜系17的图像光线恰好能够被所述透视反射组件13的所述反射膜系131完全反射，以便最大限度地减少图像光线的逸出。

这样，由于所述透射膜系17的存在，所述显示单元11就不需要发射具有所述预定光谱的图像光线。也就是说，所述显示单元11能够发射具有全光谱或者其他连续光谱的图像光线，以通过所述透射膜系17对这些图像光线进行处理，以允许具有所述透射光谱的图像光线透过，从而实现通过所述透视反射组件13的所述反射膜系131将所述具有所述透射光谱的图像光线反射至人眼中，以防所述图像光线从所述显示光机10的前部逸出，进而达到保护隐私的效果。

根据本发明的另一方面，如图10所示，本发明进一步提供了配置有显示光机的近眼显示设备，以减小图像光线自所述近眼显示设备的前部逸出，有助于保护使用所述近眼显示设备的用户的隐私安全。示例性地，如图10所示，所述近眼显示设备1可以包括所述显示光机10和一设备主体20，其中所述显示光机10被设置于所述设备主体20，以使所述近眼显示设备1具有保护隐私的功能。这样，当用户佩戴所述近眼显示设备1以进行增强现实体验时，图像光线将不会从所述近眼显示设备1的所述显示光机10的前部逸出，使得他人无法从所述近眼显示设备1的外部观看到用户所看的图像。

值得注意的是，所述设备主体20可以但不限于被实施为一眼镜主体，使得所述近眼显示设备1被实施为具有隐私保护功能的AR眼镜，有助于保护用户的隐私。可以理解的是，在本发明的其他示例中，所述近眼显示设备1也可以被实施为诸如AR头盔等等其他类型的AR设备。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了显示光机的显示方法。具体地，如图11所示，所述显示光机10的显示方法，包括步骤：

S310：藉由一中继组件12，反射通过一显示单元11发射的具有预定光谱的图像光线至一透视反射组件13，其中所述透视反射组件13具有与所述预定光谱保持基本一致的反射光谱；和

S320：藉由所述透视反射组件13，反射所述图像光线，以使所述图像光线透过所述中继组件12能够被投射至人眼中而显示图像。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了显示光机的制造方法。具体地，如图12所示，所述显示光机10的制造方法，包括步骤：

S410：设置一中继组件12于一显示单元11的发射路径，其中所述显示单元11用于发射具有预定光谱的图像光线；和

S420：设置一透视反射组件13于所述中继组件12的反射路径，其中所述中继组件12用于将所述图像光线反射至所述透视反射组件13，其中所述透视反射组件13具有与所述预定光谱保持基本一致的反射光谱，用于反射所述图像光线。

值得注意的是，在本发明的一示例中，在所述步骤S420之前，所述显示光机10的制造方法还包括步骤：

将一反射膜系131设置于一曲面基层132，以制成所述透视反射组件13，其中所述反射膜系131根据所述预定光谱通过膜系设计而制成。

优选地，在本发明的一示例中，所述反射膜系131被镀于所述曲面基层132的表面。

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 (19)

1.一种显示光机，其特征在于，包括：

一显示单元，用于发射具有预定光谱的图像光线；

一中继组件，其中所述中继组件被设置于所述显示单元的发射路径上；以及

一透视反射组件，其中所述透视反射组件被设置于所述中继组件的反射路径，并且所述透视反射组件的反射光谱与所述预定光谱保持基本一致，用于将经由所述中继组件反射的图像光线反射回所述中继组件，以减小所述图像光线透过所述透视反射组件而逸出。

2.如权利要求1所述的显示光机，其中，所述透视反射组件包括一反射膜系，其中所述反射膜系根据所述预定光谱通过膜系设计而制成，以使所述反射膜系具有所述反射光谱。

3.如权利要求2所述的显示光机，其中，所述透视反射组件还包括一曲面基层，其中所述反射膜系被设置于所述曲面基层的内表面。

4.如权利要求2所述的显示光机，其中，所述透视反射组件还包括一曲面基层，其中所述反射膜系被设置于所述曲面基层的外表面。

5.如权利要求4所述的显示光机，其中，所述透视反射组件还包括一保护膜，其中所述保护膜被设置于所述反射膜系的外侧。

6.如权利要求3至5中任一所述的显示光机，其中，所述曲面基层由透明材料或半透明材料制成。

7.如权利要求3至5中任一所述的显示光机，其中，所述曲面基层为一曲面透镜或一曲面反射镜。

8.如权利要求1至5中任一所述的显示光机，其中，所述透视反射组件针对波段为420～480nm、510～570nm、605～660nm的光的透射率为0～10％，以及其他波段的光的透射率为90～100％。

9.如权利要求2至5中任一所述的显示光机，其中，所述反射膜系的厚度为0.05～0.15mm。

10.如权利要求1至5中任一所述的显示光机，其中，所述中继组件为半反半透镜。

11.如权利要求1至5中任一所述的显示光机，其中，所述中继组件为偏振分束镜。

12.如权利要求11所述的显示光机，还包括一1/4波片，其中所述1/4波片被设置于所述偏振分束镜和所述透视反射组件之间。

13.如权利要求1至5中任一所述的显示光机，还包括一透镜组件，其中所述透镜组件被设置于所述显示单元和所述中继组件之间。

14.一种显示光机，其特征在于，包括：

一显示单元，用于发射图像光线；

一中继组件，其中所述中继组件被设置于所述显示单元的发射路径上；

一透射膜系，其中所述透射膜系被设置于所述显示单元和所述中继组件之间，并且所述透射膜系具有一透射光谱，用于允许具有所述透射光谱的图像光线透过；以及

一透视反射组件，其中所述透视反射组件被设置于所述中继组件的反射路径，并且所述透视反射组件的反射光谱与所述透射膜系的所述透射光谱保持相对，用于将经由所述中继组件反射的所述具有所述透射光谱的图像光线反射回所述中继组件，以减小所述图像光线透过所述透视反射组件而逸出。

15.一种近眼显示设备，其特征在于，包括：

一设备主体；和

至少一如权利要求1至14中任一所述的显示光机，其中所述显示光机被设置于所述设备主体，以使所述近眼显示设备具有保护隐私的功能。

16.一种显示光机的显示方法，其特征在于，包括步骤：

藉由一中继组件，反射通过一显示单元发射的具有预定光谱的图像光线至一透视反射组件，其中所述透视反射组件具有与所述预定光谱保持基本一致的反射光谱；和

藉由所述透视反射组件，反射所述图像光线，以使所述图像光线透过所述中继组件能够被投射至人眼中而显示图像。

17.一种显示光机的制造方法，其特征在于，包括步骤：

设置一中继组件于一显示单元的发射路径，其中所述显示单元用于发射具有预定光谱的图像光线；和

设置一透视反射组件于所述中继组件的反射路径，其中所述中继组件用于将所述图像光线反射至所述透视反射组件，其中所述透视反射组件具有与所述预定光谱保持基本一致的反射光谱，用于反射所述图像光线。

18.如权利要求17所述的显示光机的制造方法，在所述设置一透视反射组件于所述中继组件的反射路径的步骤之前，还包括步骤：

将一反射膜系设置一曲面基层，以制成所述透视反射组件，其中所述反射膜系根据所述预定光谱通过膜系设计而制成。

19.如权利要求18所述的显示光机的制造方法，其中，所述反射膜系被镀于所述曲面基层的表面。

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