CN111610630A - 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。该显示光机包括用于发射图像光线的显示单元、中继系统以及透视反射单元。该中继系统被设置于该显示单元的发射路径，并且该中继系统包括沿着该显示单元的发射路径依次布置的反透元件、偏光转换元件以及偏光过滤元件。该反透元件用于反射光线的一部分，并透射光线的另一部分；该偏光转换元件用于将二次穿过的第一偏振光转换成第二偏振光；该偏光过滤元件用于吸收该第二偏振光，并透射该第一偏振光。该透射反射单元被设置于该反透元件的反射路径，用于将经由该反透元件反射的该图像光线反射回该中继系统。

Description

一种显示光机及其方法和近眼显示设备

技术领域

本发明涉及增强显示技术领域，特别是涉及一种显示光机及其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，市场上已经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，而显示光机作为近眼显示设备的核心器件，是实现增强现实的关键所在。

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，对于现有的显示光机10P而言，来自该半反半透镜12P下方的环境光将作为干扰光线到达该半反半透镜12P，并且部分干扰光线将经由该半反半透镜12P反射至人眼中，使得用户将看到位于半反半透镜12P下方的物体的虚像，造成视觉干扰，从而严重地影响用户的观感体验。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种显示光机及其方法和近眼显示设备，其能够有效地避免下方的干扰光线被反射至用户眼中，以防发生视觉干扰。

本发明的另一目的在于提供一种显示光机及其方法和近眼显示设备，其中，在本发明的一实施例中，所述显示光机的中继系统采用线偏振片和1/4波片相结合的方式来消除下方的环境光线的干扰，有助于提升用户的舒适体验。

本发明的另一目的在于提供一种显示光机及其方法和近眼显示设备，其中，在本发明的一实施例中，所述显示光机的所述中继系统的保护基板设置有增透膜，以便在保护所述偏振片的同时，也能够避免干扰光线因被所述保护基板反射至用户眼中而造成视觉干扰。

本发明的另一目的在于提供一种显示光机及其方法和近眼显示设备，其中，在本发明的一实施例中，所述显示光机能够在实现增强现实功能的同时，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方法和近眼显示设备，同时还增加了所述显示光机及其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，用于发射图像光线；

一中继系统，其中所述中继系统被设置于所述显示单元的发射路径，并且所述中继系统包括：

一反透元件，用于反射光线的一部分，并透射光线的另一部分；

一偏光转换元件，用于将第一偏振光转换成第一圆偏光，以在被所述反透元件反射之后形成第二圆偏光，还用于将该第二圆偏光转换成第二偏振光；以及

一偏光过滤元件，用于吸收该第二偏振光，并透射该第一偏振光；其中所述反透元件、所述偏光转换元件以及所述偏光过滤元件沿着所述显示单元的发射路径依次布置，使得干扰光线依次通过所述偏光过滤元件、所述偏光转换元件以及所述反透元件；以及

一透视反射单元，其中所述透射反射单元被设置于所述中继系统的所述反透元件的反射路径，用于将经由所述反透元件反射的该图像光线反射回所述中继系统。

在本发明的一实施例中，所述偏光转换元件为一1/4波片；其中所述偏光过滤元件为一线偏振片。

在本发明的一实施例中，所述1/4波片的快轴与所述线偏振片的透过轴之间的预定夹角为45°。

在本发明的一实施例中，所述反透元件为一半反半透镜。

在本发明的一实施例中，所述中继系统还包括一保护基板，其中所述保护基板位于所述偏光过滤元件的外侧，以使所述偏光转换元件和所述偏光过滤元件位于所述保护基板和所述反透元件之间。

在本发明的一实施例中，所述中继系统还包括一增透膜，其中所述增透膜被设置于所述保护基板的外表面，用于减少干扰光线在所述保护基板的所述外表面的反射所引起的视觉干扰。

在本发明的一实施例中，所述的显示光机还包括一透镜单元，其中所述透镜单元被设置于所述显示单元和所述中继系统之间，用于对来自所述显示单元的图像光线进行调制。

在本发明的一实施例中，所述透视反射单元为一曲面反射镜，用于在将来自所述中继系统的图像光线反射回所述中继系统的同时，还对该图像光线进行整形。

在本发明的一实施例中，所述透视反射单元的反射光谱与经由所述显示单元发射的图像光线的预定光谱保持基本一致，用于将经由所述中继系统反射的该图像光线反射回所述中继系统，以减小该图像光线透过所述透视反射单元的逸出量。

在本发明的一实施例中，所述透视反射单元包括一反射膜系和一曲面基层，其中所述反射膜系被设置于所述曲面基层的表面，并且所述反射膜系根据所述预定光谱通过膜系设计而制成，以使所述透视反射单元具有所述反射光谱。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了一种近眼显示设备，包括：

一设备主体；和

至少一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消除视觉干扰的功能。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了一种显示光机的制造方法，包括步骤：

设置一中继系统于一显示单元的发射路径，其中所述中继系统包括沿着所述显示单元的所述发射路径依次布置的一反透元件、一偏光转换元件以及一偏光过滤元件，其中所述反透元件用于反射经由所述显示单元发射的图像光线，并用于反射来自所述偏光过滤元件的第一偏振光；其中所述偏光转换元件用于将二次穿过的该第一偏振光转换成第二偏振光；所述偏光过滤元件用于吸收该第二偏振光，并透射该第一偏振光；和

设置一透视反射单元于所述中继系统的反射路径，其中所述透视反射单元用于将经由所述反透元件反射的该图像光线反射回所述中继系统。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了一种用于显示光机的视觉干扰消除方法，包括步骤：

藉由一偏光过滤元件，吸收干扰光线中第二偏振光，并透射该干扰光线中第一偏振光；

藉由一偏光转换元件，将来自所述偏光过滤元件的该第一偏振光转换成第一圆偏光；

藉由一反透元件，反射经由所述偏光转换元件转换的该第一圆偏光，以形成被反射回所述偏光转换元件的第二圆偏光；

藉由所述偏光转换元件，将经由所述反透元件反射回的该第二圆偏光转换成该第二偏振光；以及

藉由所述偏光过滤元件，吸收经由所述偏光转换元件转换成的该第二偏振光，以消除该干扰光线引起的视觉干扰。

在本发明的一实施例中，所述偏光转换元件为一1/4波片；其中所述偏光过滤元件为一线偏振片。

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是根据本发明的一实施例的一种显示光机的结构示意图。

图3示出了根据本发明的上述实施例的所述显示光机消除干扰光线的原理示意图。

图4示出了根据本发明的上述实施例的所述显示光机的中继系统的爆炸示意图。

图5示出了根据本发明的上述实施例的所述显示光机的一个变形实施方式。

图6示出了根据本发明的一实施例的一种近眼显示设备的一个示例。

图7是根据本发明的一实施例的一种显示光机的制造方法的流程示意图。

图8是根据本发明的一实施例的一种用于显示光机的视觉干扰消除方法的流程示意图。

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自身结构的限制，该现有的显示光机下方的环境光线(以下简称干扰光线)将不可避免地会被反射至用户眼中，导致用户在观看显示光机前方景物的同时，也会看到显示光机下方物体的虚像，从而会造成视觉干扰。

为了解决上述问题，参考附图2至图4所示，本发明的一实施例提供了一种显示光机，其能够有效地避免下方的干扰光线被反射至用户眼中，以防发生视觉干扰。具体地，如图2所示，所述显示光机10包括一显示单元11、一中继系统12以及一透视反射单元13。所述显示单元11用于发射图像光线。所述中继系统12被设置于所述显示单元11的发射路径。所述透视反射单元13被设置于所述中继系统12的反射路径，用于将经由所述中继系统12反射的图像光线反射回所述中继系统12，并允许环境光线透过所述透视反射单元13以射入所述中继系统12，使得所述图像光线和所述环境光线能够透过所述中继系统12而射入用户眼中，以便用户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。

特别地，如图2和图3所示，所述显示光机10的所述中继系统12包括一反透元件121、一偏光转换元件122以及一偏光过滤元件123，并且所述反透元件121、所述偏光转换元件122以及所述偏光过滤元件123沿着所述显示单元11的所述发射路径依次布置，也就是说，所述反透元件121和所述偏光转换元件122位于所述偏光过滤元件123和所述显示单元11之间，并且所述偏光转换元件122位于所述反透元件121和所述偏光过滤元件123之间。换句话说，所述中继系统12的所述反透元件121、所述偏光转换元件122以及所述偏光过滤元件123自上至下依次布置，并且所述显示单元11位于所述反透元件121的上方，使得来自所述显示光机10下方的干扰光线100依次通过所述偏光过滤元件123、所述偏光转换元件122以及所述反透元件121。可以理解的是，由于所述反透元件121的反射路径被实施为所述中继系统12的反射路径，因此所述透视反射单元13被设置于所述反透元件121的反射路径，用于将经由所述反透元件121反射的图像光线反射回所述中继系统12。

更具体地，如图3和图4所示，所述偏光过滤元件123用于透射第一偏振光101，并吸收第二偏振光102。所述偏光转换元件122用于将第一偏振光101转换成第一圆偏光103，还用于将第二圆偏光104转换成第二偏振光102。所述反透元件121用于反射光线的一部分，并透射光线的另一部分。

值得注意的是，所述第一偏振光101的偏振方向优选地垂直于所述第二偏振光102的偏振方向。例如，在本发明的一示例中，所述第一偏振光可以但不限于被实施为S或P偏振光；相应地所述第二偏振光则可以但不限于被实施为P或S偏振光。当然，在本发明的其他示例中，所述第一和第二偏振光也可以被实施为相互垂直的其他方向的偏振光。

示例性地，如图3和图4所示，根据本发明的上述实施例，所述中继系统12的所述偏光过滤元件123可以但不限于被实施为一线偏振片1231，用于仅允许所述第一偏振光101透过，并吸收所述第二偏振光102。这样当来自所述显示光机10下方的干扰光线100依次通过所述线偏振片1231、所述偏光转换元件122以及所述反透元件121时，首先通过所述线偏振片1231吸收所述干扰光线100中的所述第二偏振光102，并透射所述干扰光线100中的所述第一偏振光101，以滤除所述干扰光线100中的所述第二偏振光102，使得所述干扰光线100由非偏振光转换成所述第一偏振光101；其次通过所述偏光转换元件122将来自所述偏光过滤元件123的所述第一偏振光101转换成第一圆偏光103；之后通过所述反透元件121将来自所述偏光转换元件122的所述第一圆偏光103的一部分反射回所述偏光转换元件122，并转变成所述第二圆偏光104；最后通过所述偏光转换元件122将来自所述反透元件121的所述第二圆偏光104转换成所述第二偏振光102，以被所述线偏振片1231吸收，从而使得来自所述显示光机10下方的干扰光线100无法通过所述中继系统12到达用户眼中，以消除因来自所述显示光机10下方的干扰光线100而引起的视觉干扰，有助于提升所述显示光机10的用户体验。

值得一提的是，在本发明的所述实施例中，如图3所示，所述中继系统12的所述反透元件121可以但不限于被实施为一半反半透镜1211，用于反射一部分光线，并透射另一部分光线。例如，所述半反半透镜1211可以但不限于被实施为镀有半反半透膜的透镜，用于允许一半的光线透过，并反射另一半的光线。当然，在本发明的其他示例中，所述反透元件121也可以被实施为其他类型的元件，只要能够实现光线的部分反射且部分透射的效果即可。

此外，在本发明的上述实施例中，如图3和图4所示，所述中继系统12的所述偏光转换元件122可以但不限于被实施为一1/4波片1221，用于将二次穿过所述1/4波片1221的所述第一或第二偏振光101、102转换成所述第二或第一偏振光102、101。在本发明的所述显示光机10的所述中继系统12中，所述1/4波片1221位于所述半反半透镜1211和所述线偏振片1231之间，这样当干扰光线通过所述线偏振片1231时，所述线偏振片1231仅允许所述干扰光100中的第一偏振光101透过，而吸收所述干扰光线100中的第二偏振光102；在所述第一偏振光101第一次穿过所述1/4波片1221以转换成第一圆偏光103之后，再被所述半反半透镜1211反射回所述1/4波片1221以转换成第二圆偏光104，进而第二次穿过所述1/4波片1221以转换成所述第二偏振光102，使得所述第一偏振光101在两次穿过所述1/4波片1221后被转换成所述第二偏振光102，从而通过所述线偏振片1231吸收经由所述1/4波片1221转换成的所述第二偏振光102，以消除因所述干扰光线100而引起的视觉干扰。

值得注意的是，本发明的所述中继系统12的所述线偏振片1231的透过轴可以为任意方向，只要保证所述1/4波片1221的快轴与所述线偏振片1231的透过轴存在一预定夹角θ(如图4所示)即可，其中所述预定夹角θ取值为45°左右，例如40°≤θ≤50°。

优选地，所述1/4波片1221的快轴与所述线偏振片1231的透过轴之间的所述预定夹角θ被实施为45°，这样两次通过所述1/4波片1221后的偏振光的偏振态与通过之前的偏振态相互垂直，使得干扰光线100无法通过所述线偏振片1231而被阻止，以消除所述干扰光线100产生的视觉干扰。

进一步地，如图3和图4所示，所述中继系统12还可以包括一保护基板124，其中所述保护基板124位于所述偏光过滤元件123的外侧，以使所述偏光过滤元件123和所述偏光转换元件122处于所述保护基板124和所述半反半透镜1211之间，以通过所述保护基板124保护和支持所述偏光过滤元件123和所述偏光转换元件122。可以理解的是，所述保护基板124可以但不限于由诸如玻璃、透明塑料等等透光材料制成，以允许光线透过所述保护基板124。

优选地，如图3和图4所示，所述中继系统12还可以包括一增透膜125，其中所述增透膜125被设置于所述保护基板124的外表面，用于减少干扰光线100在所述保护基板124的外表面的反射，有助于避免造成视觉干扰。可以理解的是，所述增透膜125可以但不限于被镀于所述保护基板124的外表面。例如，在本发明的其他示例中，所述增透膜125也可以直接被贴附于所述保护基板124的外表面。

值得一提的是，如图2所示，根据本发明的上述实施例的所述显示光机10还可以包括一透镜单元14，其中所述透镜单元14被设置于所述显示单元11和所述中继系统12之间，用于对来自所述显示单元11的图像光线进行调制，有助于提高所述显示光机10所显示的图像质量。值得注意的是，所述显示光机10的所述透镜单元14可以但不限于包括至少一透镜，用于对经由所述显示单元11发射的图像光线进行调制。

此外，在本发明的上述实施例中，如图2所示，所述显示光机10的所述透视反射单元13可以但不限于被实施为一曲面反射镜131，其中所述曲面反射镜131被设置于所述中继系统12的反射路径，用于在将通过所述中继系统12传送过来的图像光线反射回所述中继系统12的同时，还对所述图像光线进行整形，有助于提升所述显示光机10的成像质量。可以理解的是，所述曲面反射镜131为部分反射镜，即按照一定比例反射和透射光线，这样所述曲面反射镜131不仅能够将图像光线的一部分反射回人眼中而使用户观看到相应的图像，而且还允许环境光线透过所述曲面反射镜131以射入用户眼中而使人看到真实环境，从而实现增强现实的目的。

值得一提的是，在本发明的其他示例中，所述中继系统12的所述反透元件121还可以直接被实施为一半反半透膜(图中未示出)，其中所述半反半透膜直接被设置于所述1/4波片1221的上表面，用于将穿过所述1/4波片1221的第一偏振光的一部分直接反射回所述1/4波片1221，使得该第一偏振光二次穿过所述1/4波片1221以转换成第二偏振光，从而被所述线偏振片1231吸收以避免产生视觉干扰。

值得注意的是，所述半反半透膜可以但不限于直接被镀于所述1/4波片1221的上表面，这样所述中继系统12能够在确保消除干扰光线对所述显示光机10产生的视觉干扰的前提下，还能够减小所述显示光机10的体积和重量，有助于满足所述显示光机10的小型化、轻薄化的发展需求。当然，在本发明的又一示例中，所述半反半透膜也可以通过贴附等方式被设置于所述1/4波片1221的表面。

附图5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。与根据本发明的上述实施例相比，根据本发明的所述第一变形实施方式的所述显示光机10的不同之处在于：所述显示单元11用于发射具有预定光谱的图像光线，并且所述透视反射单元13A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系统12反射的图像光线反射回所述中继系统12，并允许环境光线透过所述透视反射元件13A以射入所述中继系统12，使得所述图像光线和所述环境光线能够透过所述中继系统12而射入用户眼中，以便用户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，由于所述透视反射单元13A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，使得所述透视反射单元13A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系统12反射至所述透视反射单元13A时，大部分的所述图像光线将被所述透视反射单元13A反射回所述中继系统12，以阻挡所述图像光线透过所述透视反射单元13A而减小所述图像光线的逸出，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，从而本发明的这个变形实施方式中的所述显示光机10不仅能够消除干扰光线所引起的视觉干扰，而且还能够保护用户的隐私，有助于大幅提升用户的使用体验。

示例性地，在本发明的所述第一变形实施方式中，如图5所示，所述透视反射单元13A包括一反射膜系131A和一曲面基层132A，其中所述反射膜系131A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131A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131A被设置于所述曲面基层132A，以使所述反射膜系131A具有曲面形状，从而形成具有曲面结构的所述透视反射单元13A，使得所述透视反射单元13A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质量。

具体地，所述曲面基层132A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132A，有助于避免所述曲面基层132A阻挡环境光线透过所述透视反射单元13A。当然，在本发明的其他示例中，所述曲面基层132A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132A，这样可以适当地减少环境光线透过所述透视反射单元13A，以满足不同的情景需求。

示例性地，所述曲面基层132A可以但不限于被实施为一曲面透镜，并且所述反射膜系131A被贴附于所述曲面基层132A的内表面，使得所述反射膜系131A的形状与所述曲面基层132A的所述内表面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131A。这样，当所述图像光线经由所述中继系统12射向所述透视反射单元13A时，所述图像光线首先到达所述反射膜系131A，以被所述反射膜系131A反射回所述中继系统12，而不需要先透过所述曲面基层132A，以避免所述曲面基层132A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，在本发明的这个变形实施方式中，所述显示光机10的所述透视反射单元13A的详细描述和各种变形可以参考本申请人已申请的专利申请号为201811523682.9、名称为“一种显示光机及其方法和近眼显示设备”的中国发明专利，本发明对此不再赘述。

根据本发明的另一方面，如图6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，以消除来自所述近眼显示设备下方的干扰光线对用户产生的视觉干扰，有助于提高用户的使用体验。示例性地，如图6所示，所述近眼显示设备1可以包括至少一显示光机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具备消除视觉干扰的功能。换句话说，当用户佩戴所述近眼显示设备1以进行增强现实体验时，来自所述近眼显示设备1下方的干扰光线将不会被所述近眼显示设备1的所述显示光机10反射至用户眼中，以防用户观看到位于所述近眼显示设备1下方的图像，从而有效地消除视觉干扰。

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被实施为具有消除视觉干扰功能的AR眼镜，有助于提升用户的使用体验。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一种显示光机的制造方法。具体地，如图7所示，所述显示光机10的制造方法，包括步骤：

S310：设置一中继系统12于一显示单元11的发射路径，其中所述中继系统12包括沿着所述显示单元11的所述发射路径依次布置的一反透元件121、一偏光转换元件122以及一偏光过滤元件123，其中所述反透元件121用于反射经由所述显示单元11发射的图像光线，并用于反射来自所述偏光过滤元件123的第一偏振光101；所述偏光转换元件122用于将二次穿过的第一偏振光101转换成第二偏振光102；所述偏光过滤元件123用于吸收所述第二偏振光102，并透射所述第一偏振光101；和

S320：设置一透视反射单元13于所述中继系统12的反射路径，其中所述透视反射单元13用于将经由所述反透元件121反射的图像光线反射回所述中继系统12。

值得注意的是，在本发明的一示例中，所述反透元件121被实施为一半反半透镜1211。

在本发明的一示例中，所述偏光转换元件122被实施为一1/4波片1221。

在本发明的一示例中，所述偏光过滤元件123可以被实施为一线偏振片1231。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供了一种用于显示光机的视觉干扰消除方法。具体地，如图8所示，所述视觉干扰消除方法，包括步骤：

S410：藉由一偏光过滤元件123，吸收干扰光线100中的第二偏振光102，并透射所述干扰光线100中第一偏振光101；

S420：藉由一偏光转换元件122，将来自所述偏光过滤元件123的所述第一偏振光101转换成第一圆偏光103；

S430：藉由一反透元件121，反射经由所述偏光转换元件122转换的所述第一圆偏光103，以形成第二圆偏光104；

S440：藉由所述偏光转换元件122，将来自所述反透元件121反射的所述第二圆偏振光104转换成第二偏振光102；以及

S450：藉由所述偏光过滤元件123，吸收经由所述偏光转换元件122转换的所述第二偏振光102，以消除所述干扰光线100引起的视觉干扰。

值得注意的是，在本发明的一示例中，所述反透元件121被实施为一半反半透镜1211。

在本发明的一示例中，所述偏光转换元件122被实施为一1/4波片1221。

在本发明的一示例中，所述偏光过滤元件123可以被实施为一线偏振光1231。

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 (14)

1.一种显示光机，其特征在于，包括：

一显示单元，用于发射图像光线；

一中继系统，其中所述中继系统被设置于所述显示单元的发射路径，并且所述中继系统包括：

一反透元件，用于反射光线的一部分，并透射光线的另一部分；

一偏光转换元件，用于将第一偏振光转换成第一圆偏光，以在被所述反透元件反射之后形成第二圆偏光，还用于将该第二圆偏光转换成第二偏振光；以及

一偏光过滤元件，用于吸收该第二偏振光，并透射该第一偏振光；其中所述反透元件、所述偏光转换元件以及所述偏光过滤元件沿着所述显示单元的发射路径依次布置，使得干扰光线依次通过所述偏光过滤元件、所述偏光转换元件以及所述反透元件；以及

一透视反射单元，其中所述透射反射单元被设置于所述中继系统的所述反透元件的反射路径，用于将经由所述反透元件反射的该图像光线反射回所述中继系统。

2.如权利要求1所述的显示光机，其中，所述偏光转换元件为一1/4波片；其中所述偏光过滤元件为一线偏振片。

3.如权利要求2所述的显示光机，其中，所述1/4波片的快轴与所述线偏振片的透过轴之间的预定夹角为45°。

4.如权利要求3所述的显示光机，其中，所述反透元件为一半反半透镜。

5.如权利要求4所述的显示光机，其中，所述中继系统还包括一保护基板，其中所述保护基板位于所述偏光过滤元件的外侧，以使所述偏光转换元件和所述偏光过滤元件位于所述保护基板和所述反透元件之间。

6.如权利要求5所述的显示光机，其中，所述中继系统还包括一增透膜，其中所述增透膜被设置于所述保护基板的外表面，用于减少干扰光线在所述保护基板的所述外表面的反射所引起的视觉干扰。

7.如权利要求6所述的显示光机，还包括一透镜单元，其中所述透镜单元被设置于所述显示单元和所述中继系统之间，用于对来自所述显示单元的图像光线进行调制。

8.如权利要求1至7中任一所述的显示光机，其中，所述透视反射单元为一曲面反射镜，用于在将来自所述中继系统的图像光线反射回所述中继系统的同时，还对该图像光线进行整形。

9.如权利要求1至7中任一所述的显示光机，其中，所述透视反射单元的反射光谱与经由所述显示单元发射的图像光线的预定光谱保持基本一致，用于将经由所述中继系统反射的该图像光线反射回所述中继系统，以减小该图像光线透过所述透视反射单元的逸出量。

10.如权利要求9所述的显示光机，其中，所述透视反射单元包括一反射膜系和一曲面基层，其中所述反射膜系被设置于所述曲面基层的表面，并且所述反射膜系根据所述预定光谱通过膜系设计而制成，以使所述透视反射单元具有所述反射光谱。

11.一种近眼显示设备，其特征在于，包括：

一设备主体；和

至少一如权利要求1至10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消除视觉干扰的功能。

12.一种显示光机的制造方法，其特征在于，包括步骤：

设置一中继系统于一显示单元的发射路径，其中所述中继系统包括沿着所述显示单元的所述发射路径依次布置的一反透元件、一偏光转换元件以及一偏光过滤元件，其中所述反透元件用于反射经由所述显示单元发射的图像光线，并用于反射来自所述偏光过滤元件的第一偏振光；其中所述偏光转换元件用于将二次穿过的该第一偏振光转换成第二偏振光；所述偏光过滤元件用于吸收该第二偏振光，并透射该第一偏振光；和

设置一透视反射单元于所述中继系统的反射路径，其中所述透视反射单元用于将经由所述反透元件反射的该图像光线反射回所述中继系统。

13.一种用于显示光机的视觉干扰消除方法，其特征在于，包括步骤：

藉由一偏光过滤元件，吸收干扰光线中第二偏振光，并透射该干扰光线中第一偏振光；

藉由一偏光转换元件，将来自所述偏光过滤元件的该第一偏振光转换成第一圆偏光；

藉由一反透元件，反射经由所述偏光转换元件转换的该第一圆偏光，以形成被反射回所述偏光转换元件的第二圆偏光；

藉由所述偏光转换元件，将经由所述反透元件反射回的该第二圆偏光转换成该第二偏振光；以及

藉由所述偏光过滤元件，吸收经由所述偏光转换元件转换成的该第二偏振光，以消除该干扰光线引起的视觉干扰。

14.如权利要求13所述的视觉干扰消除方法，其中，所述偏光转换元件为一1/4波片；其中所述偏光过滤元件为一线偏振片。

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