CN209842241U - 一种消伪影式显示光机和近眼显示设备 - Google Patents

Abstract

该消伪影式显示光机包括用于发射图像光线的显示单元、透镜组单元、透视反射单元以及中继系统。该中继系统包括偏振分光元件、偏光转换元件以及偏光过滤元件。该偏振分光元件的入射侧对应于该透镜组单元，并且该偏振分光元件的反射侧对应于该透视反射单元，其中该偏振分光元件用于反射图像光线中具有第一偏振态的光线，并透射该图像光线中具有第二偏振态的光线。该偏光转换元件被设置于该偏振分光元件和该透视反射单元之间，用于将两次穿过的该具有第一偏振态的光线转换成该具有第二偏振态的光线。该偏光过滤元件被设置于该偏振分光元件的透射侧，用于吸收该具有第一偏振态的光线，并透射该具有第二偏振态的光线。

Description

一种消伪影式显示光机和近眼显示设备

技术领域

本实用新型涉及增强显示技术领域，特别是涉及一种消伪影式显示光机和近眼显示设备。

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、偏振分光镜12P曲面反射镜13P以及1/4波片14P，其中偏振分光镜12P位于显示单元11P的发光侧，曲面反射镜13P位于该偏振分光镜12P的反射侧，并且该1/4波片14P位于该偏振分光镜12P和该曲面反射镜13P之间。这样当该显示单元11P发出图像光线时，该图像光线中的P偏振光透过该偏振分光镜12P而逃逸，而该图像光线中的S偏振光被反射至该曲面反射镜13P，之后再被该曲面反射镜13P反射回该偏振分光镜12P，使得该S偏振光二次穿过该1/4波片14P而被转换成P偏振光，进而穿过该偏振分光镜12P以入射至人眼中。与此同时，环境光线能够依次穿过该曲面反射镜13P、该1/4波片14P以及该偏振分光镜12P以入射至人眼中，从而使得用户能够通过该现有的显示光机10P获得增强现实的体验。

然而，对于现有的显示光机10P而言，来自该现有的显示光机10P下方的环境光将作为干扰光线到达该偏振分光镜12P，虽然该干扰光线中的P*偏振光能够透过该偏振分光镜12P，但该偏振分光镜12P会将该干扰光线中的S*偏振光反射至人眼中，使得用户将看到位于该现有的显示光机10P下方的物体的虚像(即伪影)，造成视觉干扰，从而严重地影响用户的观感体验。

实用新型内容

本实用新型的一目的在于提供一种消伪影式显示光机和近眼显示设备，其能够有效地避免下方的干扰光线被反射至用户眼中，有助于消除伪影干扰。

本实用新型的另一目的在于提供一种消伪影式显示光机和近眼显示设备，其中，在本实用新型的一实施例中，所述消伪影式显示光机的中继系统采用偏振分光元件和偏光过滤元件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。

本实用新型的另一目的在于提供一种消伪影式显示光机和近眼显示设备，其中，在本实用新型的一实施例中，所述消伪影式显示光机的所述中继系统在增加消伪影功能的同时，还不会降低图像光线的光能利用率。

本实用新型的另一目的在于提供一种消伪影式显示光机和近眼显示设备，其中，在本实用新型的一实施例中，所述消伪影式显示光机能够减少所显示的图像外泄，以保护用户的隐私。

本实用新型的另一目的在于提供一种消伪影式显示光机和近眼显示设备，其中，在本实用新型的一实施例中，所述消伪影式显示光机的反射膜系的预定反射光谱与所述显示单元发出的图像光线的光谱保持基本一致，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。

本实用新型的另一目的在于提供一种消伪影式显示光机和近眼显示设备，其中，在本实用新型的一实施例中，所述消伪影式显示光机的所述中继系统的保护基板设置有增透膜，以便在保护所述线偏振片的同时，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伪影干扰。

本实用新型的另一目的在于提供一种消伪影式显示光机和近眼显示设备，其中为了达到上述目的，在本实用新型中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本实用新型成功和有效地提供一解决方案，不只提供一种消伪影式显示光机和近眼显示设备，同时还增加了所述消伪影式显示光机和近眼显示设备的实用性和可靠性。

为了实现上述至少一实用新型目的或其他目的和优点，本实用新型提供了一种消伪影式显示光机，包括：

一显示单元，用于发射图像光线；

一透镜组单元，用于对经由所述显示单元发射的该图像光线进行调制；

一透视反射单元；以及

一中继系统，其中所述中继系统包括：

一偏振分光元件，其中所述偏振分光元件的入射侧对应于所述透镜组单元，并且所述偏振分光元件的反射侧对应于所述透视反射单元，其中所述偏振分光元件用于反射被调制后的该图像光线中具有第一偏振态的光线，并透射被调制后的该图像光线中具有第二偏振态的光线；

一偏光转换元件，其中所述偏光转换元件被设置于所述偏振分光元件和所述透视反射单元之间，其中所述透视反射单元用于将经由所述偏振分光元件反射的该具有第一偏振态的光线反射回所述偏振分光元件，以两次穿过所述偏光转换元件，其中所述偏光转换元件用于将两次穿过的该具有第一偏振态的光线转换成该具有第二偏振态的光线；以及

一偏光过滤元件，其中所述偏光过滤元件被设置于所述偏振分光元件的透射侧，用于吸收该具有第一偏振态的光线，并透射该具有第二偏振态的光线，使得干扰光线中的具有第一偏振态的光线能够被所述偏光过滤元件吸收，而该干扰光线中的具有第二偏振态的光线能够依次透过该偏光过滤元件和该偏振分光元件。

在本实用新型的一实施例中，所述偏光过滤元件为一线偏振片。

在本实用新型的一实施例中，所述偏振分光元件包括一透光基片和一偏振分光膜，其中所述偏振分光膜被设置于所述透光基片的上表面，并且所述偏振分光膜位于所述透光基片和所述透镜组单元之间。

在本实用新型的一实施例中，所述偏光转换元件为一1/4波片。

在本实用新型的一实施例中，所述透视反射单元包括一曲面基片和一部分反射膜，其中所述部分反射膜被设置于所述曲面基片的内表面，并且所述部分反射膜位于所述曲面基片和所述偏光转换元件之间。

在本实用新型的一实施例中，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，以使所述偏光过滤元件处于所述保护基板和所述偏振分光元件之间。

在本实用新型的一实施例中，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。

在本实用新型的一实施例中，所述透镜组单元包括至少一片透镜，其中每片所述透镜的面型为标准球面、非球面、自由曲面和衍射面中的一种。

在本实用新型的一实施例中，所述显示单元为LCD型、OLED型、DLP型和LCOS型微型显示器件中的一种。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型进一步提供了一种近眼显示设备，包括：

一设备主体；以及

至少一上述任一所述的消伪影式显示光机，其中所述消伪影式显示光机被设置于所述设备主体，以组装成具有消伪影功能的近眼显示设备。

通过对随后的描述和附图的理解，本实用新型进一步的目的和优势将得以充分体现。

本实用新型的这些和其它目的、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示出了现有的显示光机的结构示意图。

图2是根据本实用新型的一实施例的一种消伪影式显示光机的结构示意图。

图3示出了根据本实用新型的上述实施例的所述消伪影式显示光机的中继系统的局部放大示意图。

图4示出了根据本实用新型的上述实施例的所述消伪影式显示光机的所述中继系统的分解示意图。

图5示出了根据本实用新型的上述实施例的所述消伪影式显示光机的一个变形实施方式。

图6示出了根据本实用新型的一实施例的一种近眼显示设备的一个示例。

图7是根据本实用新型的一实施例的一种消伪影式显示光机的制造方法的流程示意图。

图8是根据本实用新型的一实施例的一种用于消伪影式显示光机的消伪影方法的流程示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。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实用新型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实用新型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，在本实用新型的揭露中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，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。除非在本实用新型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。

在本实用新型的描述中，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。本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

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实用新型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(即伪影)，从而造成视觉干扰，影响用户的视觉体验。

为了解决上述问题，参考附图2至图4所示，本实用新型的一实施例提供了一种消伪影式显示光机，其能够有效地避免下方的干扰光线被反射至用户眼中，以防发生伪影干扰。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、一透视反射单元13以及一透镜组单元14。所述显示单元11用于发射图像光线。所述透镜组单元14被设置于所述显示单元11和所述中继系统12之间，用于对经由所述显示单元11发出的图像光线进行调制。所述中继系统12用于将经由所述透镜组单元14调制后的图像光线传输至所述透视反射单元13。所述透视反射单元13用于将经由所述中继系统12传输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。

更具体地，如图2和图3所示，所述显示光机10的所述中继系统12包括一偏振分光元件121、一偏光转换元件122以及一偏光过滤元件123，其中所述偏振分光元件121用于反射具有第一偏振态的光线，且透射具有第二偏振态的光线，其中所述具有第一偏振态的光线的偏振方向垂直于所述具有第二偏振态的光线的偏振方向；其中所述偏光转换元件122用于将二次穿过的所述具有第一偏振态的光线转换成所述具有第二偏振态的光线；其中所述偏振过滤元件123用于吸收所述具有第一偏振态的光线，且透射所述具有第二偏振态的光线。可以理解的是，在本实用新型的上述实施例中，所述具有第一偏振态的光线可以但不限于被实施为具有S偏振态的偏振光(简称S偏振光)；相应地，所述具有第二偏振态的光线可以但不限于被实施为具有P偏振态的偏振光(简称P偏振光)。

特别地，如图2所示，所述偏振分光元件121和所述偏光过滤元件123沿着所述显示单元11的所述发射路径自上至下依次布置，并且所述显示单元11位于所述偏振分光元件121的上方，使得经由所述显示单元11发出的图像光线中具有第二偏振态的光线先透过所述偏振分光元件121后，再透过所述偏光过滤元件122。与此同时，如图2和图3所示，来自所述消伪影式显示光机10下方的干扰光线先通过所述偏光过滤元件122的过滤后，再传播至所述偏振分光元件121。这样所述干扰光线中的所述具有第一偏振态的光线将被所述偏光过滤元件122吸收而不会被所述偏振分光元件121反射至用户眼中；所述干扰光线中的所述具有第二偏振态的光线虽然能够透过所述偏光过滤元件122以传播至所述偏振分光元件121，但其能够透过所述偏振分光元件121而不会被所述偏振分光元件121反射，使得所述干扰光线中的所述具有第一和第二偏振态的光线均不会被反射至用户眼中，以消除来自所述消伪影式显示光机10下方的干扰光线所引起的伪影干扰，从而使得所述消伪影式显示光机10具备消伪影功能，提升用户的使用体验。可以理解的是，示例性地，所述图像光线和所述干扰光线通常均为非偏振光，也就是说，所述图像光线和所述干扰光线既包括P偏振光，又包括S偏振光。值得注意的是，为了在图中区分所述图像光线和所述干扰光线，将所述干扰光线中的P偏振光记为P*偏振光，并将所述干扰光线中的S偏振光记为S*偏振光。

此外，如图2所示，所述偏光转换元件122被设置于所述偏光分光元件121和所述透视反射单元13之间，这样经由所述显示单元11发出的图像光线中具有第一偏振态的光线先被所述偏振分光元件121反射，以第一次穿过所述偏光转换元件122而到达所述透视反射单元13后，再被所述透视反射单元13反射回，以第二次穿过所述偏光转换元件122而到达所述偏振分光元件121，使得所述图像光线中的所述具有第一偏振态的光线两次穿过所述偏光转换元件122，以转换成具有第二偏振态的光线，进而穿过所述偏振分光元件121以入射至用户眼中，从而使用户获得良好的增强现实体验。

换言之，所述中继系统12的所述偏振分光元件121具有一入射侧、一反射侧以及一透射侧，其中所述显示单元11对应于所述偏振分光元件121的所述入射侧；所述偏光转换元件122对应于所述偏振分光元件121的所述反射侧；所述偏光过滤元件123对应于所述偏振分光元件121的所述透射侧。这样经由所述显示单元11发出的图像光线中的所述具有第一偏振态的光线被所述偏振分光元件121反射以朝向所述偏振分光元件121的所述反射侧传播至所述偏光转换元件122；经由所述显示单元11发出的图像光线中的所述具有第二偏振态的光线被所述偏振分光元件121透射以朝向所述偏振分光元件121的所述透射侧传播至所述偏光过滤元件123。与此同时，来自所述偏振分光元件121的所述透射侧的环境光线(即干扰光线)将先被所述偏光过滤元件123过滤，以吸收干扰光线中的具有第一偏振态的光线，并允许干扰光线中的具有第二偏振态的光线透过；之后所述干扰光线中的具有第二偏振态的光线也将透过所述偏振分光元件121而逃逸，并不会被反射至用户眼中，以消除因干扰光线而引起的伪影干扰，有助于提升用户体验。可以理解的是，在所述中继系统12中，所述偏振分光元件121同样位于所述偏光过滤元件123的透射侧，使得该干扰光线中的具有第二偏振态的光线在透过所述偏光过滤元件123之后，也能够透过所述偏振分光元件121，以消除因该干扰光线被反射至用户眼中而产生的伪影。

值得一提的是，在本实用新型的所述实施例中，如图2和图3所示，所述中继系统12的所述偏振分光元件121可以但不限于被实施为包括一透光基片1211和一偏振分光膜1212，其中所述偏振分光膜1212被设置于所述透光基片1211的上表面，使得所述偏振分光膜1212位于所述透光基片1211和所述透镜组单元14之间，以使所述偏振分光元件121被实施为一偏振分光镜，用于反射经由所述显示单元11发出的图像光线中的具有第一偏振态的光线，并允许所述图像光线中的具有第二偏振态的光线透过。可以理解的是，所述偏振分光膜1212可以但不限于被贴附或镀于所述透光基片1211的所述上表面。此外，所述透光基片1211可以但不限于由诸如光学塑料或光学玻璃等等之类的透光材料制成，以保证光线能够透过所述透光基片1211。

在本实用新型上述实施例中，如图2所示，所述透视反射单元13可以但不限于包括一曲面基片131和一部分反射膜132，其中所述部分反射膜132被设置于所述曲面基片131的内表面，使得所述部分反射膜132位于所述中继系统12和所述曲面基片131之间，用于将经由所述偏振分光元件121反射的所述具有第一偏振态的光线中的至少一部分反射回所述偏振分光元件121，使得所述具有第一偏振态的光线两次穿过所述偏光转换元件122而被转换成所述具有第二偏振态的光线，进而穿过所述偏振分光元件121以入射至用户眼中。可以理解的是，所述部分反射膜132可以但不限于被贴附或镀于所述曲面基片131的所述内表面，还可以被设置于所述曲面基片131的外表面。此外，所述曲面基片131可以由诸如光学塑料或光学玻璃等等之类的透光材料制成，以确保环境光线能够透过所述透视反射单元13。

值得注意的是，在本实用新型的上述实施例中，所述部分反射膜132可以但不限于被实施为一半反半透膜。当然，在本实用新型的其他示例中，所述部分反射膜132还可以被实施为具有预定反射光谱的反射膜系，其中所述反射膜系的所述预定反射光谱与所述显示单元11发出的图像光线的光谱保持一致，用于将经由所述偏振分光元件121反射的光线全部反射回所述偏振分光元件121，同时还允许环境光线中光谱不一致的部分透过所述反射膜系，以入射至用户眼中，保证所述消伪影式显示光机10在实现消除下方反射伪影的基础上，还可以防止图像外泄，提升系统的光能利用率，提高图像对比度，具有优异的增强现实效果。

根据本实用新型的上述实施例，如图2所示，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，用于将两次穿过所述1/4波片1221的所述具有第一或第二偏振态的光线转换成所述具有第二或第一偏振态的光线。换言之，所述第一1/4波片1221被设置于所述偏振分光元件121和所述透视反射单元13之间，这样所述图像光线中经由所述偏振分光元件121反射的所述具有第一偏振态的光线先第一次穿过所述第一1/4波片1221以转换成第一圆偏光，在被所述透视反射单元13反射以转换成第二圆偏光之后，再第二次穿过所述第一1/4波片1221以转换成所述具有第二偏振态的光线，使得所述具有第一偏振态的光线在两次穿过所述1/4波片1221后被转换成所述具有第二偏振态的光线，从而使得被反射回的图像光线中绝大部分能够透过所述偏振分光元件121。特别地，透过所述偏振分光元件121的所述具有第二偏振态的光线也能够透过所述偏光过滤元件123以入射至用户眼中，并不会因设有所述偏光过滤元件123而损耗所述具有第二偏振态的光线的能量，有助于保证所述消伪影式显示光机10对图像光线具有较高的光能利用率。

在本实用新型的上述实施例中，如图2所示，所述消伪影显示光机10的所述透镜组单元14可以但不限于包括至少一片透镜141，其中每片所述透镜141的面型可以但不限于被实施为诸如标准球面、非球面、自由曲面或衍射面，用于对来自所述显示单元11的图像光线进行调制整形。换言之，所述至少一片透镜141的面型可以但不限于选自由标准球面、非球面、自由曲面和衍射面组成的组中的一种或多种。可以理解的是，本实用新型所提及的自由曲面可以但不限于被实施为XY多项式自由曲面、Zernike多项式自由曲面、或复曲面等等面型。

此外，在本实用新型的上述实施例中，所述显示单元11可以但不限于被实施为LCD、OLED、DLP、LCOS型微型显示器件中的一种，用于提供所述图像光线。特别地，当所述显示单元11被实施为LCOS型微型显示器件时，所述LCOS型微型显示器件能够出射具有第一偏振态的图像光线，以便与所述偏振分光元件121相配合，使得经由所述显示单元11发射的图像光线在所述偏振分光元件121处不发生损耗，有助于进一步提升所述近眼显示光机10对图像光线的光能利用率。

值得一提的是，在本实用新型的这个实施例中，如图3和图4所示，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，用于仅允许具有第二偏振态的光线透过，并吸收具有第一偏振态的光线。示例性地，如图2和图3所示，所述偏光过滤元件123的所述线偏振片1231被实施为P偏振片，用于仅允许P偏振光透过，并吸收S偏振光，以便与所述偏振分光元件121的所述偏振分光膜1212(如PBS膜，反射S偏振光，并透射P偏振光)相匹配。

进一步地，如图2和图3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处于所述保护基板124和所述偏振分光元件121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。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2和图3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，用于减少所述干扰光线在所述保护基板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，在本实用新型的其他示例中，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，在本实用新型的上述实施例的所述消伪影式显示光机10中，所述显示单元11的显示光轴110通常垂直于所述消伪影式显示光机10的光学查看轴100，也就是说，所述显示单元11的所述显示光轴110与所述消伪影式显示光机10的所述光学查看轴100之间的夹角θ为90°，即所述中继系统12的所述偏振分光元件121与所述光学查看轴100(如图2中的水平方向)之间的夹角通常为45°。可以理解的是，所述显示单元11的显示面的法线可以被定义为所述显示单元11的所述显示光轴110；所述消伪影式显示光机10的所述光学查看轴100可以被实施为由所述中继系统12的所述偏振分光元件121和所述偏光转换元件122，以及所述透视反射单元13共同定义的主查看轴，使得用户沿着所述光学查看轴100既能够看到经由所述显示单元11显示的虚像，又能够看到外部环境的实像，以获得虚实融合的增强现实体验。可以理解的是，所述透视反射单元13可以根据具体系统设计做相应位置优化调整。

然而，由于所述偏振分光单元12与所述光学观看轴100之间的夹角等于45°，使得所述消伪影式显示光机10的eye-relief(即眼点距，如镜片到额头的距离)较小，不利于近视或远视用户增加适配器，导致用户佩戴的体验感和舒适度较差。此外，这种配置也不利于通过整个系统的设计调整以使所述消伪影式显示光机10结构紧凑，无法满足当下小型化、轻薄化的发展趋势。

附图5示出了根据本实用新型的上述实施例的所述消伪影式显示光机10的一个变形实施方式。与根据本实用新型的上述实施例相比，根据本实用新型的所述变形实施方式的所述消伪影式显示光机10的不同之处在于：所述显示单元11的所述显示光轴110与所述光学查看轴100之间的夹角θ小于90°，即所述中继系统12的所述偏振分光元件121与所述光学查看轴100之间的夹角大于45°，从而增大所述消伪影式显示光机10的眼点距，以便近视或远视用户增加适配器，提高用户佩戴的体验感和舒适度。

优选地，所述显示单元11的所述显示光轴110与所述光学查看轴100之间的夹角θ在40°至80°之间，即40°≤θ≤80°。这样，所述消伪影式显示光机10的这种配置将有利于通过整个系统的设计调整以使所述消伪影式显示光机10结构紧凑，以便满足当下小型化、轻薄化的发展趋势。

根据本实用新型的另一方面，如图6所示，本实用新型进一步提供了配置有消伪影式显示光机10的近眼显示设备1，以消除来自所述近眼显示设备1下方的干扰光线产生的伪影，避免对用户产生视觉干扰，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可以包括至少一消伪影式显示光机10和一设备主体20，其中所述消伪影式显示光机10被设置于所述设备主体20，以使所述近眼显示设备1具备消除伪影干扰的功能。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的所述消伪影式显示光机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被实施为具有消除伪影干扰功能的AR眼镜，有助于提升用户的使用体验。可以理解的是，在本实用新型的其他示例中，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。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型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，所述消伪影式显示光机10的制造方法，包括步骤：

S310：分别设置一偏光转换元件122和一偏光过滤元件123于一偏振分光元件121的反射侧和透射侧，以形成一中继系统12，其中所述偏振分光元件121用于反射具有第一偏振态的光线，并透射具有第二偏振态的光线，其中所述偏光过滤元件123用于吸收所述具有第一偏振态的光线，并透射所述具有第二偏振态的光线；

S320：依次设置一显示单元11和一透镜组单元14于所述中继系统12的所述偏光转换元件122的入射侧，以使所述透镜组单元14位于所述显示单元11和所述偏光转换元件121之间；以及

S330：设置一透视反射单元13于所述中继系统12的所述偏光转换元件122的所述反射侧，并使所述偏光转换元件122位于所述偏振分光元件121和所述透视反射单元13之间，以形成所述消伪影式显示光机10。

值得注意的是，在本实用新型的一示例中，所述偏振分光元件121被实施为一偏振分光镜。

在本实用新型的一示例中，所述偏光转换元件122被实施为一1/4波片1221。

在本实用新型的一示例中，所述偏光过滤元件123可以被实施为一P偏振片1231。

进一步地，在本实用新型的上述实施例中，如图7所示，所述消伪影式显示光机10的制造方法还可以包括步骤：

S340：设置一保护基板124于所述偏振过滤元件123的外侧，以使所述偏光过滤元件123位于所述保护基板124和所述偏振分光元件121之间；和

S350：设置一增透膜125于所述保护基板124的外侧面，以使所述保护基板124位于所述增透膜125和所述偏光过滤元件123之间。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型进一步提供了一种用于消伪影式显示光机的消伪影方法。具体地，如图8所示，所述用于消伪影式显示光机的消伪影方法，包括步骤：

S410：藉由一偏光过滤元件123，吸收干扰光线中的具有第一偏振态的光线，并透射所述干扰光线中具有第二偏振态的光线；和

S420：藉由处于所述偏振过滤元件123的透射侧的一偏振分光元件121，透射经由所述偏光过滤元件123透射的所述干扰光线中的所述具有第二偏振态的光线，以消除因所述干扰光线被反射至用户眼中而产生的伪影。

值得注意的是，在本实用新型的一示例中，所述偏振分光元件121被实施为一偏振分光镜。

在本实用新型的一示例中，所述偏光过滤元件123可以被实施为一线偏振片。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型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，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种消伪影式显示光机，其特征在于，包括：

一显示单元，用于发射图像光线；

一透镜组单元，用于对经由所述显示单元发射的该图像光线进行调制；

一透视反射单元；以及

一中继系统，其中所述中继系统包括：

一偏振分光元件，其中所述偏振分光元件的入射侧对应于所述透镜组单元，并且所述偏振分光元件的反射侧对应于所述透视反射单元，其中所述偏振分光元件用于反射被调制后的该图像光线中具有第一偏振态的光线，并透射被调制后的该图像光线中具有第二偏振态的光线；

一偏光转换元件，其中所述偏光转换元件被设置于所述偏振分光元件和所述透视反射单元之间，其中所述透视反射单元用于将经由所述偏振分光元件反射的该具有第一偏振态的光线反射回所述偏振分光元件，以两次穿过所述偏光转换元件，其中所述偏光转换元件用于将两次穿过的该具有第一偏振态的光线转换成该具有第二偏振态的光线；以及

一偏光过滤元件，其中所述偏光过滤元件被设置于所述偏振分光元件的透射侧，用于吸收该具有第一偏振态的光线，并透射该具有第二偏振态的光线，使得干扰光线中的具有第一偏振态的光线能够被所述偏光过滤元件吸收，而该干扰光线中的具有第二偏振态的光线能够依次透过该偏光过滤元件和该偏振分光元件。

2.如权利要求1所述的消伪影式显示光机，其中，所述偏光过滤元件为一线偏振片。

3.如权利要求2所述的消伪影式显示光机，其中，所述偏振分光元件包括一透光基片和一偏振分光膜，其中所述偏振分光膜被设置于所述透光基片的上表面，并且所述偏振分光膜位于所述透光基片和所述透镜组单元之间。

4.如权利要求3所述的消伪影式显示光机，其中，所述偏光转换元件为一1/4波片。

5.如权利要求4所述的消伪影式显示光机，其中，所述透视反射单元包括一曲面基片和一部分反射膜，其中所述部分反射膜被设置于所述曲面基片的内表面，并且所述部分反射膜位于所述曲面基片和所述偏光转换元件之间。

6.如权利要求1至5中任一所述的消伪影式显示光机，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，以使所述偏光过滤元件处于所述保护基板和所述偏振分光元件之间。

7.如权利要求6所述的消伪影式显示光机，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。

8.如权利要求1至5中任一所述的消伪影式显示光机，其中，所述透镜组单元包括至少一片透镜，其中每片所述透镜的面型为标准球面、非球面、自由曲面和衍射面中的一种。

9.如权利要求1至5中任一所述的消伪影式显示光机，其中，所述显示单元为LCD型、OLED型、DLP型和LCOS型微型显示器件中的一种。

10.一种近眼显示设备，其特征在于，包括：

一设备主体；以及

至少一如权利要求1至9中任一所述的消伪影式显示光机，其中所述消伪影式显示光机被设置于所述设备主体，以组装成具有消伪影功能的近眼显示设备。