TWI551887B - 虛像顯示裝置 - Google Patents

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TWI551887B
TWI551887B TW103140969A TW103140969A TWI551887B TW I551887 B TWI551887 B TW I551887B TW 103140969 A TW103140969 A TW 103140969A TW 103140969 A TW103140969 A TW 103140969A TW I551887 B TWI551887 B TW I551887B
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謝啟堂
黃子驊
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中強光電股份有限公司
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Description

虛像顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置,且特別是有關於一種虛像顯示裝置。
隨著顯示科技以及各項科技工藝的進步,各式各樣的顯示裝置被發明出來。在這些顯示裝置中,頭戴式顯示裝置(head mount display,HMD)因具有使用上的方便性與私密性,而被視為顯示科技發展的重點之一。此外,隨著雲端科技的發展以及微型顯示裝置的解析度的提升與尺寸功耗的減少,頭戴式顯示裝置亦發展成為一種攜帶式(portable)顯示裝置。
一般而言,頭戴式顯示裝置通常會使用近眼顯示光學系統(Near Eye Display,NED),以將微型顯示裝置所輸出的影像光束傳遞至使用者的眼中。由於頭戴式顯示裝置需穿戴在頭上,因此近眼顯示光學系統須符合輕薄短小的需求,以降低使用者穿戴時的不適感。然而,若為了減少頭戴式顯示裝置的重量及尺寸,而不適當地簡化近眼顯示光學系統,將影響到頭戴式顯示裝置的影像品質。因此,如何兼顧頭戴式顯示裝置的影像品質與輕薄短 小的需求,已成為相關領域技術發展的重要課題之一。
美國專利公開第2013/0147685號、中華民國專利公開第201426005號以及中華人民共和國專利第100565250號分別揭露了不同的頭戴式顯示裝置。
本發明提供一種頭戴式顯示裝置,其可兼顧影像品質與輕薄短小的需求。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的,本發明之一實施例提供一種虛像顯示裝置用以配置於使用者的眼睛的前方。虛像顯示裝置包括影像顯示單元、第一分光單元以及影像校正單元。影像顯示單元提供影像光束。第一分光單元配置於影像光束的傳遞路徑上。影像校正單元配置於來自第一分光單元的影像光束的傳遞路徑上,且第一分光單元將來自影像校正單元的至少部分影像光束傳遞至眼睛。影像校正單元包括第一光學元件、第二光學元件以及平面反射元件。影像顯示單元所發出的影像光束依序通過第一分光單元、第一光學元件、第二光學元件、被平面反射元件反射、再次通過第二光學元件、第一光學元件及被第一分光單元傳遞至該眼睛。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的,本發明 之另一實施例提供一種虛像顯示裝置用以配置於使用者的眼睛的前方。虛像顯示裝置包括影像顯示單元、第一分光單元以及影像校正單元。影像顯示單元提供影像光束。第一分光單元配置於影像光束的傳遞路徑上。影像校正單元配置於影像光束的傳遞路徑上,且第一分光單元將來自影像校正單元的至少部分影像光束傳遞至眼睛。影像校正單元包括第一光學元件、第二光學元件以及平面反射元件。影像顯示單元所發出的影像光束依序通過第一光學元件、第一分光單元、第二光學元件、被平面反射元件反射、再次通過第二光學元件及被第一分光單元傳遞至眼睛。
基於上述,在本發明上述實施例的虛像顯示裝置中,影像校正單元符合重量輕及尺寸小等訴求,且有助於提升解析能力以及修正色差。因此,本發明上述實施例的虛像顯示裝置可兼顧影像品質與輕薄短小的需求。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、200‧‧‧虛像顯示裝置
110‧‧‧影像顯示單元
112‧‧‧光源模組
114‧‧‧微型反射式顯示面板
116‧‧‧第二分光單元
120‧‧‧第一分光單元
130、230‧‧‧影像校正單元
132、232‧‧‧第一光學元件
134、234‧‧‧第二光學元件
136、236‧‧‧平面反射元件
B、B1、B2、B11、B12、B111、B112‧‧‧影像光束
E‧‧‧眼睛
I、I1、I2‧‧‧照明光束
S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8‧‧‧表面
圖1是依照本發明的第一實施例的一種虛像顯示裝置的上視示意圖。
圖2是依照本發明的第二實施例的一種虛像顯示裝置的上視示意圖。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效,在以下配合參考圖式之多個實施例的詳細說明中,將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語,例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等,僅是參考附加圖式的方向。因此,使用的方向用語是用來說明,而非用來限制本發明。
圖1是依照本發明的第一實施例的一種虛像顯示裝置的上視示意圖。請參照圖1,虛像顯示裝置100用以配置於使用者的眼睛E的前方,其包括影像顯示單元110、第一分光單元120以及影像校正單元130。影像顯示單元110用以提供影像光束B1。第一分光單元120配置於影像光束B1的傳遞路徑上。影像校正單元130配置於來自第一分光單元120的影像光束B11的傳遞路徑上,且第一分光單元120將來自影像校正單元130的至少部分影像光束(如影像光束B111)傳遞至眼睛E。
影像顯示單元110可以是一微型顯示器,如液晶顯示器、有機發光二極體顯示器、空間光調變器或其他適當的顯示器。或者,如圖所示,影像顯示單元110可以包括光源模組112、微型反射式顯示面板114以及第二分光單元116。
光源模組112用以提供照明光束I,其可以是直下式光源模組、側入式光源模組或其他型式的光源模組。第二分光單元116配置於照明光束I的傳遞路徑上,且適於將光源模組112所發出的 至少部分照明光束(如照明光束I1)傳遞至微型反射式顯示面板114。具體地,照明光束I傳遞至第二分光單元116後,可劃分成穿透第二分光單元116的照明光束I1以及被第二分光單元116反射的照明光束I2。在本實施例中,第二分光單元116可為一偏極化分光片(Polarizing Beam Splitter,PBS),其依據偏振態的不同進行分光。具體地,偏極化分光片可讓大部分的P偏振態的光束穿透,且將大部分的S偏振態的光束反射。因此,當照明光束I的偏振態包括P偏振態以及S偏振態時,穿透第二分光單元116的照明光束I1的偏振態大部分為P偏振態,而少部分為S偏振態。另一方面,被第二分光單元116反射的照明光束I2的偏振態大部分為S偏振態,而少部分為P偏振態。應說明的是,第二分光單元116不限於偏極化分光片。舉例而言,第二分光單元116也可以是一部分穿透部分反射分光元件,用以允許部份照明光束I1穿透以及反射部份照明光束I2。此外,影像顯示單元110也可以進一步包括一偏振片。偏振片設置在第二分光單元116與光源模組112之間,如此,照明光束I僅具有一種偏振態。
微型反射式顯示面板114配置於來自第二分光單元116的至少部分照明光束(如照明光束I1與照明光束I2的其中一者)的傳遞路徑上,且適於反射來自第二分光單元116的至少部分照明光束並將所述至少部分照明光束轉換成影像光束B,需要時可設置偏極片,適當地將光束轉換其偏振態。舉例而言,微型反射式顯示面板114可以是一矽基液晶面板(Liquid Crystal On Silicon, LCOS)或一數位微鏡元件(Digital Micro-mirror Device,DMD)。
在本實施例中,微型反射式顯示面板114配置於穿透第二分光單元116的照明光束I1的傳遞路徑上,也就是說,光源模組112與微型反射式顯示面板114分別位於第二分光單元116的相對兩側。在另一實施例中,微型反射式顯示面板114也可配置於被第二分光單元116反射的照明光束I2的傳遞路徑上,也就是說,光源模組112與微型反射式顯示面板114分別位於第二分光單元116的相鄰兩側。於其他實施例中,可依照合適的光路設計來配置光源模組112、第二分光單元116與微型反射式顯示面板116的位置,本發明不限於此。
微型反射式顯示面板114除了可將照明光束I1轉變成影像光束B之外,還能夠轉變光的偏振態,使第二分光單元116能夠將來自微型反射式顯示面板114的大部分影像光束(如影像光束B1)傳遞至第一分光單元120。具體地,微型反射式顯示面板114能夠將P偏振態轉變成S偏振態,且將S偏振態轉變成P偏振態。也就是說,主要由P偏振態構成的照明光束I1經由微型反射式顯示面板114的作用後會轉變成主要由S偏振態構成的影像光束B。依據上述偏極化分光片的分光原理,第二分光單元116會將大部分的S偏振態的光束反射,且讓大部分的P偏振態的光束穿透。來自微型反射式顯示面板114的大部分影像光束B會被第二分光單元116反射,而從影像顯示單元110朝第一分光單元120出射。需說明的是,影像光束B傳遞至第二分光單元116後,亦會劃分 成被第二分光單元116反射的影像光束B1以及穿透第二分光單元116的影像光束B2,其中被反射的影像光束B1可為S偏振態,而穿透的影像光束B2可為P偏振態。
第一分光單元120配置於影像顯示單元110所發出的影 像光束B1的傳遞路徑上。在本實施例中,影像顯示單元110所發出的影像光束B1,在影像顯示單元110與第一分光單元120之間的傳遞介質為透光固態材質,其中透光固態材質可為塑膠或玻璃。如圖1所示,本實施例的影像顯示單元110與第一分光單元120例如是透過透光固態材質(塑膠或玻璃)連接在一起,而影像光束B1傳遞於第一分光單元120連接於影像顯示單元110的部分中。在另一實施例中,影像顯示單元110與第一分光單元120也可以在結構上分離,即影像顯示單元110與第一分光單元120僅用機構件(未繪示)定位而沒有透過塑膠或玻璃連接,如此,影像顯示單元110所發出的影像光束B1在影像顯示單元110與第一分光單元120之間的傳遞介質可為空氣。
第一分光單元120例如為一部分穿透部分反射分光元 件。影像光束B1傳遞至第一分光單元120後,可劃分成穿透第一分光單元120的影像光束B11以及被第一分光單元120反射的影像光束B12。在本實施例中,第一分光單元120讓影像顯示單元110所發出的至少部分影像光束(如影像光束B11)穿透而傳遞至影像校正單元130。換言之,影像校正單元130配置於影像光束B11的傳遞路徑上。
影像校正單元130包括第一光學元件132、第二光學元件134以及平面反射元件136。第一光學元件132以及第二光學元件134適於對虛像顯示裝置100的解析能力進行優化。此外,第一光學元件132以及第二光學元件134的其中一者的屈光度可為正值,而另一者可為負值。如此,第一光學元件132以及第二光學元件134還有助於修正因影像光束B11行經第一分光單元120以及第二分光單元116所產生的色差。
第一光學元件132以及第二光學元件134可分別由一透鏡或一透鏡群所構成。當第一光學元件132以及第二光學元件134分別由單一透鏡所構成時,屈光度為正值的透鏡可以是雙凸透鏡或平凸透鏡,而屈光度為負值的透鏡可以是雙凹透鏡或平凹透鏡。圖1雖繪示第一光學元件132為正透鏡,而第二光學元件134為負透鏡,但本發明不限於此。在另一實施例中,第一光學元件132也可為負透鏡,而第二光學元件134為正透鏡。
平面反射元件136適於將來自第一分光單元120且通過第一光學元件132、第二光學元件134的影像光束B11反射回第一分光單元120。平面反射元件136例如是一平面鏡,但不限於此。
如圖1所示,第一光學元件132例如與第一分光單元120連接在一起,且第一光學元件132、第二光學元件134以及平面反射元件136不直接接觸。影像顯示單元110所發出的影像光束B1依序通過第一分光單元120、第一光學元件132、第二光學元件134、被平面反射元件136反射、再次通過第二光學元件134、第 一光學元件132及被第一分光單元120傳遞至使用者的眼睛E。在本實施例中,被影像校正單元130的平面反射元件136反射的影像光束B11傳遞至第一分光單元120後,亦會劃分為被第一分光單元120反射的影像光束B111以及穿透第一分光單元120的影像光束B112,其中第一分光單元120將被影像校正單元130反射的至少部分影像光束(如影像光束B111)反射至使用者的眼睛E。
本實施例藉由三個元件構成影像校正單元130,以提升解析能力以及修正色差。由於影像校正單元130的元件組成簡單,且能夠符合重量輕及尺寸小等訴求,因此本實施例的虛像顯示裝置100可兼顧影像品質與輕薄短小的需求。
以下以表1列舉出圖1之虛像顯示裝置100的其中一種可實施的設計參數,但本發明不限於下述。在表1中,第二分光單元116以偏極化分光片(PBS)為例,表面S0為微型反射式顯示面板114面向第二分光單元116的表面。表面S1為第二分光單元116面向微型反射式顯示面板114的表面。表面S2為第二分光單元116的分光面。表面S3為第二分光單元116的光出射面。表面S4為第一分光單元120的分光面。表面S5為第一光學元件132面向第二光學元件134的表面。表面S6為第二光學元件134面向第一光學元件132的表面。表面S7為第二光學元件134面向平面反射元件136的表面。表面S8為平面反射元件136面向第二光學元件134的反射面。
在“表面之間的距離”一欄中,對應表面S0的1mm為表 面S0至表面S1的距離,而對應表面S1的3.75mm為表面S1至表面S2的距離,對應表面S2至表面S7的距離可同理推得,於此不再贅述。在“材質”一欄中,N-BK7是一種玻璃材質的,而E48R是一種塑膠材質。另外,非球面的非球面公式如式(1)所示: 其中z為非球面的弧矢值(Sagitta,SAG),c為曲率(即曲率半徑的倒數),r為光學元件的徑向座標,k為圓錐常數,α1、α2以及α3分別為係數。
圖2是依照本發明的第二實施例的一種虛像顯示裝置的 上視示意圖。請參照圖2,虛像顯示裝置200大致相同於虛像顯示裝置100,其中相同的元件以相同的標號表示,於此不再贅述。虛像顯示裝置200與虛像顯示裝置100的主要差異在於影像校正單元的元件及其相對配置關係。
具體地,本實施例的影像校正單元230包括第一光學元件232、第二光學元件234以及平面反射元件236,其中第一光學 元件232配置於影像顯示單元110與第一分光單元120之間,而第二光學元件234以及平面反射元件236配置於來自第一分光單元120的至少部分影像光束(如影像光束B11)的傳遞路徑上。因此,影像顯示單元110所發出的影像光束B1依序通過第一光學元件232、第一分光單元120、第二光學元件234、被平面反射元件236反射、再次通過第二光學元件234及被第一分光單元120傳遞至眼睛E。也就是說,傳遞至使用者的眼睛E的影像光束僅通過第一光學元件232一次。
第一光學元件232適於修正像差、色差等。此外,第一 光學元件232以及第二光學元件234相互搭配下,有助於對解析能力進行優化。第一光學元件232以及第二光學元件234的屈光度皆為正值,其中第一光學元件232例如為一繞射光學元件(Diffraction Optics Element,DOE),而第二光學元件234可由一透鏡或一透鏡群所構成。當第二光學元件234由單一透鏡所構成時,其例如為一雙凸透鏡或一平凸透鏡。平面反射元件236適於將來自第一分光單元120且通過第二光學元件234的影像光束B11反射回第一分光單元120。平面反射元件236例如是一平面反射鏡,但不限於此。
如圖2所示,本實施例藉由三個元件構成影像校正單元 230,以提升解析能力以及修正色差。由於影像校正單元230的元件組成簡單,且能夠符合重量輕及尺寸小等訴求,因此本實施例的虛像顯示裝置200可兼顧影像品質與輕薄短小的需求。
以下以表2列舉出圖2之虛像顯示裝置200的其中一種可實施的設計參數,但本發明不限於下述。第二分光單元116以偏極化分光片(PBS)為例,在表2中,表面S0為微型反射式顯示面板114面向第二分光單元116的表面。表面S1為第二分光單元116面向微型反射式顯示面板114的表面。表面S2為第二分光單元116的分光面。表面S3為第二分光單元116的光出射面。表面S4為第一光學元件232面向第一分光單元120的表面。表面S5為第一分光單元120的分光面。表面S6為第二光學元件234面向平面反射元件236的表面。表面S7為平面反射元件236面向第二光學元件234的反射面。
此外,繞射光學元件的表面相位公式如式(2)所示: 其中Φ為相位分布函數,M為繞射級數(diffraction order),N為多項式係數的數量,A i 為係數,ρ為歸一化的徑向孔徑座標(normalized radial aperture coordinate)。在本實施例中,ρ 2的係數(即A1)例如為7295,ρ 4的係數(即A2)例如為-1746,ρ 6的係數(即A3)例如為-4201。
上述虛像顯示裝置100、200可應用於頭戴式顯示裝置中,其中,依據頭戴式顯示裝置之使用需求的不同,頭戴式顯示裝置中可配置有一個或兩個虛像顯示裝置100(或虛像顯示裝置200)。當頭戴式顯示裝置中配置有兩個虛像顯示裝置100(或虛像顯示裝置200)時,兩個虛像顯示裝置100分別配置在使用者的左眼與右眼前。此外,當頭戴式顯示裝置提供立體顯示功能時,左眼與右眼所接收到的影像可具有視差,以藉由兩眼分別接收影像後所產生之雙眼視差(binocular parallax)效應而形成立體視覺。
綜上所述,本發明之實施例可達到下列優點或功效之至少其一。在本發明上述實施例的虛像顯示裝置中,影像校正單元符合重量輕及尺寸小等訴求,且影像校正單元有助於提升影像的解析能力以及修正色差。因此,本發明上述實施例的虛像顯示裝置可兼顧影像品質與輕薄短小的需求。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及發 明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外,本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外,摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用,並非用來限制本發明之權利範圍。另外,本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍,而並非用來限制元件數量上的上限或下限。
100‧‧‧虛像顯示裝置
110‧‧‧影像顯示單元
112‧‧‧光源模組
114‧‧‧微型反射式顯示面板
116‧‧‧第二分光單元
120‧‧‧第一分光單元
130‧‧‧影像校正單元
132‧‧‧第一光學元件
134‧‧‧第二光學元件
136‧‧‧平面反射元件
B、B1、B2、B11、B12、B111、B112‧‧‧影像光束
E‧‧‧眼睛
I、I1、I2‧‧‧照明光束
S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8‧‧‧表面

Claims (22)

  1. 一種虛像顯示裝置,用以配置於一使用者的一眼睛的前方,該虛像顯示裝置包括:一影像顯示單元,提供一影像光束;一第一分光單元,配置於該影像光束的傳遞路徑上;以及一影像校正單元,配置於來自該第一分光單元的該影像光束的傳遞路徑上,且該第一分光單元將來自該影像校正單元的至少部分影像光束傳遞至該眼睛,該影像校正單元包括一第一光學元件、一第二光學元件以及一平面反射元件,該影像顯示單元所發出的該影像光束依序通過該第一分光單元、該第一光學元件、該第二光學元件、被該平面反射元件反射、再次通過該第二光學元件、該第一光學元件及被該第一分光單元傳遞至該眼睛。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的虛像顯示裝置,其中該第一分光單元讓該影像顯示單元所發出的至少部分該影像光束穿透而傳遞至該影像校正單元,該第一分光單元將被該影像校正單元反射的至少部分該影像光束反射至該眼睛。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的虛像顯示裝置,其中該第一分光單元為一部分穿透部分反射分光元件。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的虛像顯示裝置,其中該第一光學元件以及該第二光學元件的其中一者的屈光度為正值,且該第一光學元件以及該第二光學元件的其中另一者的屈光度為負值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的虛像顯示裝置,其中該第一光學元件以及該第二光學元件分別由一透鏡或一透鏡群所構成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的虛像顯示裝置,其中該第一光學元件以及該第二光學元件的其中一者為一雙凸透鏡或一平凸透鏡,該第一光學元件以及該第二光學元件的其中另一者為一雙凹透鏡或一平凹透鏡。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的虛像顯示裝置,其中該第一光學元件、該第二光學元件以及該平面反射元件彼此不直接接觸。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的虛像顯示裝置,其中該影像顯示單元所發出的該影像光束在該影像顯示單元與該第一分光單元之間的傳遞介質為空氣。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的虛像顯示裝置,其中該影像顯示單元所發出的該影像光束在該影像顯示單元與該第一分光單元之間的傳遞介質為透光固態材質,且該透光固態材質為塑膠或玻璃。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的虛像顯示裝置,其中該影像顯示單元包括一光源模組、一微型反射式顯示面板以及一第二分光單元,該光源模組提供一照明光束,該第二分光單元將該光源模組所發出的至少部分該照明光束傳遞至該微型反射式顯示面板,該微型反射式顯示面板反射來自該第二分光單元的至少部分該照明光束且將該至少部分照明光束轉換成該影像光束,該第二分光單元再將來自該微型反射式顯示面板的至少部分該影像光束 傳遞至該第一分光單元。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的虛像顯示裝置,其中該微型反射式顯示面板為一矽基液晶面板或一數位微鏡元件,且該第二分光單元為一偏極化分光片或一部分穿透部分反射分光元件。
  12. 一種虛像顯示裝置,用以配置於一使用者的一眼睛的前方,該虛像顯示裝置包括:一影像顯示單元,提供一影像光束;一第一分光單元,配置於該影像光束的傳遞路徑上;以及一影像校正單元,配置於該影像光束的傳遞路徑上,且該第一分光單元將來自該影像校正單元的至少部分影像光束傳遞至該眼睛,該影像校正單元包括一第一光學元件、一第二光學元件以及一平面反射元件,該影像顯示單元所發出的該影像光束依序通過該第一光學元件、該第一分光單元、該第二光學元件、被該平面反射元件反射、再次通過該第二光學元件及被該第一分光單元傳遞至該眼睛。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的虛像顯示裝置,其中該第一光學元件配置於該影像顯示單元與該第一分光單元之間,該第一分光單元允許來自該第一光學元件的至少部分該影像光束穿透而傳遞至該第二光學元件,該第一分光單元將來自該第二光學元件的至少部分該影像光束反射至該眼睛。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的虛像顯示裝置,其中該第一分光單元為一部分穿透部分反射分光元件。
  15. 如申請專利範圍第12項所述的虛像顯示裝置,其中該第一光學元件以及該第二光學元件的屈光度皆為正值。
  16. 如申請專利範圍第12項所述的虛像顯示裝置,其中該第二光學元件由一透鏡或一透鏡群所構成。
  17. 如申請專利範圍第12項所述的虛像顯示裝置,其中該第一光學元件為一繞射光學元件,該第二光學元件為一雙凸透鏡或一平凸透鏡。
  18. 如申請專利範圍第12項所述的虛像顯示裝置,其中該第一光學元件、該第二光學元件以及該平面反射元件彼此不直接接觸。
  19. 如申請專利範圍第12項所述的虛像顯示裝置,其中該影像顯示單元所發出的該影像光束在該影像顯示單元與該第一分光單元之間的傳遞介質為空氣。
  20. 如申請專利範圍第12項所述的虛像顯示裝置,其中該影像顯示單元所發出的該影像光束在該影像顯示單元與該第一分光單元之間的傳遞介質為透光固態材質,且該透光固態材質為塑膠或玻璃。
  21. 如申請專利範圍第12項所述的虛像顯示裝置,其中該影像顯示單元包括一光源模組、一微型反射式顯示面板以及一第二分光單元,該光源模組提供一照明光束,該第二分光單元將該光源模組所發出的至少部分該照明光束傳遞至該微型反射式顯示面板,該微型反射式顯示面板反射來自該第二分光單元的至少部分 該照明光束且將該至少部分照明光束轉換成該影像光束,該第二分光單元再將來自該微型反射式顯示面板的至少部分該影像光束傳遞至該第一分光單元。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的虛像顯示裝置,其中該微型反射式顯示面板為一矽基液晶面板或一數位微鏡元件,且該第二分光單元為一偏極化分光片或一部分穿透部分反射分光元件。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015116297A1 (de) * 2015-09-25 2017-03-30 Carl Zeiss Smart Optics Gmbh Abbildungsoptik sowie Anzeigevorrichtung mit einer solchen Abbildungsoptik
CN107678166A (zh) * 2017-11-22 2018-02-09 深圳创维新世界科技有限公司 增强现实显示装置
EP3956748B1 (en) * 2019-06-14 2024-06-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Headset signals to determine emotional states

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204974B1 (en) * 1996-10-08 2001-03-20 The Microoptical Corporation Compact image display system for eyeglasses or other head-borne frames
US20070103388A1 (en) * 1999-06-21 2007-05-10 The Microoptical Corporation Compact, head-mountable display device with suspended eyepiece assembly
US20130070338A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-21 Google Inc. Lightweight eyepiece for head mounted display

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202948204U (zh) * 2012-12-07 2013-05-22 香港应用科技研究院有限公司 可透视型头戴式显示器光学系统
US9223139B2 (en) * 2013-02-15 2015-12-29 Google Inc. Cascading optics in optical combiners of head mounted displays
US20140347736A1 (en) * 2013-05-23 2014-11-27 Omnivision Technologies, Inc. Systems And Methods For Aligning A Near-Eye Display Device
CN103345065B (zh) * 2013-07-16 2015-12-09 江苏慧光电子科技有限公司 可佩带的平视光学系统
TWI518368B (zh) * 2013-09-11 2016-01-21 財團法人工業技術研究院 虛像顯示裝置
CN203673146U (zh) * 2014-01-02 2014-06-25 杭州科汀光学技术有限公司 穿戴显示用的光学系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204974B1 (en) * 1996-10-08 2001-03-20 The Microoptical Corporation Compact image display system for eyeglasses or other head-borne frames
US20070103388A1 (en) * 1999-06-21 2007-05-10 The Microoptical Corporation Compact, head-mountable display device with suspended eyepiece assembly
US20130070338A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-21 Google Inc. Lightweight eyepiece for head mounted display

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