头戴式显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种头戴式显示装置，包括回反射膜、反射膜、1/4波长板以及投影机。回反射膜具有多个微结构。反射膜设置在回反射膜与眼球之间。1/4波长板设置在回反射膜的表面上。投影机与反射膜相对设置，将光线投向反射膜。反射膜将光线反射至1/4波长板，光线穿过1/4波长板后入射至回反射膜，经由多个微结构将光线由原入射路径反射，再次穿过1/4波长板后回到反射膜，经过1/4波长板改变偏振极性的光线穿透反射膜形成使用者所见的图像。利用回反射膜及反射膜的特性，减少复杂的镜片结构，让头戴式显示装置更为简单及轻量化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种头戴式显示装置，特别涉及一种具有回反射膜的头戴式显示装置。
技术介绍
近年来，显示装置不断的发展当中，由以往大型显示器、显示荧屏一直到各种手持装置的显示，显示图像画面的方式持续的进步，与此同时，各种头戴式显示装置的概念也陆续被提出。头戴式显示装置可将显示荧屏配合设置在使用者头上穿戴的头盔或眼镜，由于显示荧屏距离使用者眼睛近，能以较小的荧屏体积即达到产生较广视角的效果。不过，现有的显示荧屏往往构造复杂，需要配戴较为笨重的装置，因此在使用上较为不便。因此，为解决上述问题，利用投射式或反射式的头戴式显示装置也陆续提出，由于头戴式显示装置大多原本即具有镜片的结构，因此常利用投射装置将图像投射至镜片或屏幕上以供使用者检视，但投射式的显示装置，往往有显示亮度与清晰度的问题，如何以轻量化、微型化的光学结构，投射清晰明亮的成像给使用者，使投射式或反射式的头戴式显示装置的发展重点。综观前所述，本专利技术的专利技术人经多年苦心潜心研究，思索并设计一种头戴式显示装置，以针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。
技术实现思路
有鉴于上述现有技术的问题，本专利技术的目的就是在提供一种头戴式显示装置，以解决现有的头戴式显示装置在显示图像时，产生亮度及清晰度的问题。根据本专利技术的目的，本专利技术提供一种头戴式显示装置，包括回反射膜、反射膜、1/4波长板以及投影机。其中，回反射膜具有多个微结构。多个微结构当中具有反射凹面，反射凹面使入射至回反射膜的光由原入射路径反射
离开回反射膜。反射膜对应于使用者的眼球位置，反射膜使第一偏振光反射而第二偏振光穿透，第一偏振光与第二偏振光具有不同偏振极性。1/4波长板设置在回反射膜面向反射膜的表面上。投影机与回反射膜设置在反射膜的同一侧，投影机将第一偏振光投向反射膜。反射膜将第一偏振光反射至1/4波长板，第一偏振光穿过1/4波长板后入射至回反射膜，经由原入射路径反射再次穿过1/4波长板后回到反射膜，第一偏振光经过1/4波长板改变偏振极性成为第二偏振光而穿透反射膜，到达眼球形成使用者所见的图像。较优选地，回反射膜可包括透明衬底及镀膜。其中，透明衬底于光线入射面的另一侧表面形成多个凸起结构，多个凸起结构呈紧密的阵列排列。镀膜设置在透明衬底的多个凸起结构的表面上，使多个凸起结构内部形成多个微结构的反射凹面。较优选地，回反射膜可包括衬底及镀膜。其中，衬底在光线入射面形成多个内凹结构，多个内凹结构呈紧密的阵列排列。镀膜设置在衬底的多个内凹结构的表面上，使多个内凹结构形成多个微结构的反射凹面。根据本专利技术的目的，本专利技术还提供一种头戴式显示装置，包括回反射膜、反射膜、1/4波长板以及投影机。其中，回反射膜具有多个微结构。多个微结构当中具有反射凹面，反射凹面使入射至回反射膜的光由原入射路径反射离开回反射膜。反射膜对应于使用者的眼球位置，反射膜使第一偏振光反射而第二偏振光穿透，第一偏振光与第二偏振光具有不同偏振极性。1/4波长板设置在回反射膜面向反射膜的表面上。投影机与回反射膜设置在反射膜的不同侧，投影机将第二偏振光投向反射膜。第二偏振光穿透反射膜朝向1/4波长板，第二偏振光穿过1/4波长板后入射至回反射膜，经由原入射路径反射再次穿过1/4波长板后回到反射膜，第二偏振光经过1/4波长板改变偏振极性成为第一偏振光，反射膜反射第一偏振光，使其到达眼球形成该使用者所见的图像。根据本专利技术的目的，本专利技术还提供一种头戴式显示装置，包括回反射膜、反射膜、第一1/4波长板、投影机以及第二1/4波长板。其中，回反射膜具有多个微结构。多个微结构当中具有反射凹面，反射凹面使入射至回反射膜的光由原入射路径反射离开回反射膜。反射膜对应于使用者的眼球位置，反射膜使第一偏振光反射而第二偏振光穿透，第一偏振光与第二偏振光具有不同偏振极性。第一1/4波长板设置在反射膜面向回反射膜的表面上。投影机
与回反射膜设置在反射膜的同一侧，投影机将第二偏振光投向反射膜。第二1/4波长板设置在投影机投射第二偏振光至反射膜的投射路线上，使第二偏振光先穿过第二1/4波长板及第一1/4波长板后，改变偏振极性成为第一偏振光并传至反射膜。反射膜将第一偏振光反射，通过第一1/4波长板后入射至回反射膜，经由原入射路径反射再次穿过第一1/4波长板后回到反射膜，第一偏振光经过第一1/4波长板改变偏振极性成为该第二偏振光而穿透反射膜，到达眼球形成使用者所见的图像。承上所述，依本专利技术的头戴式显示装置，其可具有一或多个下述优点：(1)此头戴式显示装置能利用回反射膜将光线反射为原路径的特性，应用在反射式或投影式显示装置上，减少复杂的镜片结构，让头戴式显示装置能更为简单及轻量化。(2)此头戴式显示装置能利用偏振片改变光线的偏振极性，使光线能穿透反射膜，进而提升成像效果，不会因为经由分光作用而降低图像的亮度或清晰度。附图说明图1为本专利技术的头戴式显示装置的光路示意图。图2为本专利技术的另一头戴式显示装置的光路示意图。图3为本专利技术的又一头戴式显示装置的光路示意图。图4及图5为本专利技术的回反射膜反射光线的示意图。图6为本专利技术的头戴式显示装置的结构示意图。附图标记说明1、2、3、5：头戴式显示装置10、20、30、40、50：回反射膜10a、20a、31a、41a：微结构11、21、51：反射膜12、52：1/4波长板13、23、53：投影机15、25、55：眼球22：第一1/4波长板24：第二1/4波长板31：透明衬底32、42：镀膜32a、33a、42a、43a：入射光32b、33b、42b、43b：反射光41：衬底L1：第一偏振光L2：第二偏振光具体实施方式为了更清楚的说明本专利技术的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本专利技术配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本专利技术实施后的真实比例与精准配置，因此，不应就所附的附图的比例与配置关系解读、局限本专利技术于实际实施上的权利范围，合先叙明。请参阅图1，其为本专利技术的头戴式显示装置的光路示意图。图中，头戴式显示装置1包括回反射膜10、反射膜11、1/4波长板12以及投影机13。配合如头盔、安全帽上原有的镜片，回反射膜10可贴附于其镜片上，其表面上具有多个半圆形凸起的微结构10a，附图中微结构10a的大小及间距仅为示意，实际的微透镜结构10a可为紧密排列的半球状阵列，其截面可为圆形、三角形、六角形或是多边形的排列方式。在微结构10a半圆形凸起的表面可镀上金属膜作为反射镜面，使得由另一侧入射进入回反射膜10的光线，通过微结构10a而沿着原入射路径反射射出。反射膜11对应于使用者眼球15的位置，设置在回反射膜10与眼球15之间，反射膜11与回反射膜10的夹角可为45°，但本专利技术不以此为限，反射膜11可依照投影机13设置的位置调整倾斜的角度。反射膜11同时具有反射及穿透的特性，可将第一偏振光L1反射而使第二偏振光L2穿透，第一偏振光L1可为S偏极光(S-polarized light)，第二偏振光L2可为P偏极光(P-polarized light)，两者在偏振极性上具有不同的振荡方向。为此，在回反射膜10面向反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴式显示装置，其特征在于，包括：回反射膜，所述回反射膜具有多个微结构，所述多个微结构当中具有反射凹面，所述反射凹面使入射至所述回反射膜的光由原入射路径反射离开所述回反射膜；反射膜，所述反射膜对应于使用者的眼球位置，所述反射膜使第一偏振光反射而第二偏振光穿透，所述第一偏振光与所述第二偏振光具有不同偏振极性；1/4波长板，设置在所述回反射膜面向所述反射膜的表面上；以及投影机，所述投影机与所述回反射膜设置在所述反射膜的同一侧，所述投影机将所述第一偏振光投向所述反射膜；其中，所述反射膜将所述第一偏振光反射至所述1/4波长板，所述第一偏振光穿过所述1/4波长板后入射至所述回反射膜，经由原入射路径反射再次穿过所述1/4波长板后回到所述反射膜，所述第一偏振光经过所述1/4波长板改变偏振极性成为所述第二偏振光而穿透所述反射膜，到达所述眼球形成所述使用者所见的图像。

【技术特征摘要】
2015.04.02 TW 1041109211.一种头戴式显示装置，其特征在于，包括：回反射膜，所述回反射膜具有多个微结构，所述多个微结构当中具有反射凹面，所述反射凹面使入射至所述回反射膜的光由原入射路径反射离开所述回反射膜；反射膜，所述反射膜对应于使用者的眼球位置，所述反射膜使第一偏振光反射而第二偏振光穿透，所述第一偏振光与所述第二偏振光具有不同偏振极性；1/4波长板，设置在所述回反射膜面向所述反射膜的表面上；以及投影机，所述投影机与所述回反射膜设置在所述反射膜的同一侧，所述投影机将所述第一偏振光投向所述反射膜；其中，所述反射膜将所述第一偏振光反射至所述1/4波长板，所述第一偏振光穿过所述1/4波长板后入射至所述回反射膜，经由原入射路径反射再次穿过所述1/4波长板后回到所述反射膜，所述第一偏振光经过所述1/4波长板改变偏振极性成为所述第二偏振光而穿透所述反射膜，到达所述眼球形成所述使用者所见的图像。2.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述回反射膜包括：透明衬底，所述透明衬底在光线入射面的另一侧表面形成多个凸起结构，所述多个凸起结构呈紧密的阵列排列；镀膜，设置在所述透明衬底的所述多个凸起结构的表面上，使所述多个凸起结构内部形成所述多个微结构的所述反射凹面。3.如权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述回反射膜包括：衬底，所述衬底在光线入射面形成多个内凹结构，多个内凹结构呈紧密的阵列排列；镀膜，设置在所述衬底的所述多个内凹结构的表面上，使所述多个内凹结构形成所述多个微结构的所述反射凹面。4.一种头戴式显示装置，其特征在于，包括：回反射膜，所述回反射膜具有多个微结构，所述多个微结构当中具有反
\t射凹面，所述反射凹面使入射至所述回反射膜的光由原入射路径反射离开所述回反射膜；反射膜，所述反射膜对应于使用者的眼球位置，所述反射膜使第一偏振光反射而第二偏振光穿透，所述第一偏振光与所述第二偏振光具有不同偏振极性；1/4波长板，设置在所述回反射膜面向所述反射膜的表面上；以及投影机，所述投影机与所述回反射膜设置在所述反射膜的不同侧，所述投影机将所述第二偏振光投向所述反射膜；其中，所述第二偏振光穿透所述反射膜朝向所述1/4波长板，所述第二偏振光穿过所述1/4波长板后入射至所述回反射膜，经由原入射路径反射再次穿过所述1/4波长板后回到所述反射膜，所述第二偏振光经过所述1/4波长板改变偏振极性成为所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：游进洲，陈俊民，廖政顺，陈松楠，
申请(专利权)人：尚立光电股份有限公司，新华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71