显示设备制造技术

提供了一种显示设备(10)。所述显示设备包括发光元件阵列(16)。所述显示设备还包括用于从发光元件阵列接收光的多个光学元件(18)。每个光学元件被配置为提供准直光束(20)。

Display device

A display device (10) is provided. The display device includes a light emitting element array (16). The display device also includes a plurality of optical elements (18) for receiving light from the light emitting element array. Each optical element is configured to provide a collimated beam (20).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】显示设备
本专利技术涉及一种显示设备。
技术介绍
显示设备可以是透视显示设备、头戴式显示设备、透视头戴式显示设备、头盔安装式显示设备、透视头盔安装式显示设备、平视显示设备和/或透视平视显示设备。显示设备，特别是平视显示设备，可以实现在诸如汽车或飞机之类的交通工具的挡风玻璃中。这样的显示设备可以用于创建增强现实视觉，即用于将物理世界和显示器二者的图像叠加在用户的视野中。因此可能的是，在适当使用显示设备期间，除了物理世界的图像穿过显示设备之外，表示重叠信息的显示器的附加叠加图像到达用户的眼睛。备选地，这样的显示设备还可以用于创建虚拟(或人工)现实视觉，即用于(特别是完全地)模拟可以模拟物理世界的环境。因此，在适当使用这种显示设备期间，可以通过显示设备来模拟物理世界的图像，其中除了模拟的物理世界之外，附加重叠信息还可以由显示设备生成并到达用户的眼睛。
技术实现思路
本专利技术的至少一个实施例的一个目的是提供一种具有改进设计(尤其是，用于创建增强现实视觉或虚拟现实视觉)的显示设备。该目的是通过根据权利要求1所述的显示设备来实现的。显示设备包括发光元件阵列和用于接收来自发光元件阵列的光的多个光学元件。每个发光元件被配置为发射光(尤其是，可见光)。每个光学元件与至少一个发光元件相关联，并且被配置为根据接收到的光形成至少一个准直光束。换言之：显示设备可以包括多个发光元件，并且发光元件阵列可以形成显示设备的显示器。具体地，每个发光元件可以形成显示设备的显示器的单个像素(即，最小可寻址元件)。发光元件可以相对于彼此在空间上分离地和/或以非重叠的方式布置。作为技术效果和优点，由于离开显示设备的准直光束，因此显示设备允许用户能够使他/她的视觉适应(几乎)无穷远。具体地，光学元件可以被视为表示显示设备的光学系统，并且可以被配置为放大显示器的图像和/或(虚拟地)将其投影到无穷远。例如：显示设备的图像可以在用户眼睛的方向上由离开显示设备的准直光束来表示，其中它由适应无穷远的人眼晶体(humanlens)聚焦在视网膜上。在这个意义上，由显示设备发出的准直光束可以在(或至少几乎在)无穷远距离处创建图像。备选地，显示设备的光学元件可以被配置为在某个平面上(虚拟地)对显示设备的图像进行成像以创建虚拟图像。这在人眼不聚焦到无穷远而是聚焦到位于与虚拟图像的平面相对应的平面中的现实世界中的对象时是有用的。结果，显示设备具有改进的设计。为了清楚和简明，采用术语“相关联的”。“相关联的”可以被理解或可以被定义为使得光学元件仅反射、偏转和/或折射由相关联的发光元件发射的光，但是特别地，对于由非关联的发光元件发射的光基本上是透明的。更具体地，光学元件可以仅在偏转光谱内反射、偏转和/或折射光，其中光学元件的偏转光谱可以完全或部分地覆盖相关联的发光元件的发射光谱，而特别地，光学元件的偏转光谱不覆盖不与光学元件相关联的发光元件的发射光谱。在后一种情况下，光学元件对于由非关联的发光元件或由物理世界发射的光可以是透明的。存在用于实现光学元件的各种选择：例如，光学元件可以是或可以包括全息光学元件。全息光学元件可以是透射全息光学元件或反射全息光学元件。具体地，光学元件可以是或可以包括具有表示会聚透镜的光学性质的全息会聚透镜(例如，会聚透镜的透射全息图)或具有表示凹面镜的光学性质的全息凹面镜(例如，凹面镜的反射全息图)。全息光学元件可以记录在显示设备的(尤其是，浮现(emergent)全息)乳剂区域中。附加地或替代地，光学元件可以是或可以包括衍射光栅，尤其是，透射振幅光栅、透射相位光栅、反射相位光栅和/或反射振幅光栅。附加地或替代地，光学元件可以是或可以包括偏转涂层、衍射涂层和/或反射涂层。在本公开中，为了清楚和简明起见，可以将偏转、衍射、折射和/或反射仅称为“反射”。反射涂层可以具有反射区域，该反射区域具体地是二向色的(dichroic)(或二色性的(dichromatic))。二向色可以被理解或可以被定义为使得光学元件仅在偏转光谱内反射、偏转、衍射和/或折射光，其中光学元件的偏转光谱完全或部分地覆盖相关联的发光元件的发射光谱，而光学元件的偏转光谱不覆盖不与光学元件相关联的发光元件的发射光谱，即对于由非关联的发光元件或由物理世界发射的光是透明的。反射区域可以是球形的或抛物线形的。附加地或替代地，光学元件可以是或可以包括液晶偏振光栅和/或液体透镜。上述用于实现光学元件的选择还允许实现具有焦平面、焦距和/或光轴的光学元件。此外，光学元件可以具有放大光学性质，使得至少一个相关联的发光元件的(虚拟)图像被设置在无穷远(即，无穷远距离处)。为了使从相关联的发光元件接收的光准直，光学元件可以具有焦平面和焦距，其中相关联的发光元件可以布置在相关联的光学元件的焦平面内。光学元件可以具有几何区域和/或偏转、反射和/或折射区域。此外，在本公开中，为了清楚和简明起见，可以将偏转、衍射、折射和/或反射仅称为“反射”。几何区域和/或反射区域可以是圆形、矩形或正方形。更具体地，光学元件可以由“最小像差位置”来表征。最小像差位置是当点状发光元件位于该最小像差位置并且光学元件从该点状发光元件接收光并根据所接收的光形成准直光束时光学像差被最小化的位置。例如，光学元件的最小像差位置可以是相对于预期光学元件的位置和/或取向(更具体地，相对于形成光学元件的乳剂区域的位置和/或取向)在记录作为全息光学元件的光学元件期间被记录对象所在的对象的(可选地，中心的)位置。在这方面，最小像差位置可以被定义或理解为光学元件的焦平面的中心。光学元件的焦距可以被定义或理解为光学元件的最小像差位置与其中布置有光学元件的几何区域和/或反射区域的平面之间的最短距离。光学元件的基准轴可以被定义或理解为穿过光学元件的(例如，光学元件的几何区域和/或反射区域的)中心并且平行于准直光束的直线，其中准直光束由光学元件根据从位于光学元件的最小像差位置处的点状发光元件接收的光形成。基准轴的取向可以例如在作为全息光学元件的光学元件的记录期间通过相对于记录全息光学元件的乳剂区域布置和/或倾斜基准光束来调整和固定，或者作为另一示例，在用于产生反射涂层的涂覆处理期间通过相对于其上涂覆有反射区域的(可选地，透明的)基片布置和/或倾斜反射涂层的反射区域来调整和固定。基准光束可以由光基准波中的光线束的中心光线来表示，其中，光基准波与从被记录对象散射的波一起在全息图记录处理期间在乳剂区域中形成全息干涉图案。光学元件的物轴可以被定义或理解为穿过最小像差位置并且垂直于其中布置有光学元件(例如，光学元件的几何区域和/或反射区域)的平面的直线。光学元件的光轴可以被定义或理解为穿过光学元件的(例如，光学元件的几何区域和/或反射区域的)中心并穿过光学元件的最小像差位置的直线。在这方面，可以通过定位所述中心并且通过定位所述最小像差位置来调整和固定光学元件的光轴。光轴的取向可以例如在作为全息光学元件的光学元件的记录期间通过相对于记录全息光学元件的乳剂区域布置被进行全息成像的对象(即，透镜或反光镜等)来调整和固定，或者作为另一示例，在用于产生反射涂层的涂覆处理期间通过相对于其上涂覆有反射区域的(可选地，透明的)基片布置和/或倾斜反射涂层的反射区域来调整和固定。具体地，光轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示设备，包括：‑发光元件阵列，用于发射光；以及‑多个光学元件，用于从所述发光元件阵列接收光，其中每个光学元件与至少一个发光元件相关联并被配置为根据所接收的光形成至少一个准直光束。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种显示设备，包括：-发光元件阵列，用于发射光；以及-多个光学元件，用于从所述发光元件阵列接收光，其中每个光学元件与至少一个发光元件相关联并被配置为根据所接收的光形成至少一个准直光束。2.根据权利要求1所述的显示设备，还包括：其中，所述多个光学元件包括与至少一个发光元件相关联的至少一个第一光学元件和至少一个第二光学元件，其中所述第一光学元件和所述第二光学元件被配置为从相关联的所述至少一个发光元件接收光并且根据所接收的光形成至少一个第一准直光束和至少一个第二准直光束，以及其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件以及相关联的所述至少一个发光元件被配置和布置为使得所述第一准直光束穿过所述显示设备的出射光瞳的第一部分，并且所述第二准直光束穿过所述显示设备的所述出射光瞳的第二部分，其中所述第二部分不同于所述第一部分并且尤其是与所述第一部分在空间上不相交。3.根据权利要求2所述的显示设备，还包括：定位设备，用于相对于用户的眼睛布置所述显示设备，使得用户的眼睛被定位以适当地使用所述显示设备，其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件以及相关联的所述至少一个发光元件被配置和布置为使得在适当地使用所述显示设备期间，所述第一准直光束被成像到眼睛视网膜的包括中央凹的中心部分上，并且所述第二准直光束被成像到视网膜的偏离中央凹的外围部分上。4.根据权利要求1至3之一所述的显示设备，其中，所述多个光学元件包括与至少一个发光元件相关联的至少一个第一光学元件和至少一个第二光学元件，其中所述第一光学元件和所述第二光学元件被配置为从相关联的所述至少一个发光元件接收光并且根据所接收的光形成至少一个第一准直光束和至少一个第二准直光束，以及其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件以及相关联的所述至少一个发光元件被配置和布置为使得所述第一准直光束和所述第二准直光束相对于彼此基本上平行地离开所述显示设备，尤其是使得所述第一准直光束和所述第二准直光束相对于彼此至少部分地重叠。5.根据权利要求2至4所述的显示设备，其中，所述第一光学元件的焦距大于所述第二光学元件的焦距。6.根据权利要求5所述的显示设备，其中，所述第一光学元件被布置在第一层中，所述第二光学元件被布置在第二层中，并且相关联的发光元件被布置在第三层中，其中所述第二层被布置在所述第一层和所述第三层之间。7.根据权利要求5或6所述的显示设备，其中，所述第一光学元件的焦平面和所述第二光学元件的焦平面被布置在公共焦平面中，相关联的发光元件被布置在所述公共焦平面中。8.根据权利要求5至7之一所述的显示设备，还包括：过滤器，用于阻挡由与所述第一光学元件和所述第二光学元件二者相关联的发光元件发射的光，其中，所述过滤器被布置在所述第一光学元件和所述第二光学元件之间。9.根据权利要求2至8之一所述的显示设备，其中，所述发光元件阵列包括用于发射至少一种第一颜色的光的至少一个第一发光元件和用于发射至少一种第二颜色的光的至少一个第二发光元件，其中所述第二颜色不同于所述第一颜色，其中，所述第一光学元件仅与所述至少一个第一发光元件相关联，并且所述第二光学元件仅与所述至少一个第二发光元件相关联，其中，所述第一光学元件被配置为从所述第一发光元件接收光并且根据所接收的光形成所述第一准直光束，并且所述第二光学元件被配置为从所述第二发光元件接收光并且根据所接收的光形成所述第二准直光束。10.根据权利要求2至8之一所述的显示设备，其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件与至少一个公共发光元件相关联，其中所述第一光学元件被配置为从所述公共发光元件接收光并根据所接收的光形成所述第一准直光束，所述第二光学元件被配置为从所述公共发光元件接收光并根据所接收的光形成所述第二准直光束。11.根据权利要求2至10之一所述的显示设备，其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件中的至少一个被配置为使得所述光学元件的光轴和所述光学元件的基准轴相对于彼此倾斜。12.根据权利要求2至11之一所述的显示设备，其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件被配置为使得所述第一光学元件的基准轴和所述第二光学元件的基准轴相对于彼此倾斜。13.根据权利要求2至11之一所述的显示设备，其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件被配置为使得所述第一光学元件的基准轴和所述第二光学元件的基准轴相对于彼此平行。14.根据权利要求2至13之一所述的显示设备，其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件被配置为使得所述第一光学元件的基准轴和所述第二光学元件的基准轴相对于彼此重合。15.根据权利要求2至11之一所述的显示设备，其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件被配置为使得所述第一光学元件的基准轴和所述第二光学元件的基准轴相对于彼此在空间上分离。16.根据权利要求2至15之一所述的显示设备，其中，所述第一光学元件是被记录在所述显示设备的第一乳剂区域中的第一全息光学元件，以及其中，所述第二光学元件是被记录在所述显示设备的第二乳剂区域中的第二全息光学元件，其中所述第二乳剂区域不同于所述第一乳剂区域。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊沃·维埃拉，路易斯·菲利佩·卡莱拉多斯桑托斯卡多佐，热罗·路易斯·多米尼克·穆勒斯，曼纽尔·若昂·费尔南德斯瓦斯马丁斯，
申请(专利权)人：鲁索空间工程项目有限公司，
类型：发明
国别省市：葡萄牙,PT