头戴式显示装置的制作方法

本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种头戴式显示装置。

背景技术：

近眼显示器(neareyedisplay,ned)以及头戴式显示器(head-mounteddisplay,hmd)是目前极具发产潜力的下一代杀手级产品。在近眼显示的相关应用上，目前可分为扩增实境(augmentedreality,ar)以及虚拟实境(virtualreality,vr)。对于虚拟实境而言，如何营造虚拟世界的真实感是重要的开发议题。对扩增实境而言，相关开发人员则致力于如何在轻薄的前提下提供最佳的影像品质。

在以头戴式显示器实现扩增实境的基本光学架构中，用以显示的影像光束由投影装置发出后，经由具有半反射半穿透的光学元件反射而进入使用者的眼睛。显示影像的光束以及外界的环境光束都进入使用者的眼睛，而达到扩增实境的显示效果。然而，在上述架构中，投影装置无可避免的出现于使用者的眼睛的视角范围中，且上述构件占有一定的体积。因此，头戴式显示器实际能显示的影像的视角大为受限。为了实现广视角的显示效果，现有的一种解决方式是以可使影像光束多次反射的光学镜组或反射系统，使投影装置可以设置在使用者的眼睛的视角范围以外。然而，上述光学镜组或反射系统通常造成头戴式显示器的体积增大以及重量增加的问题，且光学镜组的多个反射面的组装精度和面型精度都有很高的要求。另外一种解决方式是利用多层分光结构相贴合的导光构件将投影装置的影像光束导入使用者的眼睛。然而，上述导光构件的制程包括繁复的镀膜、贴合、对位、切割以及抛光等制程，量产性较差。因此，如何在实现扩增实境的广视角显示的同时，减少头戴式显示器的体积以及重量并简化制程，是本领域相关人员值得关注的重点之一。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本

技术实现要素：
，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种头戴式显示装置，其可以实现广视角，且其体积较小、重量较轻且制程较为简化。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种头戴式显示装置，包括透明显示器、液晶透镜以及第一菲涅耳透镜。透明显示器用以发出影像光束。液晶透镜配置于透明显示器旁。透明显示器配置于液晶透镜与第一菲涅耳透镜之间。第一菲涅耳透镜用以接收环境光束。头戴式显示装置利用液晶透镜的至少一部分发生相位调变，以使透明显示器的至少一部分的影像光束通过光瞳。

基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。本发明的实施例中，头戴式显示装置的透明显示器配置于液晶透镜与第一菲涅耳透镜之间。透明显示器用以发出影像光束，而第一菲涅耳透镜用以接收环境光束。头戴式显示装置利用液晶透镜的至少一部分发生相位调变，以使透明显示器的至少一部分的影像光束通过光瞳。因此，头戴式显示装置可以同时发出用以显示的影像光束以及接收外来的环境光束，且液晶透镜可局部或全部发生相位调变而使得用以显示的影像光束与外来的环境光束并存而实现扩增实境(augmentedreality,ar)的显示效果。由于透明显示器不会造成视角遮蔽的问题，因此头戴式显示装置可以实现广视角的显示效果。另外，由于头戴式显示装置不必额外装设可使影像光束多次反射的光学镜组或反射系统，因此头戴式显示装置的体积较小且重量较轻。除此之外，头戴式显示装置不需设置具有多层分光结构相贴合的导光构件，因此头戴式显示装置的制程得以简化，量产性较佳。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1a示出本发明一实施例的头戴式显示装置的光路示意图。

图1b示出图1a实施例的头戴式显示装置于另一光路示意图。

图2示出本发明另一实施例的头戴式显示装置的光路示意图。

图3a示出本发明又一实施例的头戴式显示装置的光路示意图。

图3b示出图3a实施例的头戴式显示装置于另一光路示意图。

图4a示出本发明再一实施例的头戴式显示装置的光路示意图。

图4b示出图4a实施例的头戴式显示装置于另一光路示意图。

图5示出本发明另一实施例的头戴式显示装置的光路示意图。

图6示出本发明又一实施例的头戴式显示装置的光路示意图。

图7示出本发明再一实施例的头戴式显示装置的光路示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1a示出本发明一实施例的头戴式显示装置的光路示意图，请参考图1a。在本实施例中，头戴式显示装置100包括透明显示器110以及液晶透镜120，且液晶透镜120配置于透明显示器110旁。具体而言，透明显示器110用以发出影像光束il。头戴式显示装置100利用液晶透镜120的至少一部分发生相位调变，以使透明显示器110的至少一部分的影像光束il通过光瞳p。举例而言，头戴式显示装置100的液晶透镜120的至少一部分例如是发生相位调变而使其屈光度为正值，以使透明显示器110的至少一部分的影像光束il通过光瞳p。在本实施例中，举例而言，光瞳p可以是使用者的眼睛he的瞳孔。当影像光束il通过瞳孔后，影像光束il于使用者的眼睛he的视网膜上形成影像。然而在其他实施例中，光瞳p也可以例如是一般光学镜头的孔径光阑所在的位置，本发明并不限于此。

在本实施例中，液晶透镜120的部分区域对应于透明显示器110的部分显示画面。也就是说，在透明显示器110局部显示出显示画面时，液晶透镜120可以配合显示的区域做局部的调变。此外，液晶透镜120也可以整体发生相位调变，而使得通过液晶透镜120的影像光束il通过光瞳p。具体而言，透明显示器110可以在保持可透光的情形下，发出影像光束il以产生对应的显示画面。进一步而言，来自外界的环境光束al的至少一部分穿过透明显示器110而通过光瞳p。也就是说，当光瞳p例如是使用者的眼睛he的瞳孔，来自透明显示器110的影像光束il以及来自外界的至少一部分的环境光束al都可以通过光瞳p，并在使用者的眼睛he的视网膜上形成影像。因此，当头戴式显示装置100置放于使用者的眼睛he前方，且影像光束il以及环境光束al通过使用者的眼睛he的光瞳p时，使用者可以观看到影像光束il对应的显示画面所形成的虚像(未示出于图1a)，同时，使用者也可观看到环境光束al对应的外界影像(未示出于图1a)，而实现扩增实境的显示效果。在本实施例中，透明显示器110例如是透明的薄膜电晶体液晶(thinfilmtransistor-liquidcrystaldisplay,tft-lcd)显示器、透明的有机发光二极体(organiclight-emittingdiode,oled)显示器或是其他类型的透明显示器，本发明并不限于此。

请继续参考图1a。在本实施例中，头戴式显示装置100更包括第一菲涅耳透镜(fresnellens)130以及第二菲涅耳透镜140。透明显示器110配置于液晶透镜120与第一菲涅耳透镜130之间，且透明显示器110配置于第一菲涅耳透镜130与第二菲涅耳透镜140之间。此外，在本实施例中，第一菲涅耳透镜130的屈光度例如为负值，且第二菲涅耳透镜140的屈光度例如为正值。具体而言，第一菲涅耳透镜130用以接收环境光束al。环境光束al的至少一部分经由第一菲涅耳透镜130接收后，依序穿过透明显示器110、第二菲涅耳透镜140与液晶透镜120而通过光瞳p。在本实施例中，透明显示器110发出影像光束il，而影像光束il包括影像光束il1以及影像光束il2，其中影像光束il1对应于透明显示器110的影像显示区域i1，且影像光束il2对应于透明显示器110的影像显示区域i2。具体而言，头戴式显示装置100利用液晶透镜120的至少一部分发生相位调变，以使透明显示器110的影像光束il1以及影像光束il2通过光瞳p。同时，环境光束al穿过透明显示器110而通过光瞳p。

在本实施例中，屈光度为正值的第二菲涅耳透镜140以及液晶透镜120可以共同地对透明显示器110发出的影像光束il(影像光束il1以及影像光束il2)进行调整，使得影像光束il对应的显示画面所形成的虚像(未示出于图1a)可调整的程度增加。此外，第一菲涅耳透镜130的屈光度与第二菲涅耳透镜140的屈光度可以相互搭配调整，而同时对影像光束il以及环境光束al进行调整。举例而言，屈光度为负值的第一菲涅耳透镜130、屈光度为正值的第二菲涅耳透镜140以及液晶透镜120可同时对影像光束il以及环境光束al进行调整。当影像光束il依序通过第二菲涅耳透镜140以及液晶透镜120之后，影像光束il得以通过光瞳p。同时，当至少一部分环境光束al依序通过第一菲涅耳透镜130、透明显示器110、第二菲涅耳透镜140以及液晶透镜120之后，环境光束al并不会发生发散或汇聚，而避免环境光束al所对应的外界影像(未示出)发生变形。

在一些实施例中，头戴式显示装置100也可以不包括第二菲涅耳透镜140，且头戴式显示装置100的第一菲涅耳透镜130的屈光度也为负值。在这些实施例中，经相位调变后的液晶透镜120，其屈光度与第一菲涅耳透镜130的屈光度可以相互搭配调整，而避免环境光束al所对应的外界影像发生变形，本发明并不限于此。在其他实施例中，可以对第一菲涅耳透镜130的屈光度、第二菲涅耳透镜140的屈光度以及经相位调变后的液晶透镜120的屈光度进行调整，而对影像光束il对应的显示画面以及环境光束al对应的外界影像进行调整。另外，在一些实施例中，也可以采用其他类型的透镜，例如是液晶透镜或是一般的透镜或镜片组，来取代第一菲涅耳透镜130或第二菲涅耳透镜140，本发明不限于此。

在本实施例中，由于头戴式显示装置100利用液晶透镜120的至少一部分发生相位调变，以使透明显示器110的至少一部分的影像光束il通过光瞳p。因此，头戴式显示装置100可以同时发出用以显示的影像光束以及接收外部的环境光束。同时，液晶透镜120可局部或全部发生相位调变而使得用以显示的影像光束il与外来的环境光束al并存而实现扩增实境的显示效果。另外，由于透明显示器110不会造成视角遮蔽的问题，因此头戴式显示装置100可以实现广视角的显示效果。此外，由于头戴式显示装置100不必额外装设使影像光束多次反射的光学镜组或光学系统，因此头戴式显示装置100的体积较小且重量较轻。除此之外，头戴式显示装置100不需设置具有多层分光结构相贴合的导光构件，因此头戴式显示装置100的制程得以简化，量产性较佳，并且有利于成本的降低。在本实施例中，头戴式显示装置100包括第一菲涅耳透镜130，且透明显示器110配置于液晶透镜120与第一菲涅耳透镜130之间。因此，调变后的液晶透镜120其屈光度与第一菲涅耳透镜130的屈光度可以相互搭配调整，避免环境光束al所对应的外界影像发生变形。也就是说，头戴式显示装置100可以同时地显示出透明显示器110的画面以及环境光束al对应的外界影像，且环境光束al所对应的外界影像不会发生变形，而达到更理想的扩增实境显示效果。

在一些实施例中，头戴式显示装置100的透明显示器110可以设计成曲面状(curved)，且头戴式显示装置100的其他构件，例如是液晶透镜120、第一菲涅耳透镜130以及第二菲涅耳透镜140也可对应设计成曲面状，使头戴式显示装置100提供更佳的包覆性。此外，在一些实施例中，也可以透过透明显示器与液晶透镜的调整，使头戴式显示装置将透明显示器所发出的两种影像光束分别通过两光瞳，其中各影像光束各自通过一光瞳。经由透明显示器与液晶透镜适当的设计，当此两光瞳分别对应于使用者的双眼的瞳孔时，使用者可以观看到三维的显示效果。在这些实施例中，头戴式显示装置可以带给使用者更为立体的扩增实境显示效果。

图1b示出图1a实施例的头戴式显示装置于另一光路示意图，请参考图1b。在本实施例中，透明显示器110发出的影像光束il包括影像光束il3，且影像光束il3对应于影像显示区域i3。头戴式显示装置100的液晶透镜120可以整体发生相位调变，而使得通过液晶透镜120的影像光束il3(影像光束il)通过光瞳p。当光瞳p例如是使用者的眼睛he的瞳孔时，使用者可以观看到影像光束il3(影像光束il)对应的影像显示区域i3所形成的虚像vi3。同时，使用者也可观看到环境光束al对应形成的外界影像(未示出于图1b)。在本实施例中，液晶透镜120整体发生相位调变，且液晶透镜120的相位为连续的调变。因此，透明显示器110从位于边缘处到位于中心处所发出的影像光束il3都可以通过光瞳p。然而，在其他实施例中，液晶透镜120的相位也可以是不连续的调变，本发明并不限于此。

图2示出本发明另一实施例的头戴式显示装置的光路示意图，请参考图2。在本实施例中，头戴式显示装置200类似于图1a至图1b的头戴式显示装置100。头戴式显示装置200的构件以及相关叙述可以参考图1a至图1b的头戴式显示装置100，在此便不再赘述。头戴式显示装置200与头戴式显示装置100的差异如下所述。头戴式显示装置200包括透明显示器210、液晶透镜220、第一菲涅耳透镜130以及第二菲涅耳透镜140。透明显示器210用以发出影像光束il，且影像光束il包括影像光束il4以及影像光束il5，其中影像光束il4对应于影像显示区域i4，且影像光束il5对应于影像显示区域i5。另外，透明显示器210具有第一区域a1以及第二区域a3，且液晶透镜220具有第三区域a2以及第四区域a4，其中透明显示器210的第一区域a1对应影像显示区域i4，且透明显示器210的第二区域a3对应影像显示区域i5。

在本实施例中，液晶透镜220于第二区域a3发生相位调变，以使第一区域a1发出的影像光束il4通过第二区域a3时，影像光束il4的光学路径改变。另外，液晶透镜220于第四区域a4发生相位调变，以使第三区域a2发出的影像光束il5通过第四区域a4时，影像光束il5的光学路径改变。具体而言，第一区域a1发出的影像光束il4，即对应于影像显示区域i4的影像光束il4通过第三区域a3时，液晶透镜220于第二区域a3发生相位调变，而使影像光束il4转折并汇聚而通过光瞳p。此外，第三区域a2发出的影像光束il5，即对应于影像显示区域i5的影像光束il5通过第四区域a4时，液晶透镜220于第四区域a4发生相位调变，而使影像光束il5转折并汇聚且通过光瞳p。也就是说，在本实施例中，通过第二区域a3的影像光束il4以及通过第四区域a4的影像光束il5共同地通过光瞳p。

在本实施例中，液晶透镜220的相位发生不连续的调变。当光瞳p例如是使用者的眼睛he的瞳孔时，使用者可以观看到影像显示区域i4所形成的虚像vi4以及影像显示区域i5所形成的虚像vi5。具体而言，液晶透镜220于第二区域a3发生相位调变的程度与液晶透镜220于第四区域a4发生相位调变的程度不同，而使得虚像vi4与虚像vi5位于不同的位置。进一步而言，使用者观看到的第一区域a1所对应的虚像vi4与第三区域a2所对应的虚像vi5具有不同的焦深。也就是说，头戴式显示装置200可以通过液晶透镜220的相位发生不连续的调变，而使显示影像具有视觉景深的效果。另外，在本实施例中，头戴式显示装置200具有类似于图1a至图1b实施例中头戴式显示装置100所述的技术效果。头戴式显示装置200可以实现广视角的显示效果，且其体积较小、重量较轻且制程较为简化。

图3a示出本发明又一实施例的头戴式显示装置的光路示意图，图3b示出图3a实施例的头戴式显示装置于另一光路示意图，请先参考图3a。在本实施例中，头戴式显示装置300类似于图1a至图1b的头戴式显示装置100。头戴式显示装置300的构件以及相关叙述可以参考图1a至图1b的头戴式显示装置100，在此便不再赘述。头戴式显示装置300与头戴式显示装置100的差异如下所述。头戴式显示装置300包括透明显示器310、液晶透镜320、第一菲涅耳透镜130以及第二菲涅耳透镜140。透明显示器310用以发出影像光束il，且影像光束il包括影像光束il6，其中影像光束il6对应于影像显示区域i6。另外，透明显示器310具有第一区域a5，且液晶透镜320具有第二区域a6，其中透明显示器310的第一区域a5显示出影像显示区域i6。在本实施例中，液晶透镜320于第二区域a6发生相位调变，使透明显示器310的第一区域a5发出的影像光束il6通过第二区域a6而通过光瞳p。具体而言，第一区域a5的位置对应于第二区域a6的位置。

接着，请参考图3b。在本实施例中，透明显示器310具有第一区域a7，且液晶透镜320具有第二区域a8，其中透明显示器310的第一区域a7显示出影像显示区域i7。在本实施例中，液晶透镜320于第二区域a8发生相位调变，使透明显示器310的第一区域a7发出的影像光束il7通过第二区域a8而通过光瞳p。具体而言，第一区域a7的位置并不对应于第二区域a8的位置，且影像光束il7通过第二区域a8而通过光瞳p时形成不对称的张角。请同时参考图3a以及图3b，在本实施例中，图3a的第一区域a5可以与图3b的第一区域a7位于透明显示器310的相同位置。在一时间范围内，液晶透镜320由第二区域a6发生相位调变(如图3a所示出)逐渐地转变成由第二区域a8发生相位调变(如图3b所示出)。也就是说，液晶透镜320发生相位调变的区域在一时间范围内逐渐地改变，而使得液晶透镜320发生相位调变的区域对透明显示器310所发出的影像光束形成不同的成像效果。液晶透镜320发生相位调变的区域从原本对应于透明显示器310显示影像的区域，转变为不对应于透明显示器310显示影像的区域，并且液晶透镜320发生相位调变的区域在一时间内逐渐地改变。在图3a中，使用者可以看到影像显示区域i6所形成的虚像vi6，而在图3b中，使用者可以看到影像显示区域i7所形成的虚像vi7。具体而言，由于影像光束il7通过第二区域a8而通过光瞳p时形成不对称的张角，因此使用者观看到头戴式显示装置300的显示影像由虚像vi6逐渐转变到虚像vi7时，会感受到头戴式显示装置300的显示影像产生移动的感觉。在本实施例中，头戴式显示装置300具有类似于图1a至图1b实施例中头戴式显示装置100所述的技术效果。头戴式显示装置300可以实现广视角的显示效果，且其体积较小、重量较轻且制程较为简化。

图4a示出本发明再一实施例的头戴式显示装置的光路示意图，而图4b示出图4a实施例的头戴式显示装置于另一光路示意图，请先参考图4a。在本实施例中，头戴式显示装置400类似于图1a至图1b的头戴式显示装置100。头戴式显示装置400的构件以及相关叙述可以参考图1a至图1b的头戴式显示装置100，在此便不再赘述。头戴式显示装置400与头戴式显示装置100的差异如下所述。头戴式显示装置400包括透明显示器110、液晶透镜420、第一菲涅耳透镜130以及第二菲涅耳透镜140。在本实施例中，透明显示器110用以发出影像光束il，且影像光束il包括影像光束il8，其中影像光束il8对应于影像显示区域i8。当光瞳p例如是使用者的眼睛he的瞳孔时，使用者可以观看到影像光束il8(影像光束il)对应的影像显示区域i8所形成的虚像vi8。

在本实施例中，头戴式显示装置400通过调整液晶透镜420的至少一部分的相位调变的程度，以调整通过光瞳p的影像光束的张角。具体而言，请同时参考图4a以及图4b。在图4a中，通过光瞳p的影像光束il8对应于影像显示区域i8，且影像光束il8具有张角θ1。接着，在图4b中，头戴式显示装置400通过调整液晶透镜420的至少一部分的相位调变的程度，以使液晶透镜420达到更大程度的光线汇聚效果，而使得通过光瞳p的影像光束的张角变大。进一步而言，在图4b中，通过光瞳p的影像光束il8’对应于影像显示区域i8，虚像vi8’也对应于影像显示区域i8。影像光束il8’具有张角θ2，且张角θ2大于张角θ1。同时，使用者可以观察出虚像vi8’较虚像vi8为大。也就是说，在本实施例中，头戴式显示装置400通过调整液晶透镜420的至少一部分的相位调变的程度，而对透明显示器的显示影像造成放大的效果。在其他实施例中，头戴式显示装置400也可以通过调整液晶透镜420的至少一部分的相位调变的程度，而对透明显示器的显示影像造成其他的显示效果，例如是缩小或平移等，本发明并不限于此。具体而言，在本实施例中，头戴式显示装置400具有类似于图1a至图1b实施例中头戴式显示装置100所述的技术效果。头戴式显示装置400可以实现广视角的显示效果，且其体积较小、重量较轻且制程较为简化。

图5示出本发明另一实施例的头戴式显示装置的光路示意图，请参考图5。在本实施例中，头戴式显示装置500类似于图1a至图1b的头戴式显示装置100。头戴式显示装置500的构件以及相关叙述可以参考图1a至图1b的头戴式显示装置100，在此便不再赘述。头戴式显示装置500与头戴式显示装置100的差异如下所述。头戴式显示装置500包括透明显示器110、液晶透镜120、第一菲涅耳透镜130以及第二菲涅耳透镜540。具体而言，液晶透镜120配置于透明显示器110与第二菲涅耳透镜540之间，且至少一部分环境光束al经由第一菲涅耳透镜130接收后，依序穿过透明显示器110、液晶透镜120与第二菲涅耳透镜540而通过光瞳p。在本实施例中，由于第二菲涅耳透镜540并非直接地配置于透明显示器110的旁边，因此第二菲涅耳透镜540不会因靠近透明显示器110而被使用者观看到。具体而言，使用者不会因为第二菲涅耳透镜540太靠近透明显示器110，而在观看透明显示器110所显示的影像的同时，观看到第二菲涅耳透镜540的样貌。在本实施例中，头戴式显示装置500具有类似于图1a至图1b实施例中头戴式显示装置100所述的技术效果。头戴式显示装置500可以实现广视角的显示效果，且其体积较小、重量较轻且制程较为简化。

图6示出本发明又一实施例的头戴式显示装置的光路示意图，请参考图6。在本实施例中，头戴式显示装置600类似于图1a至图1b的头戴式显示装置100。头戴式显示装置600的构件以及相关叙述可以参考图1a至图1b的头戴式显示装置100，在此便不再赘述。头戴式显示装置600与头戴式显示装置100的差异如下所述。头戴式显示装置600采用以液晶透镜650以及液晶透镜660，分别取代第一菲涅耳透镜130以及第二菲涅耳透镜140。在本实施例中，液晶透镜650以及液晶透镜660可以通过相位调变而达到适合的屈光度，因此可具有更多元化的调变方式。举例而言，经相位调变的液晶透镜650其屈光度例如为负值，经相位调变的液晶透镜660其屈光度例如为正值。在本实施例中，头戴式显示装置600具有类似于图1a至图1b实施例中头戴式显示装置100所述的技术效果。头戴式显示装置600可以实现广视角的显示效果，且其体积较小、重量较轻且制程较为简化。

图7示出本发明再一实施例的头戴式显示装置的光路示意图，请参考图7。在本实施例中，头戴式显示装置700类似于图1a至图1b的头戴式显示装置100。头戴式显示装置700的构件以及相关叙述可以参考图1a至图1b的头戴式显示装置100，在此便不再赘述。头戴式显示装置700与头戴式显示装置100的差异如下所述。头戴式显示装置700更包括液晶面板770，且透明显示器110配置于液晶透镜120与液晶面板770之间。液晶面板770的至少一部分通过液晶面板770的相位调变而令环境光束无法穿透。举例而言，液晶面板770的区域a例如发生相位调变，而使环境光束al’无法穿透区域a。相对而言，液晶面板770的区域a以外的区域并未发生如区域a所发生的相位调变。因此环境光束al可以顺利穿透区域a以外的区域。在本实施例中，区域a的位置可以对应于透明显示器110显示出影像的区域，例如是区域a的位置对应于影像显示区域i2的位置。当使用者观看影像光束il2(影像光束il)对应的影像显示区域i2所形成的虚像(未示出)时，影像光束il2所形成的虚像不会与环境光束al’对应的外界影像(未示出)相重叠。因此，环境光束al’对应的外界影像不会对影像光束il2所形成的虚像造成干扰，当使用者观看影像显示区域i2所对应的虚像时，可以达到较清楚的显示效果。相对而言，环境光束al可以顺利穿透区域a以外的区域，因此当使用者观看影像光束il1(影像光束il)对应的影像显示区域i1所形成的虚像(未示出)时，影像光束il1所形成的虚像会与环境光束al对应的外界影像相重叠。具体而言，可以依据实际显示需求，而使液晶面板770的至少一部分通过液晶面板770的相位调变而令环境光束无法穿透，本发明并不限于此。在一些实施例中，也可以使液晶面板770整体发生相位调变，而使环境光束无法穿透，使得使用者使用头戴式显示装置时并不会看到对应于外界影像的环境光束。此时，头戴式显示装置可以实现虚拟实境的显示效果。在本实施例中，头戴式显示装置700具有类似于图1a至图1b实施例中头戴式显示装置100所述的技术效果。头戴式显示装置700可以实现广视角的显示效果，且其体积较小、重量较轻且制程较为简化。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。本发明的实施例中，头戴式显示装置的透明显示器配置于液晶透镜与第一菲涅耳透镜之间。透明显示器用以发出影像光束，而第一菲涅耳透镜用以接收环境光束。头戴式显示装置利用液晶透镜的至少一部分发生相位调变，以使透明显示器的至少一部分的影像光束通过光瞳。因此，头戴式显示装置可以同时发出用以显示的影像光束以及接收外来的环境光束，且液晶透镜可局部或全部发生相位调变而使得用以显示的影像光束与外来的环境光束并存而实现扩增实境的显示效果。由于透明显示器不会造成视角遮蔽的问题，因此头戴式显示装置可以实现广视角的显示效果。另外，由于头戴式显示装置不必额外装设可使影像光束多次反射的光学镜组或反射系统，因此头戴式显示装置的体积较小且重量较轻。除此之外，头戴式显示装置不需设置具有多层分光结构相贴合的导光构件，因此头戴式显示装置的制程得以简化，其量产性较佳。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即所有依本发明权利要求书及说明书所作的简单的等效变化与修改，都仍属本发明专利覆盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须实现本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”、“第三”或“第四”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

附图标记说明

100、200、300、400、500、600、700：头戴式显示装置

110、210、310：透明显示器

120、220、320、420、650、660：液晶透镜

130：第一菲涅耳透镜

140、540：第二菲涅耳透镜

770：液晶面板

a：区域

a1、a5、a7：第一区域

a3、a6、a8：第二区域

a2：第三区域

a4：第四区域

al、al’：环境光束

he：使用者的眼睛

i1、i2、i3、i4、i5、i6、i7、i8：影像显示区域

il、il1、il2、il3、il4、il5、il6、il7、il8、il8’：影像光束

p：光瞳

vi3、vi4、vi5、vi6、vi7、vi8、vi8’：虚像

θ1、θ2：张角