显示设备和电子设备的制造方法_3

文档序号:9374021阅读:来源:国知局
OA和IOB所示,所述光路转换组件20进一步包括准直单元21和波导单元 22。所述准直单元21用于将来自所述显示组件10的与所述第一图像对应的初始光线准直 为与所述第一图像对应的准直光线并且导入所述波导单元22。具体地,所述准直单元21包 括相对布置的第一准直子单元201和第二准直子单元202,以及布置在所述第一准直子单 元201和第二准直子单元202之间的偏振分束子单元203,来自所述显示组件10的与所述 第一图像对应的光线初始经由所述偏振分束子单元203反射向所述第一准直子单元201, 然后经由所述第一准直子单元201和第二准直子单元202准直后经由所述偏振分束子单元 203作为与所述第一图像对应的准直光线出射。所述波导单元22将来自所述准直单元21 的与所述第一图像对应的准直光线导向所述特定位置,其中与所述第一图像对应的准直光 线用于形成与所述第一图像对应的虚像。在本发明的一个优选实施例中,所述第一准直子 单元201和第二准直子单元202可以是根据需要设计的单个透镜或透镜组。调整配置所述 第一准直子单元201和第二准直子单元202的透镜或透镜组的相对位置,可以实现与所述 第一图像对应的虚像的大小调节。
[0087] 此外,如图IOA和IOB所示,所述波导单元22进一步包括第一反射子单元203和/ 或第二反射子单元204,通过设置第一反射子单元203和/或第二反射子单元204的位置和 角度,可以控制来自所述准直单元21的与所述第一图像对应的准直光线导向所述特定位 置出射。在第一情况下,所述准直单元21以及所述显示组件10处于相对于所述波导单元 22所处平面的第一侧,当设置由如图IOA和IOB所示的第一反射子单元203时,可以向所述 第一侧出射。在第二情况下,当设置由如图IOA和IOB所示的第二反射子单元203时,与所 述第一图像对应的准直光线可以向相对于所述波导单元22所处平面的第二侧出射,所述 第一侧和第二侧是相对于所述波导单元所处平面的相反侧。具体地,在所述显示装置例如 应用于头戴式电子设备时,可以采用上述第一情况的配置示例,使得与所述第一图像对应 的准直光线向所述第一侧出射,即使得所述准直光线向佩戴头戴式电子设备的用户的眼部 出射。在所述显示装置例如应用于腕带式电子设备时,可以采用上述第一情况的配置示例, 使得与所述第一图像对应的准直光线向所述第二侧出射,即使得所述准直光线向佩戴并观 看腕带式电子设备的用户的眼部出射。进一步地,如下将进一步详细说明的,可以根据观看 需要配置所述显示装置的出射方向,例如可以控制所述第一反射子单元203和/或第二反 射子单元204的转动,以便控制所述第一反射子单元203和/或第二反射子单元204出射 方向,实现所述显示装置的双向显示的切换。
[0088] 因此,在根据本发明的第八示例性实施例的显示装置中,通过在所述准直单元21 中利用所述偏振分束子单元203实现所述第一准直子单元201和第二准直子单元202之间 的折叠成像光路,从而减小了所述显示装置的整体尺寸。
[0089] 图11是图示根据本发明实施例的显示装置应用于电子设备的示意图。如图11所 示,当根据本发明实施例的显示装置应用于电子设备,与所述准直光线的出射面邻近的所 述波导单元22的外部侧表面可以根据电子设备外框的需要来配置。在本发明的一个优选 实施例中,与所述准直光线的出射面邻近的所述波导单元22的外部侧表面可以为曲面。例 如,在如图11所示的显示装置应用于腕带式电子设备时,所述波导单元22的外部侧表面 (即,显示装置的可视区域)需要与腕带式电子设备的外框(即,智能手表的表盘)的形状 适配,其被配置为曲面(优选地配置为圆形)。
[0090] 本领域的技术人员容易理解的是,以上参照图2到图IOB描述的本发明的第一到 第八示例性实施例的技术方案可以根据需要进行组合配置,其将全部落入本发明要求保护 的范围内。例如,在根据本发明的实施例的显示装置中,可以根据利用所述显示装置的电子 设备的设计需要,配置所述显示装置的可视区域的显示方向,从而适用于不同使用形态的 电子设备(如图2所示);在根据本发明的实施例的显示装置中,可以采用自由曲面棱镜作 为准直单元,通过自由曲面棱镜对光轴进行折叠,并且利用自由曲面降低系统由于光路离 轴所带来的大像差,采用单个元件实现了传统多面透镜才能实现的光学质量(如图2和图 3所示);在根据本发明的实施例的显示装置中,可以使得配置所述显示组件10中形成所述 第一图像的光线处于第一平面300,而从所述光路转换组件20的出射的形成与所述第一图 像对应的虚像的光线处于第二平面400,所述第一平面300和所述第二平面400存在第一 夹角,以使得显示组件在垂直于所述第一平面的方向上的第一尺寸小于所述显示组件在平 行于所述第一平面的方向上的第二尺寸(如图4所示);与此同时,在所述显示组件10中 可以采用单个平面光光源作为背光或者利用布置在导光子单元侧面光源子单元来产生平 面光光源,以使得与第一图像对应的初始光线的发射方向上的厚度减小(如图5B和图6所 示);更进一步地,通过所述将显示单元和发光单元集成布置在所述分束单元一侧,使得所 述显示装置在产生所述初始光线的方向上的尺寸小于在所述显示单元和发光单元集成布 置在所述分束单元两侧的配置(如图8所示);此外,同时采用满足预定强度的非金属材料 制备显示装置的显示单元中的基板子单元,使得所述基板子单元的厚度比由满足预定强度 的金属材料制备的基板子单元厚度低(如图9所示);并且,同时通过在所述准直单元中利 用所述偏振分束子单元实现折叠成像光路,从而减小了所述显示装置的整体尺寸。
[0091] 以上,参照图1到图11描述了根据本发明实施例的显示装置。以下,将进一步描 述应用根据本发明实施例的显示装置的电子设备。
[0092] 应用根据本发明实施例的显示装置的电子设备可以是包括显示装置的任何电子 设备,其可以是穿戴式电子设备或其他任何类型的电子设备。在所述电子设备为穿戴式电 子设备的情况下,其包括本体装置和固定装置,所述固定装置与所述本体装置连接,所述固 定装置用于固定与所述电子设备的使用者的相对位置关系。进一步地,在所述电子设备为 头戴式电子设备的情况下,所述固定装置可以根据头戴式电子设备的形态(例如,头戴式 电子设备是智能眼镜或头盔式显示器)具有相应的支持部件。例如,在智能眼镜情况下,固 定装置为连接在智能眼镜两端的两个支持部件(即,眼镜腿和鼻梁托)或者在智能眼镜两 端以及中间的三个支持部件(即,眼镜腿、镜片框和鼻梁托),以便位于空间两端的眼睛腿 和位于空间中间的鼻梁托以形成用于包围人的头部的近似矩形空间。当用户配置头戴式电 子设备时,将所述显示装置的可视区域设置在用户的眼部区域内,以使得所述显示装置的 出射方向朝向用户的眼睛。此外,所述电子设备还可以是腕带式电子设备,以下将参照附图 进一步详细描述。
[0093] 图12A到12E是图示根据本发明实施例的电子设备的结构框图。如图12A所示, 根据本发明实施例的电子设备100包括本体装置101和固定装置102。所述固定装置102 与所述本体装置101连接。所述固定装置102至少包括一固定状态,在所述固定状态下,所 述固定装置102能作为一环状空间或满足第一预定条件的近似环状空间的至少一部分,所 述环状空间或所述近似环状空间能围绕在满足第二预定条件的柱状体外围。
[0094] 具体地,图12B和12C分别图示所述固定装置102与所述本体装置101连接的两种 固定状态。在如图12B所示的第一固定状态下,所述固定装置102与所述本体装置101形成 闭环的环状空间,其中所述固定装置102与所述本体装置101分别构成环状空间的一部分。 在如图12C所示的第二固定状态下,所述固定装置102与所述本体装置101形成具有小开 口的近似环状空间,其中所述固定装置102与所述本体装置101分别构成环状空间的一部 分。在本发明的一个优选实施例中,所述本体装置101为智能手表的表盘部分,而所述固定 装置102为智能手表的表带部分。由所述本体装置101和所述固定装置102形成的所述环 状空间或所述近似环状空间能围绕在作为所述柱状体的智能手表的用户的手腕周围,并且 所述环状空间或所述近似环状空间的直径大于用户手腕的直径而小于用户拳头的直径。
[0095] 此外,所述环状空间或所述近似环状空间当然也可以由所述固定装置102单独形 成。如图12D和12E所示,所述本体装置101可以布置在所述固定装置102上(即,所述本 体装置101以面接触的方式附接到所述固定装置102),以便仅有所述固定装置102自身形 成用于外绕所述柱状体的所述环状空间(图12D)或所述近似环状空间(图12E)。所述固 定装置102布置有诸如搭扣、摁扣、拉链等的固定机构(未示出)。
[0096] 进一步地,如图12A到12E所示,所述本体装置101上布置有处理单元103和第一 显示装置104。所述处理单元103用于生成第一图像以及执行显示控制。在图12A到12E 示出的电子设备100中,所述第一显示装置104布置在所述本体装置101上。然而,本领域 的技术人员容易理解的是,本发明不限于此,所述第一显示装置104也可以布置在所述固 定装置102上,或者所述第一显示装置104可以跨越所述本体装置101和所述固定装置102 布置。所述第一显示装置104是以上参照图1到图11描述的根据本发明实施例的显示装 置。也就是说,所述第一显示装置104包括显示组件(未示出),用于输出与第一图像对应 的初始光线;以及光路转换组件(未示出),用于接收来自所述显示组件的与所述第一图像 对应的初始光线,并对与所述第一图像对应的光线进行光路转换,以形成与所述第一图像 对应的虚像,使得位于特定位置的观看者感知到与所述第一图像对应的虚像,其中感知的 所述虚像的尺寸大于所述显示组件的显示尺寸。
[0097] 图13是图示根据本发明实施例的电子设备100的示意图。如图13所示,所述第 一显示装置104包括显示组件10、准直单元21和波导单元22,在此为了简洁将省略各单元 的具体描述。
[0098] 此外,所述第一显示装置104具有可视区域200,所述可视区域200是所述波导单 元22出射光线的表面的至少一部分,所述可视区域200对应于所述光路转换组件中与所述 第一图像对应的光线从所述光路转换组件出射的部分,并且所述可视区域200设置在所述 本体装置中101。与参照图1描述的根据本发明第一实施例的显示装置相同,所述特定位置 和所述显示组件10分别处于所述可视区域200所处平面的两侧。当然,本发明的范围不限 于此,如下将详细描述的,所述可视区域200还可以设置在所述固定装置102中,或者所述 可视区域200可以设置跨越所述本体装置中101和所述固定装置102。此外,所述特定位置 和所述显示组件10还可以处于所述可视区域200所处平面的同侧。
[0099] 此外,在图13所示的实施例中,所述波导单元22在与所述第一图像对应的准直光 线导向所述特定位置出射的方向上的透光率满足预定条件。如此,由用户眼睛直接观看的 波导单元22的部分的透光率满足所述预定条件,而不由用户眼睛直接观看的部分则不必 为透光率满足所述预定条件。所述预定条件可以是透光率大于等于预定值(诸如70%)。 从而,用户可以透过所述电子设备100观察到自身的皮肤。此外,在另一实施例中,所述波 导单元22在与所述第一图像对应的准直光线导向所述特定位置出射的相反方向上的透光 率满足预定条件,从而使得用户在观看波导单元22的可视区域的显示的同时,能透过波导 单元22观察外部的状况,波导单元22和实际的外部状况组合形成增强现实的现实。
[0100] 此外,在图13所示的实施例中,所述波导单元22的一部分区域和所述准直单元21 跨越所述本体装置101和固定装置102设置,而所述显示组件10设置在所述本体装置101 中。容易理解的是,根据本发明实施例的电子设备的内部配置不限于此。所述光路转换组 件中除所述可视区域外的其他区域设置在所述本体装置101和/或固定装置102中,并且 所述显示组件10设置在所述本体装置101和/或固定装置102中。所述可视区域200与 所述可视区域200外的其他区域之间的夹角处于预定角度范围(例如0到90度之间,优选 地,为20到30度之间)。
[0101] 此外,在图13所示的实施例中,所述准直单元21、波导单元22以及显示组件10 可以采用单独地和/或组合地以上参照图1到图IOB中描述的第一到第八实施例的具体配 置,在此将省略其重复描述。
[0102] 图14是图示根据本发明实施例的电子设备的另一结构框图。与以上参照图12A 到 12E描述的根据本发明实施例的电子设备100相比,图14所示的根据本发明第二实施例 的电子设备110进一步包括第二显示装置105。所述第二显示装置105为与所述第一显示 装置104不同类型的显示装置。例如,所述第二显示装置105包括但不限于为液晶显示装 置、有机电致发光显示装置、有机发光二极管显示装置、E Ink型显示装置等。
[0103] 所述第一显示装置104和所述第二显示装置105中的一个设置在所述本体装置 101上,另一个设置在所述固定装置102上。如图14所示,所述第一显示装置104设置在所 述本体装置101上,并且所述第二显示装置105设置在所述固定装置102上。当然,所述第 二显示装置105可以设置在所述本体装置上101,并且所述第一显示装置104设置在所述固 定装置102上。与所述第一显示装置104类似,所述第二显示装置105的显示方向为在所 述环状空间或所述近似环状空间向外的方向上。一般来说,所述第二显示装置105用于显 示诸如时间指示等无需进行放大显示的内容。
[0104] 此外,不限于图14所示的情况,所述第一显示装置104和所述第二显示装置105 也可以同时布置在所述本体装置101或所述固定装置102上。例如,所述第一显示装置104 和所述第二显示装置105并排布置在所述本体装置101上。可替代地,所述第一显示装置 104和所述第二显示装置105布置在贯穿所述固定装置102的径向方向的两个相对位置。
[0105] 进一步引入显示装置中的可视区域。图15是图示根据本发明实施例的电子设备 的另一结构框图。与以上参照图12A到12E描述的根据本发明实施例的电子设备100相比, 在图15所示的根据本发明实施例的电子设备150中,所述第一显示装置104包括第一可视 区域1041,所述第二显示装置105包括第二可视区域1051,所述第一可视区域1041和所述 第二可视区域1051设置在所述本体装置101上。容易理解的是,所述第一可视区域1041 和所述第二可视区域1051设置在所述固定装置102上,或者所述第一可视区域1041和所 述
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