背光模组及头戴式显示设备的制作方法

本公开涉及虚拟现实和显示，并且更具体地，涉及一种背光模组、头戴式显示设备以及用于头戴式显示设备的显示方法。

背景技术：

1、在用于虚拟现实(vr)、增强现实(ar)和混合现实(mr)(这三者在以下称为xr)的头戴显示设备中，微型显示屏是必需的。然而，现有的头戴显示设备中，微型显示屏的出光角度接近90度，只有少部分光线能够通过进入眼盒形成有效的显示，而大部分光线则被浪费掉。这些浪费的光线不仅增加了不必要的电力消耗和发热，还在头戴式显示装置中形成了杂光，影响观看体验。因此，需要进一步提高用于xr的头戴显示设备中的微型显示屏的亮度和对比度，以增强xr的头戴显示设备的显示效果。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本公开提出了一种背光模组、显示设备以及用于头戴式显示设备的显示方法。

2、本公开的实施例提供了一种背光模组，包括准直光源和光导板，其中，所述光导板中设置有第一微棱镜阵列、第二微棱镜阵列和第三微棱镜阵列，其中，所述第一微棱镜阵列在所述光导板的第一侧边上沿第一方向设置，并且所述第一微棱镜阵列用于将所述准直光源发射的光反射至所述第二微棱镜阵列处；所述第二微棱镜阵列在所述光导板的第二侧边上沿第二方向设置，并且所述第二微棱镜阵列用于来自所述第一微棱镜阵列的光反射至所述第三微棱镜阵列处；并且所述第三微棱镜阵列设置在所述光导板的底面上，并且所述第三微棱镜阵列用于反射来自所述第二微棱镜阵列的光，以将所述光以垂直于所述光导板的底面的方向射出。

3、例如，所述第一方向关联于所述准直光源的高度与所述光导板的第一侧边的长度，且所述第一微棱镜阵列中的微棱镜的反射面与所述第一方向成锐角。

4、例如，所述第二方向关联于所述光导板的第一侧边的长度和所述光导板的高度，且所述第二微棱镜阵列中的微棱镜的反射面与所述第二方向成锐角。

5、例如，在以右手定则定义的包括x轴、y轴和z轴的三维坐标系中，所述光导板的宽度方向与z轴重合，所述光导板的长度方向与x轴重合，所述光导板的高度方向与y轴重合，所述第三微棱镜阵列中的微棱镜的反射面在由y轴和z轴构成的平面上的投影与z轴的反方向成锐角。

6、例如，所述第一方向在由x轴和z轴构成的平面上的投影与z轴成锐角，所述第二方向在由x轴和z轴构成的平面上的投影与x轴重合，所述第二方向在由y和z轴构成的平面上的投影与y轴成锐角。

7、例如，所述准直光源发出的光沿第一光路传播至所述第一微棱镜阵列的微棱镜的反射面，所述光经所述第一微棱镜阵列的微棱镜的反射面反射后沿第二光路传播，其中，所述第一光路在由x轴和z轴构成的平面上的投影平行于z轴，所述第二光路在由x轴和z轴构成的平面上的投影与z轴的正方向形成的夹角关联于所述光导板的第一侧边的长度和所述光导板的第二侧边的长度。

8、例如，所述第二微棱镜阵列用于将来自所述第一微棱镜阵列的光沿第三光路反射至所述第三微棱镜阵列处，其中，所述第三光路在由x轴和z轴构成的平面上的投影平行于z轴，在由y轴和z轴构成的平面上的投影与z轴的正方向形成的夹角关联于所述光导板的第一侧边的长度和所述光导板的高度。

9、例如，所述第一微棱镜阵列、所述第二微棱镜阵列和所述第三微棱镜阵列中的微棱镜的反射面涂覆有高反射膜。

10、本公开的实施例提供了头戴式显示设备，包括上述的背光模组和显示面板，所述显示面板具有出光侧和与出光侧相对设置的背光侧，所述背光模组位于所述显示面板的背光侧。

11、本公开的实施例提供了一种用于头戴式显示设备的显示方法，包括：从上述所述的背光模组发射光线，以使得所述光线透过显示面板显示图像。

12、根据本公开的实施例提供的背光模组、头戴式显示设备和用于头戴式显示设备的显示方法，通过设置于光导板上的三个微棱镜阵列将点光源扩展成了平面光源，消除了大出光角度的光线，避免头戴显示设备中的干扰杂光，提高显示的对比度与清晰度。

技术特征：

1.一种背光模组，包括准直光源和光导板，其中，

2.如权利要求1所述的背光模组，其中，所述第一方向关联于所述准直光源的高度与所述光导板的第一侧边的长度，且所述第一微棱镜阵列中的微棱镜的反射面与所述第一方向成锐角。

3.如权利要求1所述的背光模组，其中，所述第二方向关联于所述光导板的第一侧边的长度和所述光导板的高度，且所述第二微棱镜阵列中的微棱镜的反射面与所述第二方向成锐角。

4.根据权利要求1所述的背光模组，其中，在以右手定则定义的包括x轴、y轴和z轴的三维坐标系中，所述光导板的宽度方向与z轴重合，所述光导板的长度方向与x轴重合，所述光导板的高度方向与y轴重合，所述第三微棱镜阵列中的微棱镜的反射面在由y轴和z轴构成的平面上的投影与z轴的反方向成锐角。

5.根据权利要求1所述的背光模组，其中，所述第一方向在由x轴和z轴构成的平面上的投影与z轴成锐角，所述第二方向在由x轴和z轴构成的平面上的投影与x轴重合，所述第二方向在由y和z轴构成的平面上的投影与y轴成锐角。

6.如权利要求4所述的背光模组，其中，所述准直光源发出的光沿第一光路传播至所述第一微棱镜阵列的微棱镜的反射面，所述光经所述第一微棱镜阵列的微棱镜的反射面反射后沿第二光路传播，其中，所述第一光路在由x轴和z轴构成的平面上的投影平行于z轴，所述第二光路在由x轴和z轴构成的平面上的投影与z轴的正方向形成的夹角关联于所述光导板的第一侧边的长度和所述光导板的第二侧边的长度。

7.如权利要求4所述的背光模组，其中，所述第二微棱镜阵列用于将来自所述第一微棱镜阵列的光沿第三光路反射至所述第三微棱镜阵列处，其中，所述第三光路在由x轴和z轴构成的平面上的投影平行于z轴，在由y轴和z轴构成的平面上的投影与z轴的正方向形成的夹角关联于所述光导板的第一侧边的长度和所述光导板的高度。

8.如权利要求1所述的背光模组，其中，所述第一微棱镜阵列、所述第二微棱镜阵列和所述第三微棱镜阵列中的微棱镜的反射面涂覆有高反射膜。

9.一种头戴式显示设备，包括如权利要求1所述的背光模组和显示面板，所述显示面板具有出光侧和与出光侧相对设置的背光侧，所述背光模组位于所述显示面板的背光侧。

10.一种用于头戴式显示设备的显示方法，包括：

技术总结
提供了一种背光模组、显示设备以及用于头戴式显示设备的显示方法，所述背光模组包括准直光源和光导板，其中，所述光导板中设置有第一微棱镜阵列、第二微棱镜阵列和第三微棱镜阵列。通过设置于光导板上的三个微棱镜阵列将点光源扩展成了平面光源，消除了大出光角度的光线，避免头戴显示设备中的干扰杂光，提高显示的对比度与清晰度。

技术研发人员：伍志军
受保护的技术使用者：腾讯科技（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23