頭戴式顯示裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開一種頭戴顯示裝置，包括：分光棱鏡、第一散射板、第二散射板、第一分光鏡及第二分光鏡。待顯示的圖像光信息通過分光棱鏡分化成第一光束和第二光束，第一光束通過第一散射板入射至第一分光鏡，并由第一分光鏡反射后進入到人的第一眼球。第二光束通過第二散射板入射至第二分光鏡，并由第二分光鏡反射后進入到人的第二眼球，以達到分屏顯示及使用戶雙眼觀察到的圖像在時間和內容上具有一致性，以解決現有頭戴顯示裝置利用兩個屏幕所帶來的高能耗和裝置整體尺寸較大等問題。

Head mounted display device

The utility model discloses a head mounted display device, which comprises a splitting prism, a first scattering plate, a second scattering plate, a first spectroscope and a two spectroscope. To display image information through the light splitting prism is differentiated into first and second beams the first light beam through the first scattering plate incident to the first beam splitter, and the first reflection spectroscope and into one's first eye. Second through second scattering plate beam incident to the second beam splitter, and by second after reflection spectroscope and into one's second eye, in order to achieve split screen display and image users eyes observed in time and content is consistent, in order to solve the existing head mounted display device with high energy consumption and the overall size of the two screen device the problem of large.

【技術實現步驟摘要】
頭戴式顯示裝置
本技術涉及顯示
，尤其涉及一種增強現實的頭戴顯示裝置。
技術介紹
隨著科技進步，電子器件運算能力在逐步提升，人們對電子系統和光學系統的追求正朝著微型化、便攜化和高性能化方面發展，增強現實(AugmentedReality，AR)技術也正逐漸進入到人們的視線。增強現實技術與虛擬現時(VirtualReality，VR)技術均屬于頭戴顯示技術，在虛擬現實技術中，使用者看到的所有圖形均由顯示器提供，而在增強現實技術中，使用者觀察到的圖像為現實場景與虛擬信息所疊加形成的圖像。增強現實技術實現了使用者與周邊環境的互動性，讓使用者在看到現實場景的同時看到其相關狀態信息，增加了使用者對事物的認知，幫助使用者了解所看到的現實場景。目前常見的增強現實系統中，多數采用雙眼雙通道供圖模式。采用雙屏幕的系統將增大系統的體積和功耗，特別是在野外應用時極為不便。因此，系統逐漸傾向于利用雙眼共屏系統。但現有的雙眼共屏系統中，均是在人眼上部中軸線位置處放置顯示裝置，雙眼通過同一個曲面反射鏡接收顯示裝置顯示的圖像。然而，該種光學系統的像差校正難度較大，并且很難做到左右眼視軸平行時觀察到的圖像重合。現有技術“基于防毒面具的折反式頭盔顯示器的光學系統”(參見專利CN102928980A)中公開了一種雙通道、多透鏡的離軸式頭戴顯示系統。該專利技術中的透鏡數目多，需要依附頭盔進行顯示，所以其體積與重量均比較大。另外，該專利技術采用雙眼雙通道的顯示方式，這也增加了產品體積與重量。在另一現有技術“增強現實光學模塊”(參見專利CN104923777)中公開了一種增強現實光學系統模塊，該模塊設計也是單個投影對應單個顯示。另外，該設計中需要采用偏振片，而偏振片影響外界事物的觀察效果，從而影響增強現實系統的整體效果。
技術實現思路
為了解決的上述技術問題，本技術提供一種頭戴顯示裝置，其能夠實現單通道投影同時雙屏顯示，以解決現有技術雙眼共屏系統中存在的人眼視軸不一致的問題。為達上述目的，本技術所述的頭戴式顯示裝置包括：分光棱鏡、第一散射板、第二散射板、第一分光鏡及第二分光鏡；待顯示的圖像光信息通過所述分光棱鏡分化成第一光束和第二光束，所述第一光束通過所述第一散射板入射至第一分光鏡，并由第一分光鏡反射后進入到人的第一眼球；所述第二光束通過所述第二散射板入射至第二分光鏡，并由第二分光鏡反射后進入到人的第二眼球，以達到分屏顯示并使用戶雙眼觀察到的圖像在時間和內容上具有一致性。進一步地，所述頭戴顯示裝置還包括微投影單元，所述微投影單元將生成的圖像光信息投射到所述分光棱鏡。進一步地，所述微投影單元能夠進行預畸變處理，以使第一光束及第二光束在到達第一眼球及第二眼球時所成圖像畸變為零。進一步地，所述分光棱鏡將入射的圖像光信息光分為兩部分，兩部分分光束的能量比為1:1。進一步地，所述第一散射板及第二散射板并列設置，且分別對應人的第一眼球及第二眼球。進一步地，所述第一散射板及第二散射板可為透射式的，也可為反射式的。進一步地，所述第一分光鏡及第二分光鏡為分體或連體。進一步地，所述第一分光鏡及第二分光鏡并列設置在所述第一散射板及第二散射板出射光束的一側，且分別對應第一散射板及第二散射板。進一步地，所述第一分光鏡及第二分光鏡入射光束的一側具有增透膜、出射光束的一側具有分光膜。進一步地，所述第一分光鏡及第二分光鏡入射光束的一側具有分光膜、出射光束的一側具有增透膜。進一步地，所述第一分光鏡及第二分光鏡的面型為平面、球面、非球面或自由曲面其中的一種。與現有技術相比，本技術具有如下優點：1、本技術通過分光棱鏡的設置，可以產生兩個在時間和內容上完全一致的圖像供左右眼觀看。能夠有效克服單屏幕引起的雙眼視軸差問題，能夠克服重影問題，提高人眼的舒適度，降低疲勞感。2、本技術的一個微投影單元產生的兩個圖像與現有技術直接放置兩個投影單元所產生的圖像相比，在時間上沒有延時。3、本技術僅通過一個棱鏡就可產生兩個圖像，相比于采用棱鏡與反射鏡組合的現有技術，減小了設備體積和所采用的器材數目，節約了制作成本。附圖說明通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本技術的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：圖1為本技術的頭戴顯示裝置的原理圖。圖2為本技術中所使用的棱鏡結構示意圖。圖3為本技術的微投影單元所設計的圖像預畸變示意圖。圖4為本技術的佩戴效果圖。具體實施方式為充分了解本技術的目的、特征及功效，現通過下述具體的實施例，并配合附圖，對本技術做一詳細說明如下：如圖1所示，本技術的頭戴顯示裝置包括微投影單元1、分光棱鏡2、第一散射板5、第二散射板6、第一分光鏡7及第二分光鏡8。待顯示的圖像光信息由微投影單元1發出，通過分光棱鏡2分化成第一光束a和第二光束b，實現分屏顯示。第一光束a通過第一散射板5入射至第一分光鏡7，并由第一分光鏡7反射后進入到人的第一眼球3。第二光束b通過第二散射板6入射至第二分光鏡8，并由第二分光鏡8反射后進入到人的第二眼球4。本實施例中，微投影單元1采用微型投影儀，其具有較高的亮度，能夠在分屏后依然保證足夠的亮度供人眼觀察。分光棱鏡2采用普通的1：1分光棱鏡，棱鏡的主截面為四邊形，其包括使圖像光入射的第一側面、分別連接在第一側面兩端的第二側面及第四側面、以及連接第二側面與第四側面的第三側面。所述分光棱鏡2內具有分光膜，該分光膜設置在垂直于主截面的平面上。微投影單元1發出的圖像光信息光分由第一側面入射至分光膜后一分為二，一部分直接穿過分光膜經由第三側面出射而形成第一光束a。另一部分由分光膜反射經由第二側面出射而形成第二光束b。兩部分分光束的能量比為1:1，也可以根據系統需要設置為其他比例。進一步地，如圖3所示，四邊形分光棱鏡在不影響光線傳播的情況下可截取為六邊形分光棱鏡，即將第一側面與第二側面所形成的夾角截掉，將第三側面與第四側面所形成的夾角截掉。使得第一側面與第二側面之間通過第五側面連接、第三側面與第四側面之間通過第六側面連接。以此進一步縮小體積，減輕頭戴顯示裝置的重量。第一散射板5和第二散射板6并列設置，且分別對應人的第一眼球3及第二眼球4。第一散射板5和第二散射板6可為投射式的也可為反射式的。由分光棱鏡2射出的第一光束a通過第一散射板5入射至第一分光鏡7，第二光束b通過第二散射板6入射至第二分光鏡8。進一步地，如圖2所示，第一散射板5和第二散射板6為具有散射膜的高反光鋁板，能夠在第一光束a和第二光束b照射時發生漫反射。調節微投影單元1的焦距，使第一散射板5和第二散射板6上成清晰的像。第一分光鏡7及第二分光鏡8并列設置在第一散射板5及第二散射板6出射光束的一側，且分別對應第一散射板5及第二散射板6。第一分光鏡7及第二分光鏡8可以為分體或連體，其入射光束的一側具有增透膜、出射光束的一側具有分光膜，或入射光束的一側具有分光膜、出射光束的一側具有增透膜。分光膜的分光率由外界亮度而定，外界亮度高時分光膜的反射率高，外界亮度低時分光膜的反射率低，該反射率介于30％～70％之間。進一步地，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種頭戴式顯示裝置，其特征在于，包括：分光棱鏡(2)、第一散射板(5)、第二散射板(6)、第一分光鏡(7)及第二分光鏡(8)；待顯示的圖像光信息通過所述分光棱鏡(2)分化成第一光束(a)和第二光束(b)，所述第一光束(a)通過所述第一散射板(5)入射至第一分光鏡(7)，并由第一分光鏡(7)反射后進入到人的第一眼球(3)；所述第二光束(b)通過所述第二散射板(6)入射至第二分光鏡(8)，并由第二分光鏡(8)反射后進入到人的第二眼球(4)，以達到分屏顯示并使用戶雙眼觀察到的圖像在時間和內容上具有一致性。

【技術特征摘要】
1.一種頭戴式顯示裝置，其特征在于，包括：分光棱鏡(2)、第一散射板(5)、第二散射板(6)、第一分光鏡(7)及第二分光鏡(8)；待顯示的圖像光信息通過所述分光棱鏡(2)分化成第一光束(a)和第二光束(b)，所述第一光束(a)通過所述第一散射板(5)入射至第一分光鏡(7)，并由第一分光鏡(7)反射后進入到人的第一眼球(3)；所述第二光束(b)通過所述第二散射板(6)入射至第二分光鏡(8)，并由第二分光鏡(8)反射后進入到人的第二眼球(4)，以達到分屏顯示并使用戶雙眼觀察到的圖像在時間和內容上具有一致性。2.如權利要求1所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，還包括微投影單元(1)，所述微投影單元(1)將生成的圖像光信息投射到所述分光棱鏡(2)。3.如權利要求2所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述微投影單元(1)能夠進行預畸變處理，以使第一光束(a)及第二光束(b)在到達第一眼球(3)及第二眼球(4)時所成圖像畸變為零。4.如權利要求1所述的頭戴式顯示裝置，其特征在于，所述第一散射板(5)及第二散...

【專利技術屬性】
技術研發人員：俞世銘，
申請(專利權)人：浙江舜通智能科技有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江,33