[实用新型]一种头戴显示装置HMD

说明书

技术领域

本实用新型涉及可穿戴计算头戴显示设备领域，尤其涉及一种头戴显示装置HMD。 

背景技术

头戴显示器（HMD，Head mounted display）又称抬头显示器(HUD，Head up display)，是一种至少包含一个微型显示器件（像源系统）、相应的光学系统、以及支持结构（支持系统）的近眼显示装置。视透式HMD具有其特殊的人机交互特性，能够结合增强现实技术，广泛应用于科研、军事、工业、游戏、视频、教育、仿真等各个领域。光学系统在HMD中起着关键性作用，如果光学系统不能很好的校正系统的相差和畸变，用户看到的将会是扭曲和不清晰的图像，现有技术中，畸变校正效果均一般。另外在不同的光照环境下，视透率是否合适也直接决定用户对HMD的体验度（视透率描述的是视透式HMD的视透效果）。现有视透式HMD通常采用半透半反膜技术或液晶光阀来实现对透式率的控制，半透半反膜的光学参数是固定的，一经完成，其对光的衰减程度也随之确定，不能够自动的加以调整。也就是说，我们无法使50/50的镀膜，既实现透射率和反射率各50%，又实现60%的透射率和40%的反射率。而晶光阀的液晶层整体为一个大像素，因此液晶光阀对视透率的调节是以光阀的液晶面板为面积单位，无法达到像素级视透率的调节。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种头戴显示装置HMD，解决现有HMD光学系统及视透率调节问题上的缺陷，实现像素级视透率的调节。 

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种头戴显示装置HMD，包括镜架、显示系统和控制系统，所述显示系统包括微型图像显示器、曲面棱镜、补偿棱镜和像素级视透率可调显示屏，所述曲面棱镜为具有三个光学表面的自由曲面棱镜，从观察者侧看，补偿棱镜位于曲面棱镜外侧，且补偿棱镜与曲面棱镜光学胶合；像素级视透率可调显示屏位于补偿棱镜外侧；微型图像显 示器用于显示计算机生成图像CGI图像，像素级视透率可调显示屏用于控制外界场景光线射入人眼的比例，微型图像显示器发出的光线先经过曲面棱镜的第一表面透射进入曲面棱镜，然后在第二表面的内侧发生全反射，再经第三表面反射，最后再次经过第二表面透射进入人眼，所述曲面棱镜的第三表面镀有半反半透膜；外界场景光线首先经过像素级视透率可调显示屏透射，然后经补偿棱镜第二表面透射进入补偿镜，然后经过补偿棱镜第一表面、曲面棱镜的第三表面和第二表面进入人眼。 

优选的，补偿棱镜的第一表面和第二表面的面型分别与曲面棱镜的第二表面、第三表面的面型相同。 

优选的，曲面棱镜的三个光学表面的面型满足以下条件方程：