[实用新型]头戴式显示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种增强现实的头戴显示装置。

背景技术

随着科技进步，电子器件运算能力在逐步提升，人们对电子系统和光学系统的追求正朝着微型化、便携化和高性能化方面发展，增强现实(Augmented Reality，AR)技术也正逐渐进入到人们的视线。增强现实技术与虚拟现时(Virtual Reality，VR)技术均属于头戴显示技术，在虚拟现实技术中，使用者看到的所有图形均由显示器提供，而在增强现实技术中，使用者观察到的图像为现实场景与虚拟信息所叠加形成的图像。增强现实技术实现了使用者与周边环境的互动性，让使用者在看到现实场景的同时看到其相关状态信息，增加了使用者对事物的认知，帮助使用者了解所看到的现实场景。

目前常见的增强现实系统中，多数采用双眼双通道供图模式。采用双屏幕的系统将增大系统的体积和功耗，特别是在野外应用时极为不便。因此，系统逐渐倾向于利用双眼共屏系统。但现有的双眼共屏系统中，均是在人眼上部中轴线位置处放置显示装置，双眼通过同一个曲面反射镜接收显示装置显示的图像。然而，该种光学系统的像差校正难度较大，并且很难做到左右眼视轴平行时观察到的图像重合。

现有技术“基于防毒面具的折反式头盔显示器的光学系统”(参见专利CN 102928980 A)中公开了一种双通道、多透镜的离轴式头戴显示系统。该发明中的透镜数目多，需要依附头盔进行显示，所以其体积与重量均比较大。另外，该发明采用双眼双通道的显示方式，这也增加了产品体积与重量。

在另一现有技术“增强现实光学模块”(参见专利CN 104923777)中公开了一种增强现实光学系统模块，该模块设计也是单个投影对应单个显示。另外，该设计中需要采用偏振片，而偏振片影响外界事物的观察效果，从而影响增强现实系统的整体效果。

实用新型内容

为了解决的上述技术问题，本实用新型提供一种头戴显示装置，其能够实现单通道投影同时双屏显示，以解决现有技术双眼共屏系统中存在的人眼视轴不一致的问题。

为达上述目的，本实用新型所述的头戴式显示装置包括：分光棱镜、第一散射板、第二散射板、第一分光镜及第二分光镜；待显示的图像光信息通过所述分光棱镜分化成第一光束和第二光束，所述第一光束通过所述第一散射板入射至第一分光镜，并由第一分光镜反射后进入到人的第一眼球；所述第二光束通过所述第二散射板入射至第二分光镜，并由第二分光镜反射后进入到人的第二眼球，以达到分屏显示并使用户双眼观察到的图像在时间和内容上具有一致性。

进一步地，所述头戴显示装置还包括微投影单元，所述微投影单元将生成的图像光信息投射到所述分光棱镜。

进一步地，所述微投影单元能够进行预畸变处理，以使第一光束及第二光束在到达第一眼球及第二眼球时所成图像畸变为零。

进一步地，所述分光棱镜将入射的图像光信息光分为两部分，两部分分光束的能量比为1:1。

进一步地，所述第一散射板及第二散射板并列设置，且分别对应人的第一眼球及第二眼球。

进一步地，所述第一散射板及第二散射板可为透射式的，也可为反射式的。

进一步地，所述第一分光镜及第二分光镜为分体或连体。

进一步地，所述第一分光镜及第二分光镜并列设置在所述第一散射板及第二散射板出射光束的一侧，且分别对应第一散射板及第二散射板。

进一步地，所述第一分光镜及第二分光镜入射光束的一侧具有增透膜、出射光束的一侧具有分光膜。

进一步地，所述第一分光镜及第二分光镜入射光束的一侧具有分光膜、 出射光束的一侧具有增透膜。

进一步地，所述第一分光镜及第二分光镜的面型为平面、球面、非球面或自由曲面其中的一种。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型通过分光棱镜的设置，可以产生两个在时间和内容上完全一致的图像供左右眼观看。能够有效克服单屏幕引起的双眼视轴差问题，能够克服重影问题，提高人眼的舒适度，降低疲劳感。

2、本实用新型的一个微投影单元产生的两个图像与现有技术直接放置两个投影单元所产生的图像相比，在时间上没有延时。

3、本实用新型仅通过一个棱镜就可产生两个图像，相比于采用棱镜与反射镜组合的现有技术，减小了设备体积和所采用的器材数目，节约了制作成本。

附图说明