[实用新型]头戴式显示设备

说明书

本实用新型提供头戴式显示设备。该头戴式显示设备包括光学成像装置、图像源装置、位移装置和图像显示控制装置。图像源装置具有多个源图像，并且与光学成像装置光学对准。图像显示控制装置与图像源装置和位移装置可通信地连接。位移装置在图像显示控制装置的控制下根据位移序列将图像源装置移动到对应的目标位置。图像源装置到达各个目标位置后，在图像显示控制装置的控制下根据源图像显示序列进行源图像投射，以经由光学成像装置显示源图像显示序列中的与该目标位置对应的源图像的清晰虚拟图像。利用该头戴式显示设备，实现虚拟图像在虚拟场景深度平面上的动态显示。

技术领域

本实用新型涉及计算机视觉领域，具体地，涉及一种头戴式显示设备。

背景技术

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术。它利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象，从而通过计算机技术模拟出现实中的世界，使用户沉浸到该环境中。

虚拟现实技术受到了越来越多人的认可，用户可以在虚拟现实世界体验到最真实的感受，其模拟环境的真实性与现实世界难辨真假，让人有种身临其境的感觉。此外，虚拟现实技术可以真正实现人机交互，使人在操作过程中，可以随意操作并且得到环境最真实的反馈。虚拟现实技术的存在性、多感知性、交互性等特征，使得虚拟现实技术受到许多人的喜爱

在虚拟现实显示时，头戴式显示设备的佩戴者期望能够在观看虚拟场景图像时，能够根据所观看的虚拟场景深度平面的深度变化，动态地调节虚拟图像的深度位置，实现虚拟图像的动态深度显示。针对上述问题，目前业界暂无较佳的解决方案。

实用新型内容

鉴于上述，本实用新型提供一种头戴式显示设备。利用该头戴式显示设备，可以实现虚拟图像在虚拟场景深度平面上的动态显示。

根据本实用新型的一个方面，提供一种头戴式显示设备，包括：光学成像装置；图像源装置；位移装置和图像显示控制装置，所述图像源装置具有多个源图像，并且与所述光学成像装置光学对准，所述图像显示控制装置与所述图像源装置和所述位移装置可通信地连接，所述位移装置在所述图像显示控制装置的控制下根据位移序列将所述图像源装置移动到对应的目标位置，所述图像源装置在到达各个目标位置后，在所述图像显示控制装置的控制下，根据所述源图像显示序列进行源图像投射，以经由所述光学成像装置显示所述源图像显示序列中的与该目标位置对应的源图像的清晰虚拟图像，所述位移装置的位移序列和所述图像源装置的源图像显示序列由所述图像显示控制装置根据虚拟场景显示深度范围确定，所述位移序列中的每个位移与所述源图像显示序列中的一个源图像以及所述虚拟场景显示深度范围中的一个虚拟场景显示深度对应。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述图像源装置布置在所述位移装置上，并且与所述位移装置一体移动。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光学成像装置包括分光元件和反光元件，所述分光元件和所述反光元件被布置为使得所述图像源装置发出的源图像光线经过所述分光元件和所述反光元件的处理后到达所述头戴式显示设备的佩戴者的人眼位置。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述分光元件和/或所述反光元件具有视透能力。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述分光元件具有视透能力，以及所述反光元件不具有视透能力。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光学成像装置包括像差补偿元件，所述像差补偿元件布置在所述图像源装置和所述分光元件之间。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述像差补偿元件利用透镜或透镜组实现。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光学成像装置包括多个反射式光学结构，每个反射式光学结构包括分光元件和反光元件，所述多个反射式光学结构被布置为使得所述图像源装置发出的源图像光线经过所述分光元件和所述反光元件的处理后到达所述头戴式显示设备的佩戴者的人眼位置。