[发明专利]透过率可调的增强现实显示结构及头戴式显示装置

说明书

本发明提供了一种透过率可调的增强现实显示结构及头戴式显示装置，包括：虚拟现实成像模块，用于显示虚拟图像；光透过率调节模块，所述光透过率调节模块位于虚拟现实成像模块之前；所述光透过率调节模块用于调节透过的自然光线亮度。本发明所述透过率可调的增强现实显示结构使用户在不同光线亮度的场景中，通过调节自然光线进入人眼的透过率，对自然光线和数字图像的亮度比例进行调节，提升增强现实显示的效果。

技术领域

本发明涉及虚拟现实设备领域，具体涉及了一种透过率可调的增强现实显示结构；及包括该增强现实显示结构的头戴式显示装置。

背景技术

目前，现有的增强现实显示器一般使用自由曲面反射镜或波导镜片，将数字图像投影到人眼前方几米的位置，供人眼观看。其中的自由曲面反射镜或波导镜片是透明的，人眼既可以看到投影出来的数字图像，也能直接看到前方的现实场景，从而产生增强现实的效果。比较代表性的产品是google glass和微软的Hololens，这两款产品至多只是在反射镜片前端加上了一个起保护作用的镜片，但并未对自然光线做任何的衰减。在户外使用时，由于自然光的亮度比投影出来的数字图像高出许多，导致人眼几乎无法看清投影出来的数字图像，从而失去了增强现实的效果，影响实际使用。

发明内容

本发明提供了一种透过率可调的增强现实显示结构，可以显著提升户外强烈光线下的增强现实显示效果，且结构紧凑，使用便捷。

本发明提供了一种透过率可调的增强现实显示结构，包括：虚拟现实成像模块，用于显示虚拟图像；光透过率调节模块，所述光透过率调节模块位于虚拟现实成像模块之前；所述光透过率调节模块用于调节透过的自然光线亮度。

本发明所述透过率可调的增强现实显示结构的有益效果在于：使用户在不同光线亮度的场景中，通过调节自然光线进入人眼的透过率，对自然光线和数字图像的亮度比例进行调节，提升增强现实显示的效果。

优选的，所述光透过率调节模块包括保护镜片和光强衰减片；光强衰减片位于保护镜片之前；所述光强衰减片的光强透过率为T，其中0T1；针对不同强度的自然光线，选用不同透过率T的光强衰减片，叠加在保护镜片上。

优选的，所述光透过率调节模块包括第一光学偏振片和第二光学偏振片；第一光学偏振片位于第二光学偏振片之前；所述第一光学偏振片具有第一偏振方向，第二光学偏振片具有第二偏振方向；其中第一偏振方向和第二偏振方向存在夹角A，0°≤A≤90°；当夹角A＝0°时，叠加后的透过率T最高；当夹角A＝90°时，叠加后的透过率T最低；通过改变第一光学偏振片和第二光学偏振片的偏振方向的夹角A，调节自然光线亮度。

优选的，所述光透过率调节模块包括第一光学偏振片、左眼光学偏振片和右眼光学偏振片；第一光学偏振片位于左眼光学偏振片和右眼光学偏振片之前；左眼光学偏振片和右眼光学偏振片平行设置；所述第一光学偏振片具有第一偏振方向；左眼光学偏振片和右眼光学偏振片偏振方向一致，具有第二偏振方向；其中第一偏振方向和第二偏振方向存在夹角A，0°≤A≤90°；当夹角A＝0°时，叠加后的透过率T最高；当夹角A＝90°时，叠加后的透过率T最低；通过改变第一光学偏振片、左眼光学偏振片和右眼光学偏振片的偏振方向的夹角A，调节自然光线亮度。

优选的，左眼光学偏振片和右眼光学偏振片通过传动机构关联旋转运动。

优选的，所述传动机构包括电机或手动驱动的齿轮传动机构或皮带传动机构。

优选的，所述光强衰减片或第一光学偏振片或第二光学偏振片，通过插槽插入或螺钉紧固或魔术贴或磁吸方式与显示装置活动连接。

本发明还提供了一种头戴式显示装置，包括：前述透过率可调的增强现实显示结构。

本发明所述头戴式显示装置的有益效果在于：头戴式显示装置能够解放双手，使用户在不同光线亮度的场景中，通过调节自然光线进入人眼的透过率，对自然光线和数字图像的亮度比例进行调节，提升增强现实显示的效果。