CN203658670U - 头戴透视显示装置 - Google Patents

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本实用新型公开了一种头戴透视显示装置，包括头戴本体，所述头戴本体包括设置在额头前方的帽舌体，还包括显示屏和半透半反镜片，在所述帽舌体的前端设有铰链，所述半透半反镜片通过所述铰链可调角度式设置在所述帽舌体的前端下方，所述显示屏固定在所述帽舌体内且显示面与所述半透半反镜片中心相配合，所述显示屏的图像光线投射至所述半透半反镜片上，所述半透半反镜片将接收的显示屏图像光线与透过半透半反镜片的环境光线投射至人眼成像。本实用新型的结构简单，其显示稳定性好，适用于不同环境光照强度，一定程度上提高了适用性，实现了穿戴智能显示系统的沉浸性和增强现实性结合，提高了交互性和实时性互动。

Description

头戴透视显示装置
技术领域
本实用新型属于头戴显示技术领域，具体涉及一种头戴透视显示装置。
背景技术
现有技术的头戴显示器主要包括单通道全屏蔽式直视型和双通道透视环境叠加型，双通道透视环境叠加型适应穿戴智能设备，但是在阳光下无法使用，而且环境叠加难以识别显示图像的细节如文字和图片中的纹理，单通道全屏蔽式直视型可以适应环境光线，但是大多显示器要遮挡环境重要视野，显示区域也不能做大；在大多数穿戴智能设备头戴显示器中大多是单眼显示，由于双眼双屏方案体积重量都难以做到便携穿戴，而且运动中分屏结构不稳定造成立体显示不稳定，使用感受差，外观也难以出门；因此，现有技术存在缺陷，有待于进一步改进和发展。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供是提供一种结构简单、使用稳定性好且可以实现不同光强环境下透视的头戴透视显示装置。
实现本实用新型目的的技术方案是：一种头戴透视显示装置，包括头戴本体，所述头戴本体包括设置在额头前方的帽舌体，还包括显示屏和半透半反镜片，在所述帽舌体的前端设有铰链，所述半透半反镜片通过所述铰链可调角度式设置在所述帽舌体的前端下方，所述显示屏固定在所述帽舌体内且显示面与所述半透半反镜片中心相配合，所述显示屏的图像光线投射至所述半透半反镜片上，所述半透半反镜片将反射的显示屏图像光线与透过半透半反镜片的外环境光线光学地合成后投射至人眼成像。
所述显示屏包括正面的柱状透镜光栅片和显示像素面板，所述柱状透镜光栅片贴敷固定在与所述显示像素面板的正面，所述显示像素面板的像素经过所述柱状透镜光栅片时，所述柱状透镜光栅片将相邻列的像素光线偏转至左右不同方向且各形成30°～60°的夹角。
所述显示屏还包括背光光栅片，所述背光光栅片贴敷于显示像素面板的背面，且所述背光光栅片将背光光线调整角度对应每列像素，使相邻的像素列光线偏转至左右不同方向且各形成30°～60°的夹角。
所述半透半反镜片包括曲面镜镜片或球面镜镜片，在所述曲面镜镜片或球面镜镜片的人眼所视面上镀有用于增强光线反射的增反膜层。
在所述半透半反镜片的外表面贴合有透明电容触摸膜层。
在所述透明电容触摸膜层与所述曲面镜镜片或球面镜镜片之间还设有用于调整半透半反镜片透明度的减光灰度TFT面板层。
所述显示屏上设有对不同像素阵列进行反畸变预处理来抵消光学元件畸变的图像处理模块，所述图像处理模块分别与所述显示屏、透明电容电触摸膜层和减光灰度TFT面板层相连接。
所述显示屏为柔性可弯曲的液晶显示屏。
本实用新型具有积极的效果：本实用新型的结构简单，在帽舌体内设有显示屏，且在帽舌体的前下方设有半透半反透镜，在使用过程中，显示屏的图像光线投射至半透半反镜片上，半透半反镜片将接收的显示屏图像光线与透过半透半反镜片的环境光线投射至人眼成像，其显示稳定性好，适用于不同环境光照强度，一定程度上提高了适用性，实现了穿戴智能显示系统的沉浸性和增强现实性结合，提高了交互性和实时性互动；并且，显示屏包括正面的柱状透镜光栅片和显示像素面板和背光光栅片，使显示的图像立体感较强，其整体结构较为稳定，重理较轻，体积小巧，方便穿戴，实用性好。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中显示屏的剖面结构示意图；
图3为图1中半透半反镜片的剖面结构示意图；
图4为实用新型的双眼光路示意图；
图5为部位成像畸变镜像的示意图。
具体实施方式
(实施例1)
图1和图5显示了本实用新型的一种具体实施方式，其中图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1中显示屏的剖面结构示意图；图3为图1中半透半反镜片的剖面结构示意图；图4为实用新型的双眼光路示意图；图5为部位成像畸变镜像的示意图。
见图1至图5，其中如图1，一种头戴透视显示装置，包括头戴本体，所述头戴本体包括设置在额头前方的帽舌体1，还包括显示屏2和半透半反镜片3，在所述帽舌体1的前端设有铰链4，所述半透半反镜片3通过所述铰链4可调角度式设置在所述帽舌体1的前端下方，所述显示屏2固定在所述帽舌体1内且显示面与所述半透半反镜片3中心相配合，所述显示屏2的图像光线6投射至所述半透半反镜片3上，所述半透半反镜片3将接收的显示屏图像光线与透过半透半反镜片的外环境光线7光学地合成后投射至人眼8成像。显示屏发出的图像光线经过半透半反镜片反射至人体眼睛内，同时外界环境光线透过部分透明的半透半反镜片直接进入用户眼睛，实现外景和虚拟图像的叠加。在使用过程中，显示屏的图像光线投射至半透半反镜片上，半透半反镜片将接收的显示屏图像光线与透过半透半反镜片的环境光线投射至人眼成像，其显示稳定性好，适用于不同环境光照强度，一定程度上提高了适用性。
见图2所示，所述显示屏2包括正面的柱状透镜光栅片21和显示像素面板22，所述柱状透镜光栅片21贴敷固定在与所述显示像素面板22的正面，所述显示像素面板22的像素经过所述柱状透镜光栅片21时，所述柱状透镜光栅片21将相邻的像素光线偏转左右不同方向且各形成30°～60°的夹角。显示屏包括正面的柱状透镜光栅片和显示像素面板和背光光栅片，使显示的图像立体感较强，其整体结构较为稳定，重理较轻，体积小巧，方便穿戴，实用性好。
所述显示屏2还包括背光光栅片23，所述背光光栅片23贴敷于显示像素面板22的背面，且所述背光光栅片23将背光光线调整角度对应每列像素，使相邻的像素列光线偏转至左右不同方向且各形成30°～60°的夹角。见图3所示，所述半透半反镜片3包括曲面镜镜片31或球面镜镜片，主要使要反射显示的虚拟图像变形量、清晰度、准直度得到较好的平衡；在所述曲面镜镜片或球面镜镜片的人眼所视面上镀有用于增强光线反射的增反膜层32。增强反膜层包括多次、多层、针对多种光线波长和不同透明度的复合镀膜，用于实现反射虚拟图像在人眼成像的同时透视外界环境。当外部光线较暗时，背景光减除液晶面板就不让液晶偏转保持较高的通光度；当外部光线较亮时，背景光减除液晶面板11就让液晶偏转来降低通光度。
在所述半透半反镜片3的外表面贴合有透明电容触摸膜层33。
在所述透明电容触摸膜层33与所述曲面镜镜片31或球面镜镜片之间还设有用于调整半透半反镜片透明度的减光灰度TFT面板层34。使用透明电容触摸膜层便于用户在直观的AR显示中用手直接在对应图像位置的系统操作界面；减光灰度TFT面板层34主要用于阻挡整体或局部的外界光线减弱，同时配合虚拟图像需要扣除局部环境背光，来凸出要虚拟显示的部分。
见图4和图5所示，图4显示了双眼观看图像镜像的示意图，所述显示屏上设有对不同像素阵列进行反畸变预处理来抵消光学元件畸变的图像处理模块，所述图像处理模块分别与所述显示屏2、透明电容电触摸膜层33和减光灰度TFT面板层34相连接。。图像处理模块用于矫正半透半反镜片在反射过程中的畸变、旋转和调整两眼视线夹角，使显示屏将显示两幅不同像素阵列预先畸变处理过的图像9，来配合半透半反镜片3反射过程中的畸变、旋转和两眼视线夹角，使之得到两幅正确入眼图像10、5。
所述显示屏为柔性可弯曲的液晶显示屏。便于穿戴电子产品和光学需要。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种头戴透视显示装置，包括头戴本体，所述头戴本体包括设置在额头前方的帽舌体，其特征在于：还包括显示屏和半透半反镜片，在所述帽舌体的前端设有铰链，所述半透半反镜片通过所述铰链可调角度式设置在所述帽舌体的前端下方，所述显示屏固定在所述帽舌体内且显示面与所述半透半反镜片中心相配合，所述显示屏的图像光线投射至所述半透半反镜片上，所述半透半反镜片将反射的显示屏图像光线与透过半透半反镜片的外环境光线光学地合成后投射至人眼成像。
2.根据权利要求1所述的头戴透视显示装置，其特征在于：所述显示屏包括正面的柱状透镜光栅片和显示像素面板，所述柱状透镜光栅片贴敷固定在与所述显示像素面板的正面，所述显示像素面板的像素经过所述柱状透镜光栅片时，所述柱状透镜光栅片将相邻列的像素光线偏转至左右不同方向且各形成30°～60°的夹角。
3.根据权利要求2所述的头戴透视显示装置，其特征在于：所述显示屏还包括背光光栅片，所述背光光栅片贴敷于显示像素面板的背面，且所述背光光栅片将背光光线调整角度对应每列像素，使相邻的像素列光线偏转至左右不同方向且各形成30°～60°的夹角。
4.根据权利要求3所述的头戴透视显示装置，其特征在于：所述半透半反镜片包括曲面镜镜片或球面镜镜片，在所述曲面镜镜片或球面镜镜片的人眼所视面上镀有用于增强光线反射的增反膜层。
5.根据权利要求4所述的头戴透视显示装置，其特征在于：在所述半透半反镜片的外表面贴合有透明电容触摸膜层。
6.根据权利要求5所述的头戴透视显示装置，其特征在于：在所述透明电容触摸膜层与所述曲面镜镜片或球面镜镜片之间还设有用于调整半透半反镜片透明度的减光灰度TFT面板层。
7.根据权利要求6所述的头戴透视显示装置，其特征在于：所述显示屏上设有对不同像素阵列进行反畸变预处理来抵消光学元件畸变的图像处理模块，所述图像处理模块分别与所述显示屏、透明电容电触摸膜层和减光灰度TFT面板层相连接。
8.根据权利要求7所述的头戴透视显示装置，其特征在于：所述显示屏为柔性可弯曲的液晶显示屏。
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