CN205562961U - 一种画面显示装置及一种头戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种画面显示装置及一种头戴设备，该画面显示装置包括由内至外依次设置在用户视线与外界环境之间的液晶显示屏、发光单元和遮光单元；画面显示装置还包括控制单元，分别连接液晶显示屏、发光单元和遮光单元；当遮光单元处于透光状态时，外界环境光线透过遮光单元和液晶显示屏进入人眼，液晶显示屏上的画面利用外界环境光线显示给用户，当遮光单元处于遮光状态时，遮光单元与液晶显示屏之间形成密闭的空间，液晶显示屏上的画面利用发光单元提供的光源显示给用户，满足用户对不同应用场景的需求，并且当遮光单元处于透光状态时，用户直接感知外界环境，避免图像处理降低分辨率的问题，并且没有延迟，提高了用户体验。

Description

一种画面显示装置及一种头戴设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备领域，特别涉及一种画面显示装置及一种头戴设备。

背景技术

虚拟现实设备通过屏幕显示的内容形成一个虚拟的世界，使用户佩戴虚拟现实设备之后与真实世界完全隔离；增强现实设备在人眼看到的真实世界的基础上，另外显示相关信息，使用户可以看到叠加了增强现实信息的真实世界。在设计上，虚拟现实设备更倾向于密闭的显示环境，而增强现实设备则更倾向于开放的显示环境。

目前，市场有一些虚拟现实和增强现实兼容设备，通过摄像头拍摄外部环境，进行图像处理后显示给用户，但是利用该方案得到的真实世界图像的分辨率较低，同时受限于摄像头的响应速度，通常有明显的延迟，用户体验不好。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种画面显示装置及一种头戴设备。

依据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种画面显示装置，包括由内至外依次设置在用户视线与外界环境之间的液晶显示屏、发光单元和遮光单元；所述画面显示装置还包括控制单元，分别连接所述液晶显示屏、发光单元和所述遮光单元；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于透光状态时，若所述液晶显示屏没有显示内容，所述控制单元调整所述液晶显示屏的液晶偏转角度使其透光，外界环境光线透过所述遮光单元和所述液晶显示屏进入人眼，使用户看到外界环境；若所述液晶显示屏有显示内容，所述液晶显示屏上的画面利用外界环境光线显示给用户，使用户看到叠加在外界环境上的增强现实画面；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于遮光状态时，所述遮光单元与液晶显示屏之间形成密闭的空间，所述控制单元控制所述发光单元处于发光状态，所述液晶显示屏上的画面利用所述发光单元提供的光源显示给用户，使用户仅看到所述液晶显示屏显示出的虚拟现实画面。

其中，所述遮光单元为液晶遮光层；

当所述液晶遮光层不通电时，所述液晶遮光层中的液晶排布指向性将外界环境光线遮挡，所述液晶遮光层处于遮光状态；

当所述液晶遮光层通电时，所述液晶遮光层中的液晶受到电压驱动进行旋转，使外界环境光线通过，所述液晶遮光层处于透光状态。

其中，所述发光单元为一个或多个LED灯条，所述LED灯条设置在所述液晶显示屏的边缘；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于遮光状态时，所述控制单元控制所述LED灯条发光，所述液晶显示屏上的画面利用所述LED灯条提供的光源显示给用户；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于透光状态时，所述控制单元控制所述LED灯条不发光，所述液晶显示屏上的画面利用外界环境光线显示给用户。

依据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种头戴设备，包括画面显示装置；所述画面显示装置包括由内至外依次设置在用户视线与外界环境之间的液晶显示屏、发光单元和遮光单元；所述画面显示装置还包括控制单元，分别连接所述液晶显示屏、发光单元和所述遮光单元；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于透光状态时，若所述液晶显示屏没有显示内容，所述控制单元调整所述液晶显示屏的液晶偏转角度使其透光，外界环境光线透过所述遮光单元和所述液晶显示屏进入人眼，使用户看到外界环境；若所述液晶显示屏有显示内容，所述液晶显示屏上的画面利用外界环境光线显示给用户，使用户看到叠加在外界环境上的增强现实画面；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于遮光状态时，所述遮光单元与液晶显示屏之间形成密闭的空间，所述液晶显示屏上的画面利用所述发光单元提供的光源显示给用户，使用户仅看到所述液晶显示屏显示的虚拟现实画面。

其中，所述遮光单元为液晶遮光层；

当所述液晶遮光层不通电时，所述液晶遮光层中的液晶排布指向性将外界环境光线遮挡，所述液晶遮光层处于遮光状态；

当所述液晶遮光层通电时，所述液晶遮光层中的液晶受到电压驱动进行旋转，使外界环境光线通过，所述液晶遮光层处于透光状态。

其中，所述发光单元为一个或多个LED灯条，所述LED灯条设置在所述液晶显示屏的边缘；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于遮光状态时，所述控制单元控制所述LED灯条发光，所述液晶显示屏上的画面利用所述LED灯条提供的光源显示给用户；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于透光状态时，所述控制单元控制所述LED灯条不发光，所述液晶显示屏上的画面利用外界环境光线显示给用户。

其中，所述头戴设备为头盔或眼镜。

本实用新型实施例的有益效果是：通过控制遮光单元处于透光状态或遮光状态，呈现给用户不同的显示效果，满足用户对不同应用场景的需求；并且当遮光单元处于透光状态时，用户可以直接感知外界环境，避免了采用摄像头拍摄外界环境进行图像处理的方法使画面分辨率降低的问题，并且没有延迟，提高了用户体验。在优选实施例中，使用液晶遮光层作为遮光单元，只需控制不同场景下液晶遮光层的通断电状态，即可控制液晶遮光层处于透光状态或遮光状态，从而方便地在密闭环境和开放环境之间进行切换。

附图说明

图1为现有技术中显示屏的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种画面显示装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

图1为现有技术中显示屏的结构示意图。如图1所示，现有技术中通常使用的显示屏最前一层为液晶显示屏110，其上具有像素阵列，当显示系统驱动其显示时，通过精确控制液晶显示屏中每一个像素单元上液晶偏转的角度来控制每一个像素单元透光的强弱，从而实现了液晶屏的画面显示。由于液晶屏不能主动发光，所以通常在液晶屏后放置背光单元，通常由LED灯条120及导光板130组成。其中LED灯条120用于提供光源，导光板130将LED灯条120发出的光线转化为均匀的面光源，同时导光板130也用于避免光线从显示屏后端漏出。

图2为本实用新型实施例提供的一种画面显示装置的结构示意图。如图2所示，本实用新型实施例提供的画面显示装置包括由内至外依次设置在用户视线与外界环境之间的液晶显示屏210、发光单元220和遮光单元230。当然，该画面显示装置还应包括分别连接到液晶显示屏210、发光单元220和遮光单元230的控制单元200。

遮光单元230有两种工作状态，分别是透光状态和遮光状态，可以由控制单元200控制遮光单元230处于透光状态或遮光状态。

当控制单元200控制遮光单元230处于透光状态时，若液晶显示屏210没有显示内容，则控制单元200进一步控制调整液晶显示屏210的液晶偏转角度使其透光，外界环境光线透过遮光单元230和液晶显示屏210进入人眼，使用户看到外界环境；若液晶显示屏210有显示内容，则外界环境光线为液晶显示屏210显示画面提供了光源，液晶显示屏210上的画面利用外界环境光线显示给用户，使用户既能看到外界环境，又能看到叠加在外界环境上的液晶显示屏210上显示的增强现实画面。

当控制单元200控制遮光单元230处于遮光状态时，遮光单元230与液晶显示屏210之间形成密闭的空间，外界环境光线不能通过遮光单元230。此时，控制单元200控制发光单元220发光，为液晶显示屏210显示画面提供光源，液晶显示屏210上的画面利用发光单元220提供的光源显示给用户，使用户仅能看到液晶显示屏210显示出的虚拟现实画面，不能看到外界环境。

通过控制单元200控制遮光单元230处于透光状态或遮光状态，可以使该画面显示装置有不同的显示效果，从而可以灵活的满足用户对应用场景的各种需要。将该画面显示装置可用于兼容虚拟现实和增强现实的设备中，当控制单元200控制遮光单元230处于透光状态时，用户可以看到叠加在真实世界中的增强现实信息，从而实现增强现实的使用场景；当控制单元200控制遮光单元230处于遮光状态时，用户与外界环境隔绝，仅能看到液晶显示屏210显示的虚拟现实信息，从而实现虚拟现实的使用场景。并且，在实现增强现实的使用场景时，用户是透过液晶显示屏210和遮光单元230直接感知外界环境，并非通过摄像头拍摄外界环境进行图像处理得到的，减轻了设备负担，同时解决了画面分辨率低的问题，并且用户感知外界环境的变化没有任何延迟，提高了用户体验。

作为优选方案，遮光单元230为液晶遮光层，基于液晶的定向旋转可以实现遮光或透光。该液晶遮光层的结构与通常的液晶显示屏类似，但是其中不具备像素阵列排布，只具有液晶层及其驱动电路，结构相对简单。

当不对液晶遮光层通电时，其液晶排布具有指向性，此状态下该层处于不透光状态，可以遮挡外界环境光线，并且避免发光单元220发光时光线外漏，从而在液晶遮光层与液晶显示屏210之间形成密闭的空间。此时液晶显示屏210可以借助发光单元220发出的光线清晰显示其上的画面。

当对液晶遮光层通电时，其液晶受到电压驱动进行旋转，使外界环境光线能够完全通过液晶遮光层，此状态下该液晶遮光层处于透光状态。同样的，若液晶显示屏210上没有显示内容，也可以调整液晶显示屏210的液晶偏转角度使其透光。此时可以控制发光单元220不发光，外界光线通过液晶遮光层和液晶显示屏210进入人眼，使用户看到真实世界。在此基础上，液晶显示屏210上可以利用外界环境光线作为光源显示其上的画面，叠加显示图像和相关信息。

在本优选实施例中，只需控制不同场景下液晶遮光层的通断电状态，即可控制该画面显示装置的工作状态是在密闭环境内还是开放环境内，可以方便地进行虚拟现实和增强现实使用场景的切换。

发光单元220可以是一个或多个设置在液晶显示屏210边缘的LED灯条，用于在遮光模块230处于遮光状态时，为液晶显示屏210显示画面提供光源。当遮光模块230处于透光状态时，可以控制LED灯条不发光，不会影响该画面显示装置正常工作，还可以省电。仅设置一个LED灯条也可以达到上述目的，但是由于本方案将现有显示屏中的导光板替换成了液晶遮光层，因此在液晶显示屏210边缘处设置多条LED灯条可以提供更均匀的光源，例如可以在液晶显示屏210上下各设置一LED灯条，或左右各设置一LED灯条，或四周均设置一LED灯条等。

基于相同的实用新型构思，本实用新型还提供了一种头戴设备，该头戴设备包括上述画面显示装置，当控制遮光单元处于透光状态时，用户可以看到叠加在真实世界中的增强现实信息，从而实现增强现实的使用场景；当控制遮光单元处于遮光状态时，用户与外界环境隔绝，仅能看到液晶显示屏显示的虚拟现实信息，从而实现虚拟现实的使用场景。并且，在实现增强现实的使用场景时，用户是透过液晶显示屏和遮光单元直接感知外界环境，并非通过摄像头拍摄外部环境进行图像处理得到的，减轻了设备负担，同时解决了画面分辨率低的问题，并且用户感知外界环境的变化没有任何延迟，提高了用户体验。

优选的，可以使用液晶遮光层作为遮光单元，只需控制不同场景下液晶遮光层的通断电状态，即可方便地进行虚拟现实和增强现实使用场景的切换。当不对液晶遮光层通电时，其液晶排布具有指向性，该层处于不透光状态，可以遮挡外界环境光线，液晶显示屏借助发光单元发出的光线显示画面，从而实现虚拟现实使用场景。当对液晶遮光层通电时，其液晶受到电压驱动进行旋转，使外界环境光线能够完全通过液晶遮光层，此状态下该液晶遮光层处于透光状态，用户可以看到真实世界以及叠加显示的增强现实信息，从而实现增强现实使用场景。本实用新型提供的头戴设备包括但不限于头盔或眼镜等设备。

综上所述，本实用新型提供的一种画面显示装置及一种头戴设备，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的一种画面显示装置及一种头戴设备，通过控制遮光单元处于透光状态或遮光状态，呈现给用户不同的显示效果，满足用户对不同应用场景的需求；并且当遮光单元处于透光状态时，用户可以直接感知外界环境，避免了采用摄像头拍摄外界环境进行图像处理的方法使画面分辨率降低的问题，并且没有延迟，提高了用户体验。

2、本实用新型提供的一种画面显示装置及一种头戴设备，使用液晶遮光层作为遮光单元，只需控制不同场景下液晶遮光层的通断电状态，即可控制液晶遮光层处于透光状态或遮光状态，从而方便地在密闭环境和开放环境之间进行切换。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种画面显示装置，其特征在于，所述画面显示装置包括由内至外依次设置在用户视线与外界环境之间的液晶显示屏、发光单元和遮光单元；所述画面显示装置还包括控制单元，分别连接所述液晶显示屏、发光单元和所述遮光单元；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于透光状态时，若所述液晶显示屏没有显示内容，所述控制单元调整所述液晶显示屏的液晶偏转角度使其透光，外界环境光线透过所述遮光单元和所述液晶显示屏进入人眼，使用户看到外界环境；若所述液晶显示屏有显示内容，所述液晶显示屏上的画面利用外界环境光线显示给用户，使用户看到叠加在外界环境上的增强现实画面；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于遮光状态时，所述遮光单元与液晶显示屏之间形成密闭的空间，所述控制单元控制所述发光单元处于发光状态，所述液晶显示屏上的画面利用所述发光单元提供的光源显示给用户，使用户仅看到所述液晶显示屏显示出的虚拟现实画面。

2.如权利要求1所述的画面显示装置，其特征在于，所述遮光单元为液晶遮光层；

当所述液晶遮光层不通电时，所述液晶遮光层中的液晶排布指向性将外界环境光线遮挡，所述液晶遮光层处于遮光状态；

当所述液晶遮光层通电时，所述液晶遮光层中的液晶受到电压驱动进行旋转，使外界环境光线通过，所述液晶遮光层处于透光状态。

3.如权利要求1所述的画面显示装置，其特征在于，所述发光单元为一个或多个LED灯条，所述LED灯条设置在所述液晶显示屏的边缘；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于遮光状态时，所述控制单元控制所述LED灯条发光，所述液晶显示屏上的画面利用所述LED灯条提供的光源显示给用户；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于透光状态时，所述控制单元控制所述LED灯条不发光，所述液晶显示屏上的画面利用外界环境光线显示给用户。

4.一种头戴设备，其特征在于，所述头戴设备包括画面显示装置；所述画面显示装置包括由内至外依次设置在用户视线与外界环境之间的液晶显示屏、发光单元和遮光单元；所述画面显示装置还包括控制单元，分别连接所述液晶显示屏、发光单元和所述遮光单元；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于透光状态时，若所述液晶显示屏没有显示内容，所述控制单元调整所述液晶显示屏的液晶偏转角度使其透光，外界环境光线透过所述遮光单元和所述液晶显示屏进入人眼，使用户看到外界环境；若所述液晶显示屏有显示内容，所述液晶显示屏上的画面利用外界环境光线显示给用户，使用户看到叠加在外界环境上的增强现实画面；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于遮光状态时，所述遮光单元与液晶显示屏之间形成密闭的空间，所述液晶显示屏上的画面利用所述发光单元提供的光源显示给用户，使用户仅看到所述液晶显示屏显示的虚拟现实画面。

5.如权利要求4所述的头戴设备，其特征在于，所述遮光单元为液晶遮光层；

当所述液晶遮光层不通电时，所述液晶遮光层中的液晶排布指向性将外界环境光线遮挡，所述液晶遮光层处于遮光状态；

当所述液晶遮光层通电时，所述液晶遮光层中的液晶受到电压驱动进行旋转，使外界环境光线通过，所述液晶遮光层处于透光状态。

6.如权利要求4所述的头戴设备，其特征在于，所述发光单元为一个或多个LED灯条，所述LED灯条设置在所述液晶显示屏的边缘；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于遮光状态时，所述控制单元控制所述LED灯条发光，所述液晶显示屏上的画面利用所述LED灯条提供的光源显示给用户；

当所述控制单元控制所述遮光单元处于透光状态时，所述控制单元控制所述LED灯条不发光，所述液晶显示屏上的画面利用外界环境光线显示给用户。

7.如权利要求4-6任一项所述的头戴设备，其特征在于，所述头戴设备为头盔或眼镜。