[发明专利]头戴式显示装置

说明书

提供一种头戴式显示装置，所述头戴式显示装置包括：显示单元，包括显示图像的多个发射区域和设置在发射区域之间并透射来自外部光源的光的多个透射区域；第一光学元件，接收从显示单元发射的光并使光会聚到预定区域上；第二光学元件，设置为关于显示单元与第一光学元件相对，并接收和发散从外部朝向显示单元入射的光。

本申请是申请日为2015年7月15日、申请号为201510415946.9的发明专利申请“头戴式显示装置”的分案申请。

技术领域

一个或更多个实施例涉及一种头戴式显示装置，更具体地，涉及一种透视型(see-through)头戴式显示装置，该透视型头戴式显示装置不仅能够使用户感知透视型头戴式显示装置所显示的图像，还能够使用户感知透视型头戴式显示装置后侧处的背景。

背景技术

通常，典型地具有类似眼镜的形状或类似头盔的形状的并且可以佩戴在用户的头上的头戴式显示装置能够使用户感知显示在用户的眼睛前面的图像。已经对透视型头戴式显示装置进行了研究，该透射型头戴式显示装置不仅能够使用户感知显示在用户的眼睛前面的图像，还能够使用户感知透视型头戴式显示装置后侧处的背景。

发明内容

在传统的透视型头戴式显示装置中，背景图像会被设置在用户的眼睛和显示装置之间的以获得最短的焦距的光学元件扭曲。

一个或更多个实施例包括透视型头戴式显示装置，当将该头戴式显示装置佩戴在用户的头上时，该头戴式显示装置使穿过其显示的背景图像不被扭曲，并且该头戴式显示装置的显示单元被设置为基本靠近用户的眼睛。

根据示例性实施例，头戴式显示装置包括：显示单元，包括显示图像的多个发射区域和设置在发射区域之间并透射外部光的多个透射区域；第一光学元件，接收从显示单元发射的光并使光会聚到预定区域上；第二光学元件，设置为关于显示单元与第一光学元件相对并接收和发散从外部朝向显示单元入射的光。

在示例性实施例中，第一光学元件的焦距的绝对值可以与第二光学元件的焦距的绝对值基本相同。

在示例性实施例中，第一光学元件的焦距可以是大约20厘米或更大。

在示例性实施例中，第一光学元件可以包括凸透镜，第二光学元件可以包括凹透镜。

在示例性实施例中，第一光学元件和第二光学元件中的至少一个可以包括菲涅耳透镜或全息光学元件(“HOE”)透镜。

在示例性实施例中，显示单元可以包括多个像素，每个像素可以包括设置在发射区域中的第一发射部、第二发射部和第三发射部，以及设置在透射区域中并与第一发射部、第二发射部和第三发射部邻近的透射窗口。

在示例性实施例中，头戴式显示装置还可以包括框架，框架容纳显示单元、第一光学元件和第二光学元件，并且被构造为被佩戴在用户的头上。

根据示例性实施例，头戴式显示装置包括：显示单元，包括显示图像的多个发射区域和设置在发射区域之间并透射外部光的多个透射区域；第一光学元件，接收来自显示单元的光，其中，第一光学元件将从发射区域发射的光转变为在第一方向上的偏振光，并将已经透射穿过透射区域的外部光转变为在第二方向上的偏振光；第二光学元件，接收透射穿过第一光学元件的光，其中，第二光学元件使在第一方向上的偏振光会聚到预定区域上，并使在第二方向上的偏振光沿着其在第二光学元件上的入射方向基本相同的方向透射。

在示例性实施例中，第一光学元件可以包括：偏振器，设置为与发射区域和透射区域对应；液晶层，接收透射穿过偏振器的光，并包括设置为与发射区域对应的第一液晶和设置为与透射区域对应的第二液晶。

在示例性实施例中，第二光学元件可以包括：第一介质，第一介质的折射率根据入射光的偏振方向变化；第二介质，与第一介质接触并具有比第一介质的最大折射率小的折射率。

在示例性实施例中，第一介质可以包括液晶。