头戴式显示设备制造技术

本发明专利技术公开了一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括头戴式外壳，还包括外部支架、显示屏和光路组件；所述光路组件具有透光性；所述外部支架固定设置在所述头戴式外壳上，所述显示屏设置在所述外部支架上，所述显示屏的平面与水平面的夹角在预设的阈值范围内，所述光路组件设置在所述显示屏下方；所述显示屏的出射光经过所述光路组件照射至目标位置。本发明专利技术通过对显示屏位置的设定，以减少显示屏对用户视场的遮挡，同时通过特定的光路组件，使得显示屏的出射光能够经过光路组件反射到目标位置。

【技术实现步骤摘要】
头戴式显示设备
本专利技术属于头戴式显示设备的屏显领域，特别涉及一种头戴式显示设备。
技术介绍
现有头戴式显示设备的显示器多为倾斜屏幕式的光学设计，正前方的部分视场被显示器的屏幕遮挡，显示区域过于狭窄，用户体验效果有限。此外，现有头戴式显示设备的将手机放置在显示器内部，应用时需要头部承担手机较重的重量，大大降低了用户的体验效果。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中显示头戴显示器的显示屏幕容易遮挡用户视场的缺陷，提供一种头戴式显示设备。本专利技术通过以下技术方案来解决上述问题：一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括头戴式外壳，还包括外部支架、显示屏和光路组件；所述光路组件具有透光性；所述外部支架固定设置在所述头戴式外壳上，所述显示屏设置在所述外部支架上，所述显示屏的平面与水平面的夹角在预设的阈值范围内，所述光路组件设置在所述显示屏下方；所述显示屏的出射光经过所述光路组件照射至目标位置。可选地，所述光路组件包括分束片和反射镜；所述出射光经过所述分束片反射至所述反射镜；所述反射镜用于将所述出射光反射至所述目标位置。可选地，所述显示屏的平面与水平面的夹角为0°，所述分束片分别与所述显示屏和所述反射镜成45°夹角，所述反射镜与所述显示屏互相垂直。可选地，所述反射镜为曲面镜，所述反射镜的焦点与所述目标位置重合。可选地，所述出射光为椭圆偏振光，所述椭圆偏振光包括S偏振光；所述S偏振光经过所述分束片反射至所述反射镜；所述反射镜将所述S偏振光转换为P偏振光并反射至所述分束片；所述P偏振光经过所述分束片透射至所述目标位置。可选地，所述反射镜包括TAC(三醋酸纤维薄膜，用于制造偏光片的光学薄膜)基材，所述TAC基材的表面由内向外依次贴附QWP(四分之一波片)膜和第一APF(多层膜反射式偏光片)偏振膜，所述分束片的表面贴附第二APF偏振膜。可选地，所述第一APF偏振膜的透光轴和所述第二APF偏振膜的透光轴互相垂直；所述第二APF偏振膜的透光轴沿所述分束片的长边方向设置。可选地，所述头戴式显示设备还包括外接接口，所述外接接口的一端与所述显示屏连接；所述外接接口的另一端用于与外接设备连接，并获取所述外接设备上的图像数据；所述显示屏用于显示所述图像数据。可选地，所述显示屏为两个。可选地，所述外部支架包括上支架和下支架；所述显示屏设置在所述上支架上，所述光学组件设置在所述上支架和所述下支架之间。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术通过对显示屏位置的设定，以减少显示屏对用户视场的遮挡，同时通过特定的光路组件，使得显示屏的出射光能够经过光路组件反射到目标位置。附图说明图1为本专利技术实施例1的头戴式显示设备的侧视图。图2为本专利技术实施例1的头戴式显示设备的主视图。图3为本专利技术实施例2的头戴式显示设备的结构示意图。图4为本专利技术实施例2的头戴式显示设备的显示屏的出射光的光路示意图。图5为本专利技术实施例2的头戴式显示设备的反射镜的结构示意图。图6为本专利技术实施例2的头戴式显示设备的显示屏的出射光的偏振态转换示意图。图7为本专利技术实施例3的头戴式显示设备的结构示意图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1如图1-2所示，一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括头戴式外壳1，其特征在于，所述头戴式显示设备还包括外部支架2、显示屏3和光路组件4；所述光路组件4具有透光性；图1示出了头戴式显示设备的侧视图，图2示出了头戴式显示设备的主视图。所述外部支架2固定设置在所述头戴式外壳1上，所述显示屏3设置在所述外部支架2上，所述显示屏3的平面与水平面的夹角在预设的阈值范围内，所述光路组件4设置在所述显示屏3下方；需要说明的是，夹角的预设阈值范围根据实际情况设定，在保证显示屏的出射光正常传输的前提下，避免显示屏本身对用户视场的遮挡。所述显示屏3的出射光经过所述光路组件4照射至目标位置；其中，目标位置可以为用户佩戴头戴式显示设备后眼睛的位置；需要说明的是，本实施例中的显示屏3发出的出射光经过所述光路组件4照射至目标位置，同时，由于光路组件4本身具有透光性，外接自然光也可以通过所述光路组件4照射至人眼，即用户通过光路组件4观看到显示屏3上的图像的同时，还能够看见正前方的景物，有效解决了现有的手机或者显示屏倾斜式屏幕的设计导致部分遮挡正前方视场的问题。本实施例中的光路组件可以包括分束片和反射镜，显示屏为单屏，显示屏显示的图像分左屏图像和右屏图像，左屏图像的出射光和右屏图像的出射光分别按照各自的光路进行传输，传输原理相同，分别使用分束片和反射镜的左右两边进行光线传输，具体的，出射光经过分束片反射至发射镜，再经反射镜反射至目标位置。本实施例中通过对显示屏3位置的设定，可以减少显示屏3对用户视场的遮挡，同时通过特定的光路组件4，使得显示屏3的出射光能够经过光路组件4反射到目标位置。实施例2如图3-6所示，本实施例的头戴式显示设备是在实施例1的基础上进一步改进，参见图3，所述光路组件4包括分束片42和反射镜41；所述出射光经过所述分束片42反射至所述反射镜41；所述反射镜41用于将所述出射光反射至所述目标位置，图4示出了头戴式显示设备的显示屏的出射光的光路示意图。其中，所述显示屏3的平面与水平面的夹角为0°，所述分束片42分别与所述显示屏3和所述反射镜41成45°夹角，所述反射镜41与所述显示屏3互相垂直。所述反射镜41为曲面镜，所述反射镜41的焦点与所述目标位置重合。另外，所述反射镜41采用透明的TAC基材411，图5示出了曲面反射镜41的结构示意图，所述TAC基材411的表面由内向外依次贴附QWP膜412和第一APF偏振膜413，再通过热压的成型工艺将基片成型为需求曲率半径的曲面反射镜41光学零件；所述分束片42也采用透明基材，基材表面贴附第二APF偏振膜；所述第一APF偏振膜413的透光轴和所述第二APF偏振膜的透光轴互相垂直；所述第二APF偏振膜的透光轴沿所述分束片42的长边方向设置。所述出射光为椭圆偏振光，所述椭圆偏振光包括S偏振光；所述S偏振光经过所述分束片42反射至所述反射镜41；所述反射镜41将所述S偏振光转换为P偏振光并反射至所述分束片42；所述P偏振光经过所述分束片42透射至所述目标位置。图6示出了头戴式显示设备的显示屏的出射光的偏振态转换示意图，由显示屏3发出的椭圆偏振光(包含S偏振光和P偏振光)，S偏振光的偏振矢量垂直于分束片所在的平面，P偏振光的偏振矢量在分束片所在的平面内，经分束片42将S偏振光反射至前方的曲面反射镜41，其中，P偏振光光透过分束片42损失掉(从分束片透射出去)，S偏振光反射至曲面反射镜，曲面反射镜41在反射入射S偏振光的同时将一部分S偏振光转换为P偏振态的光，转换后的P偏振光的偏振矢量在分束片的平面内，透过分束片42到达目标位置，整体光透过率为23.5％，有效地提高了目视亮度。本实施例中，显示屏3显示的图像光束经分束片42分束，曲面反射镜41反射后形成放大的像供人眼观察，其中，目视位置在曲面反射镜41焦点位置，因此，佩戴者可以配戴自己的近视眼镜或远视眼镜使用，不需要在头戴显示设备内额外设置视度调节机构。实施例3如图7所示，本实施例的头戴式显示设备是在实施例1的基础本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括头戴式外壳，其特征在于，所述头戴式显示设备还包括外部支架、显示屏和光路组件；所述光路组件具有透光性；所述外部支架固定设置在所述头戴式外壳上，所述显示屏设置在所述外部支架上，所述显示屏的平面与水平面的夹角在预设的阈值范围内，所述光路组件设置在所述显示屏下方；所述显示屏的出射光经过所述光路组件照射至目标位置。

【技术特征摘要】
1.一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括头戴式外壳，其特征在于，所述头戴式显示设备还包括外部支架、显示屏和光路组件；所述光路组件具有透光性；所述外部支架固定设置在所述头戴式外壳上，所述显示屏设置在所述外部支架上，所述显示屏的平面与水平面的夹角在预设的阈值范围内，所述光路组件设置在所述显示屏下方；所述显示屏的出射光经过所述光路组件照射至目标位置。2.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述光路组件包括分束片和反射镜；所述出射光经过所述分束片反射至所述反射镜；所述反射镜用于将所述出射光反射至所述目标位置。3.如权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述显示屏的平面与水平面的夹角为0°，所述分束片分别与所述显示屏和所述反射镜成45°夹角，所述反射镜与所述显示屏互相垂直。4.如权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述反射镜为曲面镜，所述反射镜的焦点与所述目标位置重合。5.如权利要求2所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述出射光为椭圆偏振光，所述椭圆偏振光包括S偏振光；所述S偏振光经过所述分束...

【专利技术属性】
技术研发人员：景磊，
申请(专利权)人：上海摩软通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31