一种头戴式显示装置及其显示方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种头戴式显示装置及其显示方法，其中，该装置包括：承载装置、第一光学模组和第二光学模组，第一光学模组位于承载装置承载的显示设备的前方且与显示设备呈一定夹角，第二光学模组位于显示设备的下方且与显示设备呈一定夹角；承载装置，用于承载显示设备；第一光学模组，用于将显示设备显示的图像反射至第二光学模组；第二光学模组，用于将第一光学模组的图像反射至预设位置形成第一图像，以及将头戴式显示装置之外的实物的图像透射至预设位置形成第二图像，第二图像与第一图像叠加。本发明专利技术实施例通过显示设备、第一光学模组和第二光学模组成的增强现实设备，视场较大，且其光学系统简单。

【技术实现步骤摘要】
一种头戴式显示装置及其显示方法
本专利技术涉及穿戴式
，具体而言，涉及一种头戴式显示装置及其显示方法。
技术介绍
增强现实(AugmentedReality,AR)是一种将真实世界和虚拟世界信息集成的技术，能够实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界与现实世界进行互动，由于这种技术的应用领域广泛，近年来已成为国内外众多知名大学和研究机构的研究热点之一。目前的增强现实设备，通常使用较小的显示设备幕，为了实现相同的出瞳大小，大大增加了光学系统上的设计难度，因而目前的增强现实设备的性能较差，或者光学系统十分复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种头戴式显示装置及其显示方法，以降低头戴式显示装置的光学系统的复杂度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种头戴式显示装置，包括：承载设备、第一光学模组和第二光学模组，所述第一光学模组位于所述承载设备承载的显示设备的前方且与所述显示设备呈一定夹角，所述第二光学模组位于所述显示设备的下方且与所述显示设备呈一定夹角；所述承载装置，用于承载所述显示设备；所述第一光学模组，用于将所述显示设备显示的图像反射至所述第二光学模组；所述第二光学模组，用于将所述第一光学模组的图像反射至预设位置形成第一图像，以及将所述头戴式显示装置之外的实物的图像透射至所述预设位置形成第二图像，所述第二图像与所述第一图像叠加。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，所述承载装置包括转轴；所述承载装置，还用于通过所述转轴带动所述显示设备与所述第一光学模组和所述第二光学模组的夹角。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，所述第一光学模组包括至少一个反射镜，所述第二光学模组包括半透半反镜，所述反射镜和所述半透半反镜为曲面。结合第一方面或者第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，以所述预设位置和所述第二光学模组的横向中心线构成的平面作为参考面；所述显示设备与所述参考面的角度范围为(0°,180°)；过所述显示设备的中点且平行与所述参考面的直线与所述第一光学模组相交于一点，过该点处的所述第一光学模组的曲面的切面与所述显示设备的角度范围为(0°,90°)；过所述第二光学模组的横向中心线的切面与所述参考面的角度范围为(0°,90°)。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提出了第一方面的第四种可能的实施方式，所述第一光学模组的下边缘与所述预设位置之间的距离为第一距离；所述第二光学模组的横向中心线与所述预设位置之间的距离为第二距离，所述第一距离和所述第二距离满足预设范围。结合第一方面，本专利技术实施例提出了第一方面的第五种可能的实施方式，所述头戴式显示装置还包括近红外光发出装置和近红外相机，所述近红外光发出装置与所述近红外相机匹配设置；所述近红外光发出装置，用于向用户眼睛发射近红外光；所述近红外相机，用于获取所述用户眼睛的眼部图像及获取所述红外光通过所述用户眼睛角膜反射的光斑，以及将所述眼部图像和所述光斑的光信号转化成电信号，并将所述电信号发送至处理器。结合第一方面，本专利技术实施例提出了第一方面的第六种可能的实施方式，所述近红外光发出装置与所述近红外相机的所述匹配设置包括：所述近红外光发出装置直接朝向所述用户眼睛，所述近红外相机接收所述红外光通过所述用户眼睛角膜直接反射的所述光斑；所述近红外光发出装置朝向所述第一光学模组，通过所述第一光学模组和所述第二光学模组的反射向所述用户眼睛发射近红外光，所述近红外相机接收由所述第二光学模组和所述第一光学模组反射的所述用户眼睛角膜反射所述光斑；或者所述近红外发光装置朝向所述第二光学模组，通过所述第二光学模组的反射向所述用户眼睛发射近红外光，所述近红外相机接收所述红外光通过所述用户眼睛角膜直接反射的所述光斑。结合第一方面，本专利技术实施例提出了第一方面的第七种可能的实施方式，所述头戴式显示装置还包括场景摄像头；所述场景摄像头，用于获取实物的光信息，并根据所述光信息确定所述实物的位置信息。结合第一方面，本专利技术实施例提出了第一方面的第八种可能的实施方式，所述头戴式显示装置还包括距离传感器，所述距离传感器，用于采集所述用户眼睛与所述头戴式显示装置的距离。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，所述显示设备包括手机或者平板。第二方面，本专利技术实施例提供了一种头戴式显示装置的显示方法，所述头戴式显示装置如权利要求1至9任一项所述的头戴式显示装置，所述方法包括：在所述承载装置上放置显示设备；调节所述承载装置和所述第一光学模组，使得所述第一光学模组将所述承载装置上的显示设备显示的图像反射至所述第二光学模组，调节所述第二光学模组，使得所述第二光学模组将所述第一光学反射的图像反射至预设位置形成第一图像，以及将所述头戴式显示装置之外的实物的图像透射至所述预设位置形成第二图像，使得所述第二图像与所述第一图像在预设位置叠加。本专利技术实施例提供的头戴式显示装置及其显示方法，其装置包括承载装置、第一光学模组和第二光学模组，所述第一光学模组位于所述承载装置承载的显示设备的前方且与所述显示设备呈一定夹角，所述第二光学模组位于所述显示设备的下方且与所述显示设备呈一定夹角；所述承载装置，用于承载所述显示设备；所述第一光学模组，用于将所述显示设备显示的图像反射至所述第二光学模组；所述第二光学模组，用于将所述第一光学模组的图像反射至预设位置形成第一图像，以及将所述头戴式显示装置之外的实物的图像透射至所述预设位置形成第二图像，所述第二图像与所述第一图像叠加。与现有技术相比，其视场通过曲面镜增大，且其光学系统简单。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例所提供的头戴式显示装置的侧视结构示意图；图2示出了本专利技术实施例所提供的头戴式显示装置的第一种正视结构示意图；图3示出了本专利技术实施例所提供的头戴式显示装置的光路图；图4示出了本专利技术实施例所提供的头戴式显示装置的第二种正视结构示意图；图5示出了本专利技术实施例所提供的头戴式显示装置的第三种正视结构示意图；图6示出了本专利技术实施例所提供的头戴式显示装置的第四种正视结构示意图；图7示出了本专利技术实施例所提供的头戴式显示装置的第五种正视结构示意图；图8示出了本专利技术实施例所提供的头戴式显示装置的第六种正视结构示意图；图9示出了本专利技术实施例所提供的头戴式显示装置的第七种正视结构示意图；图10示出了本专利技术实施例所提供的头戴式显示装置的显示方法的流程图。图1主要附图标记说明：100，承载装置，101，显示设备；102，第一光学模组；103，第二光学模组；图6主要附图标记说明：301，用户眼睛；图7主要附图标价说明：104，近红外光发出装置，105，近红外相机；具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴式显示装置，其特征在于，包括：承载装置、第一光学模组和第二光学模组，所述第一光学模组位于所述承载装置承载的显示设备的前方且与所述显示设备呈一定夹角，所述第二光学模组位于所述显示设备的下方且与所述显示设备呈一定夹角；所述承载装置，用于承载所述显示设备；所述第一光学模组，用于将所述显示设备显示的图像反射至所述第二光学模组；所述第二光学模组，用于将所述第一光学模组的图像反射至预设位置形成第一图像，以及将所述头戴式显示装置之外的实物的图像透射至所述预设位置形成第二图像，所述第二图像与所述第一图像叠加。

【技术特征摘要】
1.一种头戴式显示装置，其特征在于，包括：承载装置、第一光学模组和第二光学模组，所述第一光学模组位于所述承载装置承载的显示设备的前方且与所述显示设备呈一定夹角，所述第二光学模组位于所述显示设备的下方且与所述显示设备呈一定夹角；所述承载装置，用于承载所述显示设备；所述第一光学模组，用于将所述显示设备显示的图像反射至所述第二光学模组；所述第二光学模组，用于将所述第一光学模组的图像反射至预设位置形成第一图像，以及将所述头戴式显示装置之外的实物的图像透射至所述预设位置形成第二图像，所述第二图像与所述第一图像叠加。2.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述承载装置包括转轴；所述承载装置，还用于通过所述转轴调节所述显示设备与所述第一光学模组和所述第二光学模组的夹角。3.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一光学模组包括至少一个反射镜，所述第二光学模组包括半透半反镜，所述反射镜和所述半透半反镜为曲面。4.根据权利要求3所述的头戴式显示装置，其特征在于，以所述预设位置和所述第二光学模组的横向中心线构成的平面作为参考面；所述显示设备与所述参考面的角度范围为(0°,180°)；过所述显示设备的中点且平行与所述参考面的直线与所述第一光学模组相交于一点，过该点处的所述第一光学模组的曲面的切面与所述显示设备的角度范围为(0°,90°)；过所述第二光学模组的横向中心线的切面与所述参考面的角度范围为(0°,90°)。5.根据权利要求4所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述第一光学模组的下边缘与所述预设位置之间的距离为第一距离；所述第二光学模组的横向中心线与所述预设位置之间的距离为第二距离，所述第一距离和所述第二距离满足预设范围。6.根据权利要求1所述的头戴式显示装置，其特征在于，所述头戴式显示装置还包括近红外光发出装置和近红外相机，所述近红外光发出装置与所述近红外相机匹配设置于所述第一光学模组或所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄通兵，肖冰，
申请(专利权)人：北京七鑫易维信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11