[發(fā)明專利]頭戴式顯示設(shè)備及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711104322.0
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107884934B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張洲;郭鳳陽;蘭順
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)想（北京）有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，包括：

顯示元件，所述顯示元件分時顯示第一圖像和第二圖像，其中，所述第一圖像為人的左眼觀察圖像，所述第二圖像為人的右眼觀察圖像，且所述第一圖像和所述第二圖像分別鋪滿所述顯示元件的顯示區(qū)；

光路調(diào)整元件，當(dāng)所述顯示元件顯示第一圖像時，所述光路調(diào)整元件反射所述顯示元件發(fā)出的第一光線，使其射向人的左眼，并透射周圍環(huán)境中的自然光線，也使其射向人的左眼，在人的左眼中呈現(xiàn)所述第一圖像和所述周圍環(huán)境組成的圖像；當(dāng)所述顯示元件顯示第二圖像時，所述光路調(diào)整元件反射所述顯示元件發(fā)出的第一光線，使其射向人的右眼，并透射周圍環(huán)境中的自然光線，也使其射向人的右眼，在人的右眼中呈現(xiàn)所述第二圖像和周圍環(huán)境組成的圖像；

其中，所述光路調(diào)整元件包括分光板和反射棱鏡，所述分光板用于接收所述顯示元件發(fā)出的第一光線，將其射向所述反射棱鏡；所述反射棱鏡用于將對應(yīng)所述第一圖像的第一光線反射回所述分光板，透過所述分光板射向人的左眼，將對應(yīng)于所述第二圖像的第一光線反射回所述分光板，透過所述分光板射向人的右眼，以實現(xiàn)定向顯示虛擬圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述反射棱鏡為自由曲面棱鏡。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述分光板射向所述反射棱鏡的光線在所述反射棱鏡外表面上形成的入射角大于全反射角，其中，所述反射棱鏡外表面為所述反射棱鏡朝向人眼的兩個表面中遠離人眼的一個表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述反射棱鏡背離人眼一側(cè)設(shè)置有增反膜。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述虛擬圖像與人眼之間的距離位于2米-4米范圍內(nèi)，包括端點值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述光路調(diào)整元件還包括：位于所述反射棱鏡背離人眼一側(cè)的補償棱鏡，所述補償棱鏡用于對所述反射棱鏡投射所述自然光線形成的圖像變形進行校正。

7.一種頭戴式顯示設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述頭戴式顯示設(shè)備，包括：顯示元件，所述顯示元件分時顯示第一圖像和第二圖像，其中，所述第一圖像為人的左眼觀察圖像，所述第二圖像為人的右眼觀察圖像，且所述第一圖像和所述第二圖像分別鋪滿所述顯示元件的顯示區(qū)；光路調(diào)整元件，當(dāng)所述顯示元件顯示第一圖像時，所述光路調(diào)整元件反射所述顯示元件發(fā)出的第一光線，使其射向人的左眼，并透射周圍環(huán)境中的自然光線，也使其射向人的左眼，在人的左眼中呈現(xiàn)所述第一圖像和所述周圍環(huán)境組成的圖像；當(dāng)所述顯示元件顯示第二圖像時，所述光路調(diào)整元件反射所述顯示元件發(fā)出的第一光線，使其射向人的右眼，并透射周圍環(huán)境中的自然光線，也使其射向人的右眼，在人的右眼中呈現(xiàn)所述第二圖像和周圍環(huán)境組成的圖像；其中，所述光路調(diào)整元件包括分光板和反射棱鏡，所述分光板用于接收所述顯示元件發(fā)出的第一光線，將其射向所述反射棱鏡；所述反射棱鏡用于將對應(yīng)所述第一圖像的第一光線反射回所述分光板，透過所述分光板射向人的左眼，將對應(yīng)于所述第二圖像的第一光線反射回所述分光板，透過所述分光板射向人的右眼，以實現(xiàn)定向顯示；該控制方法包括：

在第一時間段，控制所述顯示元件顯示第一圖像，并控制所述光路調(diào)整元件，將所述第一圖像對應(yīng)的光線射向人的左眼；

在第二時間段，控制所述顯示元件顯示第二圖像，并控制所述光路調(diào)整元件，將所述第二圖像對應(yīng)的光線射向人的右眼；

其中，所述第一時間段和所述第二時間段相鄰。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，該控制方法還包括：

調(diào)整所述分光板的旋轉(zhuǎn)角度和所述反射棱鏡的內(nèi)表面的面型，使得所述分光板射向所述反射棱鏡的光線，在所述反射棱鏡的外表面發(fā)生全反射。