[发明专利]头戴式显示设备及其控制方法

说明书

本发明实施例公开了一种头戴式显示设备及其控制方法，该头戴式显示设备包括：显示元件，所述显示元件分时显示第一图像和第二图像，其中，所述第一图像为人的左眼观察图像，所述第二图像为人的右眼观察图像，且所述第一图像和所述第二图像分别铺满所述显示元件的显示区；光路调整元件，所述光路调整元件用于反射所述显示元件发出的第一光线，使其射向人眼，并透射周围环境中的自然光线，使其射向人眼。该头戴式显示设备可以增大人的左眼和右眼观看到的虚拟图像的尺寸，进而增大人眼观看到的虚拟图像的视场角，提高用户体验。

技术领域

本发明涉及虚拟显示技术领域，尤其涉及一种头戴式显示设备及其控制方法。

背景技术

随着显示技术的发展，越来越多的增强现实头戴显示设备应用到人们的日常生活中。现有增强现实头戴显示设备主要是将显示屏幕一分为二，分别显示左右眼要观察到的内容，然后基于两次平面反射原理，将显示屏幕上的虚拟物投射到人眼中，实现立体效果。但是，这种头戴显示设备形成的虚像尺寸较小，导致人眼观察到的虚像的视场角不超过30°，用户体验较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种头戴式显示设备及其控制方法，以增大人眼观看到的虚拟图像的视场角，提高用户体验。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种头戴式显示设备，包括：

显示元件，所述显示元件分时显示第一图像和第二图像，其中，所述第一图像为人的左眼观察图像，所述第二图像为人的右眼观察图像，且所述第一图像和所述第二图像分别铺满所述显示元件的显示区；

光路调整元件，所述光路调整元件用于反射所述显示元件发出的第一光线，使其射向人眼，并透射周围环境中的自然光线，使其射向人眼。

可选的，所述光路调整元件包括分光板和反射棱镜，其中，所述分光板用于接收所述显示元件发出的第一光线，将其射向所述反射棱镜；

所述反射棱镜用于将对应所述第一图像的第一光线反射回所述分光板，透过所述分光板射向人的左眼，将对应于所述第二图像的第一光线反射回所述分光板，透过所述分光板射向人的右眼。

可选的，所述反射棱镜为自由曲面棱镜。

可选的，所述分光板射向所述反射棱镜的光线在所述反射棱镜外表面上形成的入射角大于全反射角，其中，所述反射棱镜外表面为所述反射棱镜朝向人眼的两个表面中远离人眼的一个表面。

可选的，所述反射棱镜背离人眼一侧设置有增反膜。

可选的，所述反射棱镜外表面反射的光线形成的虚拟图像位于人眼前方。

可选的，所述虚拟图像与人眼之间的距离位于2米-4米范围内，包括端点值。

可选的，所述光路调整元件还包括：位于所述反射棱镜背离人眼一侧的补偿棱镜，所述补偿棱镜用于对所述反射棱镜投射所述自然光线形成的图像变形进行校正。

一种头戴式显示设备的控制方法，所述头戴式显示设备，包括：显示元件，所述显示元件分时显示第一图像和第二图像，其中，所述第一图像为人的左眼观察图像，所述第二图像为人的右眼观察图像，且所述第一图像和所述第二图像分别铺满所述显示元件的显示区；光路调整元件，所述光路调整元件用于反射所述显示元件发出的第一光线，使其射向人眼，并透射周围环境中的自然光线，使其射向人眼；该控制方法包括：

在第一时间段，控制所述显示元件显示第一图像，并控制所述光路调整元件，将所述第一图像对应的光线射向人的左眼；

在第二时间段，控制所述显示元件显示第二图像，并控制所述光路调整元件，将所述第二图像对应的光线射向人的右眼；

其中，所述第一时间段和所述第二时间段相邻。