一种光调节单元、光调节器件及头戴显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种光调节单元、光调节器件及头戴显示装置，所述光调节单元包括透明基板；设置在所述透明基板上方的光学工作板和电控伸缩器件，与所述电控伸缩器件连接的电极；所述电控伸缩器件用于带动所述光学工作板运动，以调整所述光学工作板的相关光学参数。本实用新型专利技术实施例提供了一种新的对外界环境光进行调节的方式，在光调节单元的光通道处于开启状态时，外界环境光能够进入人眼，使得用户可以观察到外界的环境，由于光调节单元对外界环境光的损耗较低，从而提高用户看到的真实物理环境的视觉效果；进一步，在光调节单元的光通道处于关闭状态时，外界环境光被阻挡，无法进入人眼，从而实现对外界环境光的调节。

Light regulating unit, light regulating device and head display device

The utility model discloses a light adjusting unit and a light adjusting device and head mounted display device, the light adjusting unit comprises a transparent substrate; optical plate arranged in the transparent substrate and electronic expansion device, electrode is connected with the electric telescopic device; the electric control device is used for driving the expansion optical plate movement, to adjust the optical parameters of optical plate. The embodiment of the utility model provides a new environment of light regulation, in the light channel light adjusting unit open state, ambient light to enter the eye, so that the user can observe the environment, because the loss of light adjusting unit external environment light is low, so as to improve the the real physical environment users see the visual effect; further, in the light channel light adjusting unit closed, ambient light is blocked, unable to enter the eye, so as to realize the adjustment of the external environment of light.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及增强现实领域，尤其涉及一种光调节单元、光调节器件及头戴显示装置。
技术介绍
增强现实(AugmentedReality；AR)，是利用虚拟物体或信息对真实场景进行现实增强的技术。增强现实技术通过计算机系统识别分析及查询检索，将与真实物理环境图像存在关联的文本内容、图像内容或图像模型等虚拟生成的扩展信息或虚拟场景显示在真实物理环境影像中，从而使用户能够获得身处的现实物理环境中的真实物体的标注、说明等相关扩展信息，或者体验到现实物理环境中真实物体的立体的、突出强调的增强视觉效果。头戴式显示器(Head-mounteddisplays；HMD)被广泛应用于AR系统中，用以增强用户的视觉沉浸感。其中，光学穿透式HMD就是在AR系统中广泛应用的一种，光学穿透式HMD具备较好的透光性，使用者可以同时观察到HMD中投射的虚拟影像和外界的环境。现有技术中，为了使用户看到的虚拟图像信息更加真实，光学穿透式HMD需要对外界环境光进行调节，一般来讲，可以通过液晶阵列对外界环境光进行调节，虽然液晶阵列可以对外界环境光起到调节开关的作用，但是液晶阵列由两层偏光片组成，其对外界环境光的损耗较大，使得能够被人眼接收的环境光能量会大大减小，从而影响用户看到的真实物理环境的视觉效果。可见，现有技术中存在的技术问题为：在通过液晶阵列对外界环境光进行调节时，会导致用户看到的真实物理环境的视觉效果变差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种光调节单元、光调节器件及头戴显示装置，用于解决现有技术中存在的在通过液晶阵列对外界环境光进行调节时，会导致用户看到的真实物理环境的视觉效果变差的技术问题。为了实现上述技术目的，本技术实施例第一方面提供一种光调节单元，包括：透明基板；设置在所述透明基板上方的光学工作板和电控伸缩器件，与所述电控伸缩器件连接的电极；所述电控伸缩器件用于带动所述光学工作板运动，以调整所述光学工作板的相关光学参数。可选的，所述光学工作板包括光学平板或光学曲面板，所述光学工作板的上表面有第一膜层，在入射角在第一角度范围内时，所述第一膜层高透，所述入射角在第二角度范围内时，所述第一膜层高反，所述光学工作板的下表面有第二膜层，所述第二膜层高透，所述入射角为环境光入射到所述光学工作板时的入射角；所述光调节单元还包括支撑器件；所述支撑器件的一端固定在所述透明基板上，另一端与所述光学工作板转动连接；所述电控伸缩器件的一端固定在所述透明基板上，另一端与所述光学工作板的下表面相抵接。可选的，所述电控伸缩器件的伸缩端具有凸起，所述光学工作板的下表面具有与所述凸起匹配的向下倾斜的斜面。可选的，所述电控伸缩器件为透明压电陶瓷，所述凸起为所述透明压电陶瓷的悬臂。可选的，所述光学工作板包括上工作板、下工作板、液体和弹性薄膜，所述上工作板呈直角三角形状或者直角梯形状，所述下工作板呈直角梯形状，所述上工作板的斜边和所述下工作板的斜边相对；所述光调节单元还包括封装外壁，所述弹性薄膜设置在所述下工作板和所述封装外壁之间；所述电控伸缩器件的一端固定在所述透明基板上，另一端与所述弹性薄膜抵接；在所述电控伸缩器件伸展，所述弹性薄膜处于形变状态时，所述下工作板的斜边、所述上工作板的斜边、所述封装外壁和所述弹性薄膜组成封闭通道，所述液体位于所述封闭通道内；在所述电控伸缩器件收缩，所述弹性薄膜处于非形变状态时，所述下工作板的上底边、所述封装外壁和所述弹性薄膜组成底部存储空间，所述液体位于所述底部存储空间；所述上工作板和所述下工作板的折射率相同，所述液体的折射率与所述上工作板的折射率之间的差值小于阈值。可选的，所述电控伸缩器件位于所述下工作板的下方，所述电控伸缩器件的伸缩方向与所述下工作板的直角边平行；或所述电控伸缩器件位于所述下工作板的左侧或右侧，所述电控伸缩器件的伸缩方向与所述下工作板的直角边垂直。可选的，所述电控伸缩器件的伸缩端为弧形；或所述电控伸缩器件还包括活塞结构，所述活塞结构的一端与所述电控伸缩器件的伸缩端连接，另一端与所述弹性薄膜抵接，所述活塞结构的另一端为弧形。可选的，所述光学工作板包括光学平板、两个弹性元件和液体，所述液体的折射率大于所述光学平板的折射率；所述光调节单元还包括支撑器件和封装外壁；所述两个弹性元件分别设置在所述光学平板的两端，所述弹性元件的一端与所述光学平板固定连接，另一端与所述封装外壁固定连接；所述支撑器件的一端固定在所述透明基板上，另一端与所述光学平板转动连接；所述电控伸缩器件的一端固定在所述透明基板上，另一端与所述光学平板的下表面相抵接；所述光学平板、所述弹性元件和所述封装外壁组成封闭空间，所述液体位于所述封闭空间。可选的，所述光学工作板的下表面具有半球形凸起，所述支撑器件的上部具有与所述半球形凸起对应的半球形凹槽；或所述光学工作板的下表面具有半球形凹槽，所述支撑器件的上部具有与所述半球形凹槽对应的半球形凸起。可选的，所述电极为透明电极。本技术实施例第二方面提供一种光调节器件，包括光调节单元阵列，所述光调节单元阵列中的每个光调节单元为第一方面中的任一种光调节单元。可选的，所述光调节单元阵列中的一个光调节单元与一头戴显示装置的光学通道模块的一个像素光通道对应。本技术实施例第三方面提供一种头戴显示装置，包括光学通道模块和与所述光学通道模块重叠的光调节器件，其中，所述光调节器件位于所述光学通道模块的远眼侧；所述光调节器件包括光调节单元阵列，所述光调节单元阵列中的每个光调节单元包括光学工作板、电控伸缩器件和与所述电控伸缩器件连接的电极，所述电控伸缩器件用于带动所述光学工作板运动，以调整所述光学工作板的相关光学参数。可选的，所述相关光学参数包括环境光入射到所述光学工作板时的入射角和/或所述光学工作板的折射率。可选的，所述装置还包括主控系统，用于确定所述光调节器件上与所述光学通道模块投射的虚拟图像信息重叠的重叠区域，并生成与所述重叠区域内的光调节单元对应的电信号，所述电信号用于对所述重叠区域内的光调节单元的光学工作板的相关光学参数进行调整，以关闭所述重叠区域内的光调节单元的光通道。可选的，所述光调节单元阵列中的一个光调节单元与光学通道模块的一个像素光通道对应。可选的，所述光学工作板包括光学平板，所述光学平板的上表面有第一膜层，在所述入射角在第一角度范围内时，所述第一膜层高透，所述入射角在第二角度范围内时，所述第一膜层高反，所述光学平板的下表面有第二膜层，所述第二膜层高透；所述光调节单元还包括支撑器件和透明基板；所述支撑器件的一端固定在所述透明基板上，另一端与所述光学平板转动连接；所述电控伸缩器件的一端固定在所述透明基板上，另一端与所述光学平板的下表面相抵接。可选的，所述光学平板的下表面具有半球形凸起，所述支撑器件的上部具有与所述半球形凸起对应的半球形凹槽；或所述光学平板的下表面具有半球形凹槽，所述支撑器件的上部具有与所述半球形凹槽对应的半球形凸起。可选的，所述电控伸缩器件的伸缩端具有凸起，所述光学平板的下表面具有与所述凸起匹配的向下倾斜的斜面。可选的，所述电控伸缩器件为透明压电陶瓷，所述凸起为所述透明压电陶瓷的悬臂。可选的，所述光学工作板包括上工作板、下工作板、液体和弹性薄膜，所述上工作板呈直角三角形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光调节单元，其特征在于，包括：透明基板；设置在所述透明基板上方的光学工作板和电控伸缩器件，与所述电控伸缩器件连接的电极；所述电控伸缩器件用于带动所述光学工作板运动，以调整所述光学工作板的相关光学参数。

【技术特征摘要】
1.一种光调节单元，其特征在于，包括：透明基板；设置在所述透明基板上方的光学工作板和电控伸缩器件，与所述电控伸缩器件连接的电极；所述电控伸缩器件用于带动所述光学工作板运动，以调整所述光学工作板的相关光学参数。2.如权利要求1所述的光调节单元，其特征在于，所述光学工作板包括光学平板或光学曲面板，所述光学工作板的上表面有第一膜层，在入射角在第一角度范围内时，所述第一膜层高透，所述入射角在第二角度范围内时，所述第一膜层高反，所述光学工作板的下表面有第二膜层，所述第二膜层高透，所述入射角为环境光入射到所述光学工作板时的入射角；所述光调节单元还包括支撑器件；所述支撑器件的一端固定在所述透明基板上，另一端与所述光学工作板转动连接；所述电控伸缩器件的一端固定在所述透明基板上，另一端与所述光学工作板的下表面相抵接。3.如权利要求2所述的光调节单元，其特征在于，所述电控伸缩器件的伸缩端具有凸起，所述光学工作板的下表面具有与所述凸起匹配的向下倾斜的斜面。4.如权利要求3所述的光调节单元，其特征在于，所述电控伸缩器件为透明压电陶瓷，所述凸起为所述透明压电陶瓷的悬臂。5.如权利要求1所述的光调节单元，其特征在于，所述光学工作板包括上工作板、下工作板、液体和弹性薄膜，所述上工作板呈直角三角形状或者直角梯形状，所述下工作板呈直角梯形状，所述上工作板的斜边和所述下工作板的斜边相对；所述光调节单元还包括封装外壁，所述弹性薄膜设置在所述下工作板和所述封装外壁之间；所述电控伸缩器件的一端固定在所述透明基板上，另一端与所述弹性薄膜抵接；在所述电控伸缩器件伸展，所述弹性薄膜处于形变状态时，所述下工作板的斜边、所述上工作板的斜边、所述封装外壁和所述弹性薄膜组成封闭通道，所述液体位于所述封闭通道内；在所述电控伸缩器件收缩，所述弹性薄膜处于非形变状态时，所述下工作板的上底边、所述封装外壁和所述弹性薄膜组成底部存储空间，所述液体位于所述底部存储空间；所述上工作板和所述下工作板的折射率相同，所述液体的折射率与所述上工作板的折射率之间的差值小于阈值。6.如权利要求5所述的光调节单元，其特征在于，所述电控伸缩器件位于所述下工作板的下方，所述电控伸缩器件的伸缩方向与所述下工作板的直角边平行；或所述电控伸缩器件位于所述下工作板的左侧或右侧，所述电控伸缩器件的伸缩方向与所述下工作板的直角边垂直。7.如权利要求5所述的光调节单元，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄琴华，
申请(专利权)人：成都理想境界科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51