技术摘要：
本发明提出了透视头戴显示器，其包括：第一反射镜，将真实图像反射；物镜，将第一反射镜反射后的真实图像缩小；第二反射镜，将物镜缩小后的真实图像反射；微显示器，产生虚拟图像；分束器，将缩小的真实图像反射后并与虚拟图像重叠；第一偏光器，用于使反射的缩小的真  全部
背景技术：
目前的透视头戴显示器，一般会把显示器产生的虚拟图像和现实场景的真实图像 结合到一起，但是，参考图1的(a)，虚拟图像A与真实图像B直接进行重叠的效果中，重叠的 区域既看到虚拟图像A同时也能看到现实场景，从而影响到虚拟图像A的显示效果。 现阶段，为了让虚拟图像融入到真实场景中，有通过空间光调制器(SLM)和分束器 的组合设计，其中，空间光调制器先将真实图像A中虚拟图像B对应区域的图像去除，再通过 分束器将部分去除后的真实图像A与虚拟图像B进行组合，从而实现虚拟图像A对真实图像B 的遮挡效果，可以参考图1的(b)。但是，这种透视头戴显示器的设计在纯现实显示模式与虚 拟现实显示模式之间无法转换。
技术实现要素：
本发明是基于发明人的下列发现而完成的： 本发明人在研究过程，提出一种可以在不同显示模式下转换的透视头戴显示器结 构，其中，第一偏光器可使缩小的真实图像处于第一偏振态(例如垂直线偏振光或右旋圆偏 振光)，第二偏光器和分束器的组合可使虚拟图像处于不同的第二偏振态(例如水平线偏振 光或左旋圆偏振光)，如此，通过不同加电状态下的光调制器对偏振光的调控，可以实现透 视头戴显示器结构在纯现实显示模式与虚拟现实显示模式之间无法转换。 在本发明的第一方面，本发明提出了一种透视头戴显示器。 根据本发明的实施例，所述透视头戴显示器包括：第一反射镜，所述第一反射镜将 真实图像反射；物镜，所述物镜将所述第一反射镜反射后的真实图像缩小；第二反射镜，所 述第二反射镜将所述物镜缩小后的真实图像反射；微显示器，所述微显示器产生虚拟图像； 分束器，所述分束器将所述缩小的真实图像反射后，并与所述虚拟图像重叠；第一偏光器， 所述第一偏光器设置在所述第二反射镜与所述分束器之间，且用于使所述反射的缩小的真 实图像具有第一偏振态；第二偏光器，所述第二偏光器设置在所述微显示器与所述分束器 之间，且用于使所述虚拟图像具有第二偏振态；光调制器，所述光调制器用于调制所述缩小 后的真实图像与所述虚拟图像叠加后的组合图像；目镜，所述目镜将所述组合图像放大；第 三反射镜，所述第三反射镜将所述放大后的组合图像反射至人眼；其中，所述第一偏振态与 所述第二偏振态不同。 发明人经过研究发现，本发明实施例的透视头戴显示器，通过添加第一、第二偏光 器可使真实图像与虚拟图像具有不同的偏振状态，并通过不同加电状态下的光调制器对偏 振光的调控，可以实现透视头戴显示器结构在纯现实显示模式与虚拟现实显示模式之间转 换。 另外，根据本发明上述实施例的透视头戴显示器，还可以具有如下附加的技术特 4 CN 111580280 A 说　明　书 2/5 页 征： 根据本发明的实施例，所述光调制器设置在所述分束器与所述目镜之间，所述微 显示器设置在所述分束器远离所述光调制器的一侧，所述第二反射镜与所述分束器的反射 面呈镜像对称。 根据本发明的实施例，所述第一偏光器和所述第二偏光器都为偏光片。 根据本发明的实施例，所述第一偏振态为垂直线偏振光和水平线偏振光中的一 种，所述第二偏振态为垂直线偏振光和水平线偏振光中的另一种。 根据本发明的实施例，所述第一偏光器和所述第二偏光器都由偏光片与四分之一 波片组成。 根据本发明的实施例，所述第一偏振态为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光中的一 种，所述第二偏振态为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光中的另一种。 根据本发明的实施例，所述光调制器包括：相对设置的第一基板和第二基板；第一 电极层，所述第一电极层设置在所述第一基板靠近所述第二基板的表面；第二电极层，所述 第二电极层设置在所述第二基板靠近所述第一基板的表面；液晶层，所述液晶层填充在所 述第一电极层与所述第二电极层之间；第三偏光器，所述第三偏光器设置在所述第二基板 远离所述分束器的一侧。 根据本发明的实施例，所述液晶层由正性液晶组成，且所述第三偏振器的透光轴 与不加电状态下的液晶分子的长轴成45°角。 根据本发明的实施例，所述光调制器在局部加电的状态下，所述虚拟图像遮盖所 述真实图像形成所述组合图像。 根据本发明的实施例，所述光调制器在完全加电的状态下，所述组合图像为所述 真实图像。 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。 附图说明 本发明的上述的方面结合下面附图对实施例的描述进行解释，其中： 图1是将虚拟图像与真实图像直接重叠的组合图像(a)与虚拟图像遮挡真实图像 的组合图像(b)的原理示意图； 图2是本发明一个实施例的透视头戴显示器的结构示意图； 图3是本发明一个实施例的透视头戴显示器的光路示意图； 图4是本发明另一个实施例的透视头戴显示器的光路示意图； 图5是本发明一个实施例的光调制器的截面结构示意图； 图6是本发明一个实施例的第三偏光器的透光轴与不加电状态下光调制器中液晶 分子的长轴的角度示意图； 图7是本发明两个实施例的偏光片透光轴与四分之一波片透光轴的角度关系示意 图。 附图标记 110   第一反射镜 5 CN 111580280 A 说　明　书 3/5 页 120   第二反射镜 130   第三反射镜 210   物镜 220  目镜 300  微显示器 400  分束器 510   第一偏光器 520   第二偏光器 501   偏光片 502  四分之一玻片 600  光调制器 610   第一基板 620   第二基板 630   第一电极 640   第二电极 650  液晶层 660   第三偏光器