头戴设备及其模式切换方法与流程

本发明涉及成像显示领域，尤其涉及一种头戴设备及其模式切换方法。

背景技术：

目前针对虚拟现实头戴设备，用户的使用场景是一个相对密闭的空间，当用户需要跟外界交流时(例如，如果需要看对方的神情，或者需要临时看一下外部的环境时)，需要摘下头戴设备，非常不方便。

为此，现有技术中往往通过摄像头拍摄外部环境后，将外部环境的画面在显示屏上显示，显示屏中的图像通过光学组件传输至视窗，以使用户通过视窗查看外部环境的图像。但该方案中外部环境以及虚拟画面均需要通过显示屏进行显示，用户在看外部环境时，不能同时看到虚拟画面，需要用户手动来回在两个模式之间切换，比较繁琐。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种头戴设备及其模式切换方法，旨在提高头戴设备查看外部环境的便捷性。

为实现上述目的，本发明提供一种头戴设备，所述头戴设备包括：

壳体，所述壳体内设有安装腔，所述壳体上设有视窗以及透光部，所述透光部的表面包括至少两个透光区域，每个所述透光区域均设置有遮光件；

显示面板，所述显示面板位于所述安装腔内且位于所述透光部的出光侧，所述显示面板为自发光显示面板，所述显示面板的各个显示单元间隔设置，以使所述透光部的光经过所述显示单元之间的间隙射出；

至少两个驱动组件，所述驱动组件位于所述壳体内，且每个所述驱动组件连接一所述遮光件，以控制所述驱动组件连接的所述遮光件在第一状态和第二状态之间切换；在所述第一状态，外部光线穿过所述透光部进入所述显示面板，在所述第二状态，外部光线被所述遮光件遮挡；

光学组件，所述光学组件位于所述安装腔内且位于所述显示面板的出光侧，所述显示面板的出射光经所述光学组件后射向所述视窗。

可选地，所述驱动组件包括开关模块；所述头戴设备还包括电源，所述电源通过开关模块与所述第一电致发光层电连接，每个所述第一电致发光层连接一所述开关模块，以使所述第一电致发光层在第一状态和第二状态之间切换。

可选地，至少一个所述第一电致发光层与所述视窗在光线传输方向上的投影重合。

可选地，所述遮光件活动连接于所述壳体内，所述遮光件由不透光材料制成或者所述遮光件上设置有遮光层；所述驱动组件驱动连接的所述遮光件在第一位置以及第二位置之间运动，所述遮光件运动至第一位置时切换至所述第一状态，所述遮光件切换至第二位置时切换至所述第二状态。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种头戴设备的模式切换方法，所述头戴设备的模式切换方法应用于如以上任一项所述的头戴设备，所述头戴设备的模式切换方法包括：

在检测到模式切换指令时，获取目标模式；

根据所述目标模式控制所述驱动组件驱动所述遮光件切换状态。

可选地，所述根据所述目标模式控制所述驱动组件驱动所述遮光件切换状态的步骤包括：

根据目标模式切换所述开关模块的工作状态，所述工作状态包括导通或者断开状态。

可选地，所述根据目标模式切换所述开关模块的工作状态的步骤包括：

向所述开关模块发送所述目标模式对应的电平信号。

可选地，所述向所述开关模块发送所述目标模式对应的电平信号的步骤包括：

在所述目标模式为全局穿透模式时，向所述开关模块输出高电平信号；

在所述目标模式为局部穿透模式时，向所述开关模块中的目标开关模块的输出高电平信号，并向所述开关模块中除所述目标开关模块之外的开关模块输出低电平信号；

在所述目标模式为非穿透模式时，向所述开关模块输出低电平信号。

可选地，所述根据所述目标模式控制所述驱动组件驱动所述遮光件切换状态的步骤包括：

控制所述驱动组件驱动所述遮光件运动至所述目标模式对应的位置。

可选地，所述控制所述驱动组件驱动所述遮光件运动至所述目标模式对应的位置的步骤包括：

在所述目标模式为全局穿透模式时，控制各个所述驱动组件均驱动连接的遮光件运动至第一位置；

在所述目标模式为局部穿透模式时，控制目标驱动组件驱动连接的遮光件运动至第一位置，并控制所述驱动组件中除所述目标驱动组件之外的驱动组件驱动连接的遮光件运动至第二位置；

在所述目标模式为非穿透模式时，控制各个所述驱动组件均驱动连接的遮光件运动至第二位置。

本发明提出的头戴设备及其模式切换方法，通过驱动遮光件在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态下外部光线可通过透光部射入进入所述显示面板与显示面板中的图像的光线一起进入视窗，使得用户可通过视窗同时查看外部环境以及显示屏中的图像，使得用户在查看外部环境时不用在多个模式间来回切换，提高头戴设备查看外部环境的便捷性；同时，本申请公开的技术方案中，透光部设置有多个透光区域，使得驱动组件选择性地驱动遮光件切换状态，可选择用户查看的外部环境的区域，用户可查看部分或者全部查看外部环境。

附图说明

图1是本发明提供的头戴设备一视角的结构示意图；

图2是本发明提供的头戴设备另一视角的结构示意图；

图3为头戴设备中的光线传输示意图；

图4为头戴设备一实施例中模块的电路连接示意图；

图5为本发明头戴设备中显示面板的结构示意图；

图6为本发明头戴设备中的led发光层中显示单元的一种排布示意图；

图7为本发明头戴设备中的led发光层中显示单元的另一种排布示意图；

图8为本发明头戴设备的模式切换方法一实施例的流程示意图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1-图4，图1是本发明提供的头戴设备一视角的结构示意图；图2是本发明提供的头戴设备另一视角的结构示意图，图3为头戴设备中的光线传输示意图，在本实施例中提出一种头戴设备，所述头戴设备包括：

壳体10，所述壳体10内设有安装腔，所述壳体10上设有视窗11以及透光部12，所述透光部12的表面包括至少两个透光区域，每个所述透光区域均设置有遮光件(图中未示出)；

显示面板20，所述显示面板20位于所述安装腔内且位于所述透光部12的出光侧，所述显示面板20为自发光显示面板20，所述显示面板20的各个显示单元间隔设置，以使所述透光部12的光经过所述显示单元之间的间隙射出；

至少两个驱动组件(图中未示出)，所述驱动组件(图中未示出)位于所述壳体10内，且每个所述驱动组件(图中未示出)连接一所述遮光件(图中未示出)，以控制所述驱动组件(图中未示出)连接的所述遮光件(图中未示出)在第一状态和第二状态之间切换；在所述第一状态，外部光线穿过所述透光部12进入所述显示面板20，在所述第二状态，外部光线被所述遮光件(图中未示出)遮挡；

光学组件30，所述光学组件30位于所述安装腔内且位于所述显示面板20的出光侧，所述显示面板20的出射光经所述光学组件30后射向所述视窗11。

本实施例中的遮光件(图中未示出)可为活动连接于壳体10内的遮光件(图中未示出)，遮光件(图中未示出)可由不透光的材料制成，遮光件(图中未示出)可在第一位置以及第二位置之间运动，遮光件(图中未示出)运动至第一位置时切换至第一状态，在第一状态下透光部12未被遮光件(图中未示出)遮挡，此时外部光线可通过透光部12进入显示面板20；遮光件(图中未示出)运动至第二位置时切换至第二状态，在第二状态下遮光件(图中未示出)遮挡透光部12进入第二状态，第二状态下外部光线被所述遮光件(图中未示出)遮挡，用户仅能通过视窗11查看显示屏中的图像；遮光件(图中未示出)可通过滑动或者转动的方式与壳体10连接，具体的连接方式不再赘述；驱动件可为电机，通过电机带动遮光件(图中未示出)滑动或者转动即可实现遮光件(图中未示出)在第一位置和第二位置之间切换。

在本实施例中，每个显示单元可对应一个子像素点，每个像素点由三个子像素点组成，三个子像素点分别为红色像素点、绿色像素点以及蓝色像素点，如图5和图6所示，显示单元可按照显示的三原色分为红色显示单元、绿色显示单元以及蓝色显示单元，红色显示单元对应红色子像素点、绿色显示单元对应绿色子像素点以及蓝色显示单元对应蓝色子像素点。

或者，也可通过电路实现遮光件(图中未示出)的状态的切换，所述驱动组件包括开关模块；所述头戴设备还包括电源，所述电源通过开关模块与所述第一电致发光层40电连接，每个所述第一电致发光层40连接一所述开关模块，以使所述第一电致发光层40在第一状态和第二状态之间切换，参照图3，遮光件(图中未示出)为设置于所述透光部12上的第一电致发光层40；所述驱动组件(图中未示出)用于控制所述第一电致发光层在上电状态以及断电状态之间切换。

可通过控制器与开关模块80连接来控制开关模块80的导通以及断开，在开关模块80导通时第一电致发光层40通电，第一电致发光层40变透明状态，即第一遮光层对应的透光区域变透明，此时外部光线可通过透光部12进入显示面板20；在开关模块80断开时第一电致发光层40断电，此时第一电电致发光层对应的透光区域变非透明状态，此时外部光线无法进入显示面板20。

如图3所示，透光部12设置有两个透光区域，分别为位于中部的透光区域以及包绕位于中部的透光区域的外部透光区域；可以理解的是，至少两个透光区域的位置可根据用户需求进行设置，例如将至少两个透光区域并排设置。

在本方案中，可将第一电致发光层40设于所述透光部12朝向所述显示面板20的一侧，以便于将第一电致发光层与壳体10内部的电路板连接；为避免第一电致发光层40被剐蹭，可在第一电致发光层40的表面设置防刮涂层60，该防刮涂层60可由聚甲基丙烯酸甲酯材料制成。

本实施例中的自发光显示面板20可为oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)显示屏，也可为microled显示屏，该自发光显示面板20不需要背光，则可以透过光线。

在本实施例中，由于透光部12位于透光部12的出光侧，外部环境的光线先经过透光部然后与显示面板中的光线一同进入视窗，则在视窗11中同时显示透光部12的外部景象以及显示屏的图像时，外部景象作为远景而显示屏的图像作为近景，使得用户可通过视窗11同时查看外部图像以及显示屏的图像。

可以理解的是，该头戴设备可具有多种模式，如穿透模式以及非穿透模式，在穿透模式下透过部透光，外部的光线经过透过部后穿过显示屏(即第一状态)，与显示屏上的显示图像对应的光线一起经光学组件30传输至视窗11；而在非穿透模式下，外部环境光线经透光部12后被遮光件遮挡(即第二状态)；可在头戴设备中设置与驱动组件连接的控制器，通过控制器来控制驱动组件；在本实施例中可通过头戴设备中的实体按键或者虚拟按键实现模式切换，在此不再赘述；可以理解的是，还可设置外部查看模式，在该模式下可关闭显示屏，并且切换遮光件的状态进入第一状态，则仅有外部环境的光线进入视窗11，使得用户可仅查看外部环境数据；可以理解是，针对上述结构可设置部分穿透模式，即部分开关模块80导通，透光部12的部分透光区域透光，外部环境部分光线通过显示面板20进入用户的视窗11，使得用户可以仅通过视窗11看到部分的外部环境。

可以理解的是，为使得用户可通过是视窗11看到局部外部环境，则至少一个所述第一电致发光层40与所述视窗11在所述光线传输方向上的投影重合；在该方案中，透光区域可为两个，第一透光区域可为与与所述视窗11在所述光线传输方向上的投影重合的透光区域，第二透光区域可为透光部12上除第一透光区域之外的其它透光区域。

在本实施例中，通过开关模块80的导通和断开控制第一电致发光层40通电或者断电，在第一状态下外部光线可通过透光部12射入进入所述显示面板20与显示面板20中的图像的光线一起进入视窗11，使得用户可通过视窗11同时查看外部环境以及显示屏中的图像，使得用户在查看外部环境时不用在多个模式间来回切换，提高头戴设备查看外部环境的便捷性；同时，本申请公开的技术方案中，透光部12设置有多个透光区域，使得驱动组件选择性地驱动遮光件切换状态，可选择用户查看的外部环境的区域，用户可查看部分或者全部查看外部环境。

参照图5，在本实施例中所述显示面板20包括第一基板21以及第二基板22，所述第一基板21以及所述第二基板22之间依次设置有阴极层23、led发光层24以及阳极层25；所述显示面板20还包括设置在所述第一基板21或者所述第二基板22上的驱动电路，所述驱动电路包括多个驱动件，所述led发光层24包括多个所述显示单元，所述显示单元与所述驱动件连接，所述驱动件与所述显示单元在光线传输方向上的投影重叠。

本实施例中的驱动件可为二极管，由于二级管是不透光的，则从透光部12进入壳体10内的光线可通过各个驱动件之间的间隙射出，而由于每个驱动件与显示单元是对应设置的，则光线可通过各个驱动件之间的间隙射出，本实施中的阴极层23以及阳极层25均为透明导电材料。

本实施例中显示单元可分为红色显示单元、蓝色显示单元以及绿色显示单元，红色显示单元、蓝色显示单元以及绿色显示单元分别对应一个子像素点，则一个红色显示单元、一个蓝色显示单元以及一个绿色显示单元组成的显示区域对应一个像素点，由于显示单元的间隔设置，各个显示单元的间隙射出的光线即可组成对应的像素点。

可以理解的是，在本实施例中led发光层24中包括多个显示单元列，所述显示单元列沿水平方向依次排列，每个所述显示单元列中包括多个相同颜色显示单元，每个所述显示单元列中的显示单元的颜色以及相邻的显示单元的颜色均不同。如图6所示，led发光层24中包括红色显示单元列、绿色显示单元列以及蓝色显示单元列，红色显示单元列包括多个红色显示单元、绿色显示单元列包括多个绿色显示单元、蓝色显示单元列包括多个蓝色显示单元，红色显示单元列、绿色显示单元列以及蓝色显示单元列可依次设置。

参照图7，在其它变形实施例中，所述led发光层24分为多个显示区域，每个所述显示区域包括三个不同颜色的显示单元，所述显示区域中的显示单元分两排设置；为提高显示的均匀性，显示区中中的一个显示单元与所述并排设置的两个显示单元的之间的缝隙对应。可以理解的是，每个显示区域对应一个像素点，每个像素点对一个三个显示单元，每个显示单元对应一个子像素点，三个不同颜色的显示单元对应三个不同颜色的子像素点。

可以理解时，为提高显示屏图像单独成像时的成像效果，第一基板21上设置有第二电致发光层50，所述第二电致发光层50位于所述第一基板21与所述阴极层23之间，或者，所述第二电致发光层50位于所述第一基板21背离所述阴极层23的一侧。

为避免第二电致发光层50被剐蹭，在所述第二电致发光层50位于所述第一基板21背离所述阴极层23的一侧，所述第二电致发光层50背离所述第一基板21的一侧设置有防刮涂层60。

本实施例公开的技术方案中，通过在虚拟显示设置中设置可进行自发光的显示面板20使得光线可透过显示面板20的驱动件之间缝隙，实现外部环境以及显示屏图像的同时观看。

基于上述任一实施例提出本发明头戴设备再一实施例，在本实施例中，光学组件30包括第一镜组和第二镜组，所述第一镜组位于所述显示面板20和所述第二镜组之间；所述显示单元发出的光经所述第一镜组后，射向所述第二镜组，经过所述第二镜组射出的光传输到所述视窗11，其中，所述第一镜组用于调节成像的像差，第二镜组用于改变光的传输方向。

可选地，所述第二镜组包括平面反射透镜、半透半反透镜和曲面反射透镜，从所述第一镜组的出射光经所述平面反射透镜反射至所述半透半反透镜，所述半透半反透镜对所述平面反射透镜的出射光进行反射后反射至所述曲面反射透镜，所述曲面反射透镜对所述半透半反透镜的反射光进行反射后出射至所述半透半反透镜，所述半透半反透镜将所述曲面反射透镜的出射光透射至所述视窗11；可选地，所述第一镜组包括从所述显示单元往所述第二镜组方向依次排列的第一透镜、第二透镜和第三透镜；其中，所述第一透镜的入光面和出光面均为凸面；所述第二透镜的入光面为凹面，出光面为凸面；所述第三透镜的的入光面为凸面，出光面为凹面。

通过上述镜组的设置使得用户通过视窗11出看到的图像为虚拟三维图像，实现通过头戴设备观看虚拟显示图像，以将头戴设备作为虚拟现实设备。

参照图8，本发明还提出一种头戴设备的模式切换方法，在本实施例中，所述头戴设备的模式切换方法包括：

步骤s10，在检测到模式切换指令时，获取目标模式；

步骤s20，根据所述目标模式控制所述驱动组件驱动所述遮光件切换状态。

本实施例公开的技术方案中，用户可通过头戴设备中的实体按键或者虚拟按键触发模式切换指令，也可通过其它方式，比如手势等方式触发模式切换指令；或者，在检测到用户视野内有人出现时，触发模式切换指令，检测环境内是否有人可通过摄像头、红外或者超声波等手段实现。

本实施例公开的技术方案中，遮光件活动连接于所述壳体内，所述遮光件由不透光材料制成或者所述遮光件上设置有遮光层；所述驱动组件驱动所述遮光件在第一位置以及第二位置之间运动，所述遮光件运动至第一位置时切换至所述第一状态，所述遮光件切换至第二位置时切换至所述第二状态，则可获取目标模式下遮光件的目标位置，控制驱动组件驱动遮光件至目标位置，则步骤s20包括：控制所述驱动组件驱动所述遮光件运动至所述目标模式对应的位置。

头戴设备的目标模式可包括全局穿透模式、局部穿透模式或非穿透模式，即控制所述驱动组件驱动所述遮光件运动至所述目标模式对应的位置的步骤包括：在所述目标模式为全局穿透模式时，控制各个所述驱动组件均驱动连接的遮光件运动至第一位置；在所述目标模式为局部穿透模式时，控制目标驱动组件驱动连接的遮光件运动至第一位置，并控制所述驱动组件中除所述目标驱动组件之外的驱动组件驱动连接的遮光件运动至第二位置；在所述目标模式为非穿透模式时，控制各个所述驱动组件均驱动连接的遮光件运动至第二位置。

可以理解的，遮光件也可为第一电致发光层，通过控制第一电致发光层连接的开关模块的导通以及断开，来控制第一电致发光层的状态，参照图4，可通过处理器向开关模块发送对应的电平信号实现开关模块的控制，即步骤s20包括向所述开关模块发送所述目标模式对应的电平信号。

头戴设备的目标模式可包括全局穿透模式、局部穿透模式或非穿透模式，即向所述开关模块发送所述目标模式对应的电平信号的步骤包括：在所述目标模式为全局穿透模式时，向所述开关模块输出高电平信号；在所述目标模式为局部穿透模式时，向所述开关模块中的目标开关模块的输出高电平信号，并向所述开关模块中除所述目标开关模块之外的开关模块输出所述低电平信号；在所述目标模式为非穿透模式时，向所述开关模块输出低电平信号。

在本实施例中的方案中，在开关模块接收到的电平为低电平时，开关模块断开，与断开的开关模块连接的第一电致发光层断电变为非透明状态，在开关模块接收到的电平为高电平时，开关模块导通，与导通的开关模块连接的第一电致发光层通电变为透明状态。

可以理解的是，在不需要外部光线进入显示模组时，可对第二电致发光层断电，避免光线进入显示面板，提高观看显示面板展示的图像的效果。

本实施例公开的技术方案中，在用户进行模式切换时，可通过开关模块的导通和断开控制第一电致发光层通电或者断电，实现光线进入显示面板或者不进入显示面板，实现头戴设备的工作模式的自动切换。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，被控终端，或者网络设备等)执行本发明每个实施例的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。