显示系统以及头戴显示装置的制作方法

本申请涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种显示系统以及头戴显示装置。

背景技术：

随着科技的发展，机器智能化及信息智能化日益普及，通过机器视觉或者虚拟视觉等视觉装置来识别用户影像以实现人机交互的技术越来越重要。

头戴式显示器(hmd)长期以来被证明对于许多应用是非常有价值的，其跨越科学可视化、医学和军事训练、工程设计和原型设计、远程操纵和远程呈现以及个人娱乐系统的领域。在混合现实和增强现实系统中，光学透视hmd是将计算机生成的虚拟场景与真实世界场景的视图组合的基本方法之一。通常通过光学组合器，光学透视头戴式显示器(ost-hmd)将计算机生成的图像光学地覆盖到真实世界视图上，同时保持真实世界的直接的最小退化的视图。现代计算和显示技术已经促进了用于“虚拟现实(vr)”或“增强现实(ar)”体验的系统的开发，其中数字地再现的图像或其部分以它们看起来是真实的或者可被认为是真实的方式呈现给用户。虚拟现实或“vr”场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，而对其它实际的真实世界视觉输入不透明；增强现实或“ar”场景通常涉及将数字或虚拟图像信息呈现为对用户周围的实际世界的可视化的增强。

传统的大部分ar/vr显示技术中，通常利用具有两个显示面的显示器进行投影，显示器的两个显示面同时向光学元件投影，并分别形成第一眼图像和第二眼图像，光学元件内成像的第一眼图像和第二眼图像分别投射至用户的第一眼和第二眼，从而形成双目视觉。然而，由于物理结构限制，上述的ar/vr显示技术中，设备体积较大，且显示的视场角(fieldangleofview，fov)较小，视觉感不佳。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种结构紧凑的显示系统，用于解决上述技术问题。还用必要提供一种应用上述显示系统的头戴显示装置。

本申请实施例提供一种显示系统，应用于头戴显示装置。显示系统包括显示器、第一光学元件以及第二光学元件。显示器用于提供显示数据信息；第一光学元件设置于显示器的一侧，并用于将显示器提供的显示数据信息投射至头戴显示装置的第一显示镜片。第二光学元件与第一光学元件相对，并与第一光学元件设置于显示器的同一侧。第二光学元件用于将显示器提供的显示数据信息投射至头戴显示装置的第二显示镜片，其中，第二显示镜片连接于第一显示镜片，并与第一显示镜片相并列设置。

其中，在一些实施例中，第一光学元件包括第一透反面以及第一反射面，第一透反面设于第一光学元件靠近第一显示镜片的一侧，第一反射面设置于第一光学元件背离显示器的一侧。

其中，在一些实施例中，第二光学元件包括第二透反面以及第二反射面，第二透反面设于第二光学元件靠近第二显示镜片的一侧，第二反射面设置于第二光学元件背离显示器的一侧。

其中，在一些实施例中，第一光学元件与第二光学元件相并列地设置于显示器的显示面一侧

其中，在一些实施例中，第一光学元件及第二光学元件均为三棱镜结构。

其中，在一些实施例中，第一光学元件包括第一增透面，第一增透面设置于第一光学元件朝向显示器的一侧；第二光学元件包括第二增透面，第二增透面设置于第二光学元件朝向显示器的一侧。

其中，在一些实施例中，第一增透面所在平面与显示器的显示面所在平面之间的角度大于或等于45度；第二增透面所在平面与显示器的显示面所在平面之间的角度大于或等于45度。

其中，在一些实施例中，显示系统还包括透光件，透光件位于显示器朝向第一光学元件、第二光学元件的一侧，并分别与第一光学元件、第二光学元件连接。

其中，在一些实施例中，显示系统还包括支撑件，支撑件位于第一光学元件、第二光学元件背离显示器的一侧，并分别与第一光学元件、第二光学元件连接。

其中，在一些实施例中，显示系统还包括第一成像镜以及第二成像镜，第一成像镜以及第二成像镜分别设置于显示器的相对两侧；第一成像镜用于将经过第一光学元件的显示器提供的显示数据信息投射至第一显示镜片，第二成像镜用于将经过第二光学元件的显示器提供的显示数据信息投射至第二显示镜片。

其中，在一些实施例中，显示系统还包括第一快门以及第二快门，第一快门设置于显示器发出的光线经由第一光学元件至第一显示镜片的光路上；第二快门设置于显示器发出的光线经由第二光学元件至第二显示镜的光路上；显示器用于交替地播放第一眼图像及第二眼图像，第一快门及第二快门能够交替地开启和关闭。

其中，在一些实施例中，第一光学元件包括第一透反面，第一透反面设于第一光学元件靠近第一显示镜片的一侧；第一快门设置于第一透反面背离第二光学元件的一侧；第二光学元件包括第二透反面第二透反面设于第二光学元件靠近第二显示镜片的一侧，第二快门设置于第二透反面背离第一光学元件的一侧。

其中，在一些实施例中，显示系统还包括第一偏振片以及第二偏振片，第一偏振片设置于显示器发出的光线经由第一光学元件至第一显示镜片的光路上；第二偏振片设置于显示器发出的光线经由第二光学元件至第二显示镜片的光路上；第一偏振片及第二偏振片的偏振方向不同；显示器用于发出沿第一方向偏振的光线以显示第一眼图像，同时发出沿第二方向偏振的光线以显示第二眼图像；第一方向与第一偏振片的偏振方向相同，第二方向与第二偏振片的偏振方向相同。

其中，在一些实施例中，第一光学元件包括第一透反面，第一透反面设于第一光学元件靠近第一显示镜片的一侧；第一偏振片设置于第一透反面背离第二光学元件的一侧；第二光学元件包括第二透反面第二透反面设于第二光学元件靠近第二显示镜片的一侧，第二偏振片设置于第二透反面背离第一光学元件的一侧。

本申请实施例还提供一种头戴显示装置，包括镜架以及连接于镜架的显示镜片，其特征在于，显示镜片包括第一显示镜片及第二显示镜片，第二显示镜片连接于第一显示镜片，并与第一显示镜片相并列设置；头戴显示装置还包括权利要求～中任一项的显示系统，显示系统设置于第一显示镜片与第二显示镜片之间。

其中，在一些实施例中，镜架包括第一镜腿、第二镜腿以及鼻托，第一镜腿枢接于第一显示镜片，第二镜腿枢接于第二显示镜片，鼻托连接于显示系统。

其中，在一些实施例中，第一显示镜片及第二显示镜片均为既可以透射光线又可以反射镜片的透反镜片。

其中，在一些实施例中，第一显示镜片及第二显示镜片均为凹面镜。

本申请实施例所提供的头戴显示装置，通过将显示系统设置于第一显示镜片与第二显示镜片之间的位置，显示系统能够分别向第一显示镜片与第二显示镜片投放数据信息(如图像、视频、文本等信息)，能够避免用户视野被遮挡的同时，精简了头戴显示装置的结构，使头戴显示装置更为轻便、利于携带，提高了用户体验。进一步地，通过第一光学元件、第二光学院将将显示器播放的数据信息分别反射至第一显示镜片与第二显示镜片，能够形成双目图像，而无需采用两个显示器，因此其视场角相对较大，有利于提高用户的观看体验并且降低系统功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的头戴显示装置的功能架构示意图；

图2是本申请实施例提供的头戴显示装置的立体结构示意图；

图3是本申请第一实施例提供的头戴显示装置的原理示意图；

图4是图3所示的头戴显示装置的显示系统的结构示意图；

图5是图3所示的头戴显示装置的成像示意图；

图6是本申请第二实施例提供的头戴显示装置的原理示意图；

图7是图6所示的头戴显示装置的成像示意图；

图8是本申请第三实施例提供的头戴显示装置的原理示意图；

图9是图8所示的头戴显示装置的显示系统的结构示意图；

图10是图9所示的头戴显示装置的组装结构示意图；

图11是本申请第四实施例提供的头戴显示装置的原理示意图；

图12是本图11所示头戴显示装置的另一种变通结构的示意图；

图13是本申请第五实施例提供的头戴显示装置的原理示意图；

图14是本图13所示头戴显示装置的另一种变通结构的示意图；

图15本申请实施例提供的头戴显示装置的应用场景示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本申请实施例提供一种头戴显示装置200，用于增强现实、虚拟现实和/或混合现实的立体视觉的方法、系统和制品，具体地应用于增强现实、虚拟现实以及混合现实的应用，以及其它应用，诸如近眼显示、计算和显示应用、或甚至纯文本显示等等。

进一步地，头戴显示装置200包括处理器207、显示系统100以及显示镜片203，显示系统100电连接于处理器207，并用于在处理器207的控制下向显示镜片203投放数据信息，使用户能够在显示镜片203上观看到播放的数据信息，该数据信息可以为图像、符号、文本、图形等形式。

进一步地，头戴显示装置200还包括处理器207，处理器207可以为图像生成处理器，其用于控制显示系统100的播放内容。具体而言，在一些具体实施方式中，处理器207能够将与播放内容相关联的图像或视频转换为可以投射到显示镜片203的格式。例如，在生成3d内容时，播放内容可能需要被格式化，以使得特定图像的一部分在特定深度平面上显示，而其它部分在其它深度平面处显示(即，控制同一幅图像中不同部位的成像深度)；或者，可以在特定深度平面处生成所有图像；或者，处理器207可以用于向用户的第一第二眼分别呈现略微不同的图像，以生成上述的第一眼图像和第二眼图像，使得当用户的两只眼睛一起观察时，播放内容是连贯且舒适的，也能够呈现更为逼真的立体影像；或者，处理器207可以用于对待播放的数据信息进行畸变矫正，以提高显示系统100的立体效果。

进一步地，处理器207可以进一步包括存储器、cpu(中央处理单元)、gpu(图形处理单元)以及用于图像生成和处理的其它电路。处理器207可以被编程有待向虚拟现实或增强现实系统的用户呈现的期望的播放内容。

当处理器207需要处理较为复杂的数据信息时，其体积有可能较大，此时，处理器207可以独立地设置在头戴显示装置200之外，而通过通信模块与显示系统100电连接。例如，处理器207可以设置于外接的固定装置(如电脑主机、专用图像传输处理装置等)内，或者，处理器207可以为独立的处理装置，供用户佩戴(如头戴式、肩挂式、背包式等等)。处理器207及显示系统100之间的连接可以为有线连接或无线连接。

进一步地，头戴显示装置200还可以包括通信模块208以及电源模块209，通信模块208以及电源模块209均与处理器207电连接。通信模块208用于与诸如wi-fi路由器、计算机服务器、基于蓝牙传输装置、基于互联网的装置、基于nfc(nearfieldcommunication,近场通信)的装置等外围通信装置(未示出)进行通信。电源模块209用于向通信模块208、处理器207、显示系统100供电，以保证头戴显示装置200的正常运转。

请参阅图2，具体在图2所示的实施例中，本申请的头戴显示装置200为供用户佩戴的眼镜，其包括镜架201、显示镜片203以及显示系统100。显示镜片203设置于镜架201上，显示系统100连接于显示镜片203。头戴显示装置200工作时，显示系统100向显示镜片203投放数据信息，使用户能够在显示镜片203上观看到播放的数据信息。该数据信息可以为图像、符号、文本、图形等形式。

在本申请实施例中，头戴显示装置200可以为框架眼镜或者无框眼镜。在本实施例中，头戴显示装置200为无框眼镜，镜架201包括第一镜腿2011以及第二镜腿2013，显示镜片203直接连接于第一镜腿2011以及第二镜腿2013。头戴显示装置200设置为无框眼镜时，有利于扩大头戴显示装置200的视野范围。在其他的一些实施方式中，头戴显示装置200可以为框架眼镜，其还可以进一步地包括镜框，镜框设置于第一镜腿2011以及第二镜腿2013之间，显示镜片203连接于镜框。在其他的另一些实施方式中，头戴显示装置200还可以为夹片式眼镜，则头戴显示装置200不包括镜腿，而是包括夹子，显示镜片203则连接于夹子，通过夹子将头戴式装置200直接夹在用户的近视眼镜上，给近视用户较带来很大方便。

在一些实施方式中，头戴显示装置200还可以包括操作面板2051以及显示面板2053，操作面板2051可以为按键面板，其用于控制播放内容、成像深度、显示色彩、显示亮度、播放音量等，相应地，操作面板2051可以包括播放内容选择按键、成像深度调节按键、显示色彩调节按键、显示亮度调节按键、音量调节按键。显示面板2053用于显示头戴显示装置200的当前状态，如，播放内容、成像深度、显示色彩及显示亮度，或/及，当前时间、当前电量、当前音量等等。

显示镜片203设置于第一镜腿2011以及第二镜腿2013之间，使第一镜腿2011以及第二镜腿2013分别枢接于显示镜片203的两侧，从而使头戴显示装置200为可折叠结构。具体在本实施方式中，显示镜片203包括并列设置的第一显示镜片2031以及第二显示镜片2033，第一显示镜片2031枢接于第一镜腿2011，第二显示镜片2033枢接于第二镜腿2013。可以理解的是，在其他的实施方式中，显示镜片203还可以为整体式镜片结构，其可以包括第一显示区以及第二显示区，第一显示区以及第二显示区分别对应于用户的左眼以及右眼；相应地，此时，该第一显示区可以被视为第一显示镜片2031，第二显示区可以被视为第二显示镜片2033，也即，上述的第一显示镜片2031、第二显示镜片2033可以彼此连接为一体结构。

在本实施方式中，显示镜片203为既可以反射光线又可以透射光线的透反镜片，以使显示系统100播放的数据信息能够在显示镜片203中形成虚像，且用户能够透过显示镜片203观察前方的真实环境，从而使得显示镜片203上的播放内容能够更自然地与真实环境融合叠加。进一步地，显示镜片203可以包括透反膜层(图中未示出)，透反膜层位于显示镜片203朝向显示系统100的一侧，使显示系统100中播放的数据信息能够直接被透反膜层反射，并进入用户的眼睛，从而避免显示镜片203的厚度对光线折射带来的影响，有利于提高头戴显示装置200的显示效果。在本实施方式中，显示镜片203的第一显示镜片2031以及第二显示镜片2033均为凹面镜，以扩大显示镜片203中形成虚像的范围。

显示系统100设置于第一显示镜片2031与第二显示镜片2033之间，显示系统100用于向显示镜片203投放数据信息。进一步地，在申请本实施例中，第一显示镜片2031与第二镜片2033呈对称设置，显示系统100对应于第一显示镜片2031与第二镜片2033的对称轴设置。具体在图2所示的实施例中，显示系统100的显示镜片203具有中心对称面o，第一显示镜片2031与第二镜片2033关于中心对称面o呈镜像对称设置，显示系统100设于第一显示镜片2031与第二镜片2033之间的位置，使中心对称面o大致垂直地穿过显示系统100。通俗而言，显示系统100位于头戴显示装置200的鼻托处，当用户佩戴头戴显示装置200时，显示系统100处于用户的双眼之间的位置或位于双眉之间的位置，能够避免显示系统100遮挡用户视线，并且有利于减小头戴显示装置200的体积。进一步地，头戴显示装置200还可以包括鼻托204，鼻托204连接于显示系统100，以用于将头戴显示装置200支撑于用户的鼻梁，从而提高用户佩戴的舒适度。可以理解，在其他的实施方式中，鼻托204还可以连接于显示镜片203。

请参阅图3，图3示出了本申请第一实施例提供的显示系统100的原理示意图。在本实施例中，显示系统100包括显示器10、第一光学元件32以及第二光学元件34。显示器10设置于第一显示镜片2031与第二显示镜片2033之间，第一光学元件32以及第二光学元件34设置于显示器10背离显示镜片203的一侧。显示系统100工作时，显示器10播放待播放的数据信息(如图像内容、文字内容、视频内容等)，待播放的数据信息能够投射至第一光学元件32、第二光学元件34，并经由第一光学元件32、第二光学元件34将待播放的数据信息反射至显示镜片203中形成虚像，使用户能够在显示镜片203上观看到播放的数据信息。其中，显示器10播放的数据信息经由第一光学元件32反射后，在第一显示镜片2031上形成虚像；显示器10播放的数据信息经由第二光学元件34反射后，在第二显示镜片2033上形成虚像，如图5所示。

进一步地，在本实施例中，显示器10相对于第一光学元件32及第二光学元件34更靠近显示镜片203，且显示器10可以对应于第一显示镜片2031与第二显示镜片2033之间的位置(也即，对应于中心对称面o，使中心对称面o大致垂直地穿过显示器10)，或者显示器10可以直接连接于第一显示镜片2031及第二显示镜片2033之间。在本实施例中，显示器10为微型显示器，其包括显示屏(图中未标出)，显示屏朝向显示镜片203。显示屏可以包括用于播放影像的任何类型的自发射或照明像素阵列，例如，显示器可以包括但不限于硅上液晶(lcos)显示装置、液晶显示器(lcd)面板、有机发光显示器(oled)、硅上铁电液晶(flcos)装置、数字镜装置(dmd)、基于前述这些的微投影仪或微型投影仪、诸如激光投影仪或光纤扫描器束的投影仪束，或任何其它合适类型的微型显示装置。在本实施方式中，显示器10包括一个显示屏，以降低头戴显示装置200的制造成本，并有利于减小头戴显示装置200的体积及重量。

请同时参阅图3及图4，第一光学元件32、第二光学元件34设置于显示器10背离显示镜片203的一侧。在本实施方式中，第一光学元件32、第二光学元件34的结构大致相同，且二者均大致为三棱柱结构。第一光学元件32、第二光学元件34关于中心对称面o呈镜像对称设置。

第一光学元件32包括第一增透面321、第一透反面323以及第一反射面325，第一增透面321、第一透反面323以及第一反射面325依次设置于第一光学元件32的三个侧面。

具体而言，第一增透面321设置于第一光学元件32朝向显示器10的一侧，第一增透面321用于允许显示器10的光线通过，并用于增大第一光学元件32的光线透过率，以提高显示系统300的成像效果。第一增透面321上可以设有增透膜层，以利于提高光线透过率。进一步地，第一增透面321所在平面与显示器10的显示面所在平面之间的角度大于或等于预设的角度(如，35度、45度、50度等)，以使显示器10所发出的光线能够较为完整地透过第一增透面321，从而避免显示器10所显示的数据信息产生缺失。

第一透反面323设置于第一光学元件32背离第二光学元件34的一侧(也即，设置于第一光学元件32靠近第一显示镜片2031的一侧)，并连接于第一增透面321。第一透反面323朝向第一增透面321设置，并用于将透过第一增透面321的光线反射至第一反射面325。在本实施例中，第一透反面323为透反镜面，其既可以透射光线，又可以反射光线。第一透反面323上可以设置有透反膜层。进一步地，第一透反面323对应地位于显示器10靠近第一显示镜片2031的一端，且第一透反面323大致与显示器10的显示面所在平面垂直。

第一反射面325设置于第一光学元件32背离显示器10的一侧，并连接于第一增透面321与第一透反面323之间。第一反射面325朝向第一透反面323(也即，朝向第一显示镜片2031)设置，并用于将第一透反面323所反射的光线反射至第一显示镜片2031。在本实施例中，第一反射面325为全反射镜面，以提高其对光线的反射率。

请参阅图5，使用时，显示器10发出的光线穿透第一增透面321后，到达第一透反面323并由第一透反面323反射至第一反射面325，然后经由第一反射面325反射后，穿透第一透反面323并到达第一显示镜片2031，以在第一显示镜片2031上形成虚像。

请同时参阅图3及图4，第二光学元件34与第一光学元件32相并列地设置于显示器10的显示面一侧。在本实施方式中，第二光学元件34的结构与第一光学元件32的结构大致相同，其同样包括第二增透面341、第二透反面343以及第二反射面345，第二增透面341、第二透反面343以及第二反射面345依次设置于第二光学元件34的三个侧面。

具体而言，第二增透面341设置于第二光学元件34朝向显示器10的一侧，第二增透面341用于允许显示器10的光线通过，并用于增大第二光学元件34的光线透过率，以提高显示系统100的成像效果。第二增透面341上可以设有增透膜层，以利于提高光线透过率。进一步地，第二增透面341所在平面与显示器10的显示面所在平面之间的角度大于或等于预设的角度(如，35度、45度、50度等)，以使显示器10所发出的光线能够较为完整地透过第二增透面341，从而避免显示器10所显示的数据信息产生缺失。

进一步地，第二增透面341的一个侧边与第一增透面321的一个侧边相接触或相连接，使第二增透面341与第一增透面321之间形成夹角，该夹角的开口方向朝向显示器10，也即，第二增透面341与第一增透面321的连接处正对于显示器10设置，使显示器10发出的光线能够进入第二增透面341与第一增透面321。进一步地，第二增透面341与第一增透面321之间的夹角小于或等于一预设角度，例如，小于或等于135度。

第二透反面343设置于第二光学元件34背离第一光学元件32的一侧(也即，设置于第二光学元件34靠近第二显示镜片2033的一侧)，并连接于第二增透面341。第二透反面343朝向第二增透面341设置，并用于将透过第二增透面341的光线反射至第二反射面345。在本实施例中，第二透反面343为透反镜面，其既可以透射光线，又可以反射光线。第二透反面343上可以设置有透反膜层。进一步地，第二透反面343对应地位于显示器10靠近第二显示镜片2033的一端，且第二透反面343大致与显示器10的显示面所在平面垂直。

第二反射面345设置于第二光学元件34背离显示器10的一侧，并连接于第二增透面341与第二透反面343之间。第二反射面345朝向第二透反面343(也即，朝向第二显示镜片2033)设置，并用于将第二透反面343所反射的光线反射至第二显示镜片2033。在本实施例中，第二反射面345为全反射镜面，以提高其对光线的反射率。

请同时参阅图5，使用时，显示器10发出的光线穿透第二增透面341后，到达第二透反面343并由第二透反面343反射至第二反射面345，然后经由第二反射面345反射后，穿透第二透反面343并到达第二显示镜片2033，以在第二显示镜片2033上形成虚像。

在本实施例中，借助第一透反面323、第一反射面325对显示器10的光线进行偶次反射后投射至第一显示镜片2031上，借助第二透反面343、第二反射面345对对显示器10的光线进行偶次反射后投射至第二显示镜片2033上，能够避免显示器10播放的数据信息发生镜像的成像，同时能够实现图像的放大功能，有利于提高用户的观看体验。

本申请实施例提供的头戴显示装置200，通过将显示系统100设置于第一显示镜片2031与第二显示镜片2033之间的位置，显示系统100能够分别向第一显示镜片2031与第二显示镜片2033投放数据信息(如图像、视频、文本等信息)，能够避免用户视野被遮挡的同时，精简了头戴显示装置200的结构，使头戴显示装置200更为轻便、利于携带，提高了用户体验。进一步地，通过第一光学元件32、第二光学元件34将显示器10播放的数据信息分别反射至第一显示镜片2031与第二显示镜片2033，能够形成双目图像，有利于提高用户的观看体验并且降低系统功耗。

请参阅图6，图6示出了本申请第二实施例提供的显示系统300的原理示意图。在本实施例中，显示系统300与第一实施例提供的显示系统100的结构大致相同，其不同在于：显示系统300的显示器10与显示镜片203相间隔设置，第一光学元件32、第二光学元件34设置于显示镜片203与显示器10之间，且显示系统300进一步地包括第一成像镜52、第二成像镜54。

具体在图6及图7所示的实施例中，显示系统300包括显示器10、第一光学元件32、第二光学元件34、第一成像镜52以及第二成像镜54。显示器10、第一光学元件32、第二光学元件34三者之间的位置关系可参考第一实施例中的显示系统300的相应位置关系的描述，本说明书不再一一赘述。

在本实施例中，显示器10与显示镜片203相间隔设置，并对应于第一显示镜片2031与第二显示镜片2033之间的位置(也即，对应于中心对称面o，使中心对称面o大致垂直地穿过显示区10)。

第一光学元件32、第二光学元件34设置于显示器10与显示镜片203之间，第一成像镜52与第一显示镜片2031相对设置，第二成像镜54与第二显示镜片2033相对设置。显示系统300工作时，显示器10播放数据信息(如图像内容、文字内容、视频内容等)，数据信息能够投射至第一光学元件32、第二光学元件34，并经由第一光学元件32、第二光学元件34将数据信息反射至第一成像镜52以及第二成像镜54，第一成像镜52以及第二成像镜54再将数据信息反射至显示镜片203中形成虚像，使用户能够在显示镜片203上观看到播放的数据信息。

进一步地，第一光学元件32、第二光学元件34设置于显示器10朝向显示镜片203的一侧。在本实施方式中，第一光学元件32、第二光学元件34的结构可参考第一实施例中的显示系统300的相应结构的描述，本说明书不再一一赘述。

第一成像镜52以及第二成像镜54分别设置于显示器10的相对两侧，且第一成像镜52与第一显示镜片2031相对设置，第二成像镜54与第二显示镜片2033相对设置。第一光学元件32邻近第一成像镜52，以将显示器10播放的数据信息反射至第一成像镜52，第二光学元件34邻近第二成像镜54，以将显示器10播放的数据信息反射至第二成像镜54。具体而言，在本实施例中，第一成像镜52以及第二成像镜54均为全反射的平面镜，以获取较好的成像效果。

本实施例提供的头戴显示装置200，通过将显示系统300设置于第一显示镜片2031与第二显示镜片2033之间的位置，显示系统100能够分别向第一显示镜片2031与第二显示镜片2033投放数据信息(如图像、视频、文本等信息)，能够避免用户视野被遮挡的同时，精简了头戴显示装置200的结构，使头戴显示装置200更为轻便、利于携带，提高了用户体验。进一步地，通过第一光学元件32、第二光学元件34将显示器10播放的数据信息分别反射至第一成像镜52以及第二成像镜54，再通过将该数据信息反射到第一显示镜片2031与第二显示镜片2033，能够形成双目图像，有利于提高用户的观看体验并且降低系统功耗。

请参阅图8，图8示出了本申请第三实施例提供的显示系统400的原理示意图，第三实施例的显示系统400与第二实施例的显示系统300的结构大致相同，其同样包括显示器10、第一光学元件32、第二光学元件34、第一成像镜52以及第二成像镜54。第三实施例的显示系统400与第二实施例的显示系统300的不同在于，显示系统400进一步地包括透光件72以及支撑件74，透光件72以及支撑件74均与第一光学元件32、第二光学元件34连接。透光件72以及支撑件74用于支撑第一光学元件32、第二光学元件34，并与第一光学元件32、第二光学元件34共同形成较为稳定的四棱柱状的光学结构(如图9、图10所示)。

具体在图8及图9所示的实施例中，透光件72设置于显示器10与第一光学元件32、第二光学元件34之间。透光件72用于支撑第一光学元件32、第二光学元件34。在本实施方式中，透光件72为增透镜，其还可以用于提高射向第一光学元件32、第二光学元件34的光线透过率，以提高显示系统400的成像效果。进一步地，在本实施例中，透光件72大致为三棱柱结构(或，透明三棱镜结构)，其贴合于第一增透面321及第二增透面341。透光件72的表面可以设有增透膜层，或其内可以摻有增透材料，以利于提高光线透过率。

支撑件74设置于第一光学元件32、第二光学元件34背离显示器10的一侧，并与透光件72相对设置。具体而言，支撑件74大致为三棱柱结构，其贴合于第一反射面325以及第二反射面345，并与第一光学元件32、第二光学元件34、透光件72共同形成四棱柱结构的光学元件(参见图10)。进一步地，支撑件74朝向第一光学元件32、第二光学元件34的表面可以涂敷有全反射镜面材料，以利于辅助第一反射面325以及第二反射面345反射光线，或者，支撑件74还可以由非透光材料制成。

本实施例中，通过透光件72以及支撑件74用于支撑第一光学元件32、第二光学元件34，并与第一光学元件32、第二光学元件34共同形成较为稳定的四棱柱状的光学结构，能够有利于该光学结构的生产以及组装，能够提高显示系统400的稳定性。

请参阅图11，图11示出了本申请第四实施例提供的显示系统500的原理示意图，第四实施例的显示系统500与第二实施例的显示系统300的结构大致相同，其同样包括显示器10、第一光学元件32、第二光学元件34、第一成像镜52以及第二成像镜54。第四实施例的显示系统500与第二实施例的显示系统300的不同在于，显示系统500进一步地包括快门80，快门80设置于从显示器10到显示镜片103之间的光路上，其用于控制光线的通断，以形成第一眼图像(如左眼图像)或第二眼图像(如右眼图像)，从而使用户能够从显示镜片203上观察到立体显示效果。

进一步地，在本实施例中，显示器10用于交替地播放第一眼图像及第二眼图像。进一步地，显示器10播放数据信息时，其画面帧数大于或等于60fps，例如，显示器10播放图像的画面帧数为120fps，使第一眼图像及第二眼图像能够高频交替，保证立体影像的显示效果。

具体在图11所示的实施例中，快门80包括第一快门82、第二快门84以及快门控制器(图中未示出)，第一快门82设于第一光学元件32朝向第一显示镜片2031的一侧，第二快门84设于第二光学元件34朝向第二显示镜片2033的一侧。快门控制器分别与第一快门82及第二快门84电连接，并用于控制第一快门82及第二快门的开启和关闭。

第一快门82及第二快门84的开启和关闭跟随显示器10的播放内容而设置。当显示器10播放第一眼图像时，快门控制器控制第一快门82开启，并控制第二快门82关闭，因此显示器10播放的第一眼图像能够被第一成像镜52反射至第一显示镜片2031，并经由第一显示镜片2031投射入用户的第一眼。当显示器10播放第二眼图像时，快门控制器控制第二快门84开启，并控制第一快门82关闭，显示器10播放的第二眼图像能够被第二成像镜34反射至第二显示镜片2033，并经由第二显示镜片2033投射入用户的第二眼。因此，用户在通过显示装置200观看图像时，显示器10交替播放第一眼图像和第二眼图像，第一快门82及第二快门84交替开启和关闭，利用人眼视觉暂留的效果，用户的双眼看到的第一眼图像和第二眼图像相互叠加，从而使用户能够看到立体影像。进一步地，显示器10播放的第一眼图像第二眼图像的交替频率可以根据实际需要设置，例如，该交替频率可以为60hz。

在一些实施方式中，第一快门82及第二快门84可以为液晶屏，也称为液晶光阀。液晶屏在正向电压激励下通电变黑，因而能够阻挡进入人眼的光线，且液晶屏在反向电压激励下通电变透明，因而能够允许光线进入人眼，从而实现快门80的开启和关闭。可以理解的是，在其他的实施方式中，快门80可以为任何能够快速控制光线通断的器件。

在本实施例中，快门80邻近第一光学元件32及第二光学元件34设置，可以理解的是，在其他的实施方式中，快门80还可以设置在其他的位置，也即，快门80的设置位置不受限制，而保证第一快门82设置于对应于第一显示镜片2031的光路上(例如，从显示器10至第一光学器件32、第一成像镜52至第一显示镜片2031的光路上)，而第二快门84设置于对应于第二显示镜片2033的光路上(例如，从显示器10至第二光学器件34、第二成像镜54至第二显示镜片2033的光路上)，以利于显示系统500形成立体图像。例如，第一快门82可以设置于第一成像镜52朝向第一显示镜片2031的一侧，第二快门84可以设置于第二成像镜54朝向第二显示镜片2033的一侧(如图12所示)；或者，第一快门82可以设置于第一增透镜321朝向显示器10的一侧，第二快门84可以设置于第二增透镜341朝向显示器10的一侧。当然，快门80还可以设置在显示镜片203上，例如，第一快门82可以设置于第一显示镜片2031的表面或朝向用户眼睛的一侧，而第二快门84设置于第二显示镜片2033的表面或朝向用户眼睛的一侧。

本实施例提供的显示系统500，采用了第一快门82及第二快门84控制进入用户眼睛的光线通道，使用户交替地看到第一眼图像和第二眼图像，显示器10不需要分割成第一眼图像部分及第二眼图像部分，使显示器10能够全屏显示第一眼图像或/及第二眼图像，扩大了显示系统500的视场角，使显示系统500能够具有更大的景深，提高用户的视觉体验。同时，由于显示器10不需要分割成第一眼图像部分及第二眼图像部分，用户在观看时，不会存在阻挡视线的纵条纹，进一步提高了用户的视觉体验。

请参阅图13，图13示出了本申请第五实施例提供的显示系统600的原理示意图，第五实施例的显示系统600与第二实施例的显示系统300的结构大致相同，其同样包括显示器10、第一光学元件32、第二光学元件34、第一成像镜52以及第二成像镜54。第五实施例的显示系统600与第二实施例的显示系统300的不同在于，显示系统600进一步地包括偏振片90，偏振片90设置于从显示器10到显示镜片203之间的光路上，其用于控制光线的通断，以形成第一眼图像(如左眼图像)或第二眼图像(如右眼图像)，从而实现立体显示效果。

在本实施方式中，显示器10为三维立体显示器。进一步地，显示器10为偏振立体显示器，即被动立体的形式，无频闪，减少操作者眼镜长时间观看的疲劳感。显示器10用于在不同的像素列上显示不同角度的偏振光，这样只有与偏振片90的偏振方向相同的光才能通过偏振片90并最终进入人眼，最终使用户的第一眼和第二眼能接收到不同的像，从而形成三维立体视觉。可以理解，在其他的实施方式中，显示器10可以包括偏振立体显示屏，偏振立体显示屏用于在不同的像素列上显示不同角度的偏振光。

具体在图13所示的实施例中，偏振片90包括第一偏振片92以及第二偏振片94，第一偏振片92设于第一光学元件32朝向第一显示镜片2031的一侧，第二偏振片94设于第二光学元件34朝向第二显示镜片2033的一侧。第一偏振片92的偏振方向与第二偏振片94的偏振方向不相同。进一步地，第一偏振片92的偏振方向与第二偏振片94的偏振方向彼此正交。

当显示器10播放数据信息时，发出沿第一方向偏振的光线以显示第一眼图像，同时发出沿第二方向偏振的光线以显示第二眼图像，其中，第一方向与第一偏振片92的偏振方向相同，第二方向与第二偏振片94的偏振方向相同。因此，显示器10播放的第一眼图像能够穿过第一偏振片92，并最终在第一显示镜片2031中成像，此时第一眼图像不能通过第二偏振片94，因此用户的第一眼能够从第一显示镜片2031中看到第一眼图像。显示器10播放的第二眼图像能够穿过第二偏振片681，并最终在第二显示镜片2033中成像，此时第二眼图像不能通过第一偏振片92，因此用户的第二眼能够从第二显示镜片2033中看到第二眼图像。所以，用户在借助显示系统600观看图像时，用户的双眼看到的第一眼图像和第二眼图像在大脑中相互叠加，从而使用户能够看到立体影像。

在本实施例中，偏振片90邻近第一光学元件32及第二光学元件34设置，可以理解的是，在其他的实施方式中，偏振片90还可以设置在其他的位置，也即，偏振片90的设置位置不受限制，而保证第一偏振片92设置于对应于第一显示镜片2031的光路上(例如，从显示器10至第一光学器件32、第一成像镜52至第一显示镜片2031的光路上)，而第二偏振片94设置于对应于第二显示镜片2033的光路上(例如，从显示器10至第二光学器件34、第二成像镜54至第二显示镜片2033的光路上)，以利于显示系统600形成立体图像。例如，第一偏振片92可以设置于第一成像镜52朝向第一显示镜片2031的一侧，第二偏振片94可以设置于第二成像镜54朝向第二显示镜片2033的一侧(如图14所示)；或者，第一偏振片92可以设置于第一增透镜321朝向显示器10的一侧，第二偏振片94可以设置于第二增透镜341朝向显示器10的一侧。。当然，偏振片90还可以设置在显示镜片203上，例如，第一偏振片92可以设置于第一显示镜片2031的表面或朝向用户眼睛的一侧，而第二快门94设置于第二显示镜片2033的表面或朝向用户眼睛的一侧。

本实施例提供的显示系统600，采用偏振立体显示器10、第一偏振片92及第二偏振片94控制进入用户眼睛的光线通道，使用户的第一第二眼分别看到第一眼图像和第二眼图像，显示器10不需要分割成第一眼图像部分及第二眼图像部分，使显示器10能够全屏显示第一眼图像及第二眼图像，扩大了视觉显示系统600的视场角，使视觉显示系统600能够具有更大的景深，提高用户的视觉体验。同时，由于显示器10不需要分割成第一眼图像部分及第二眼图像部分，用户在观看时，不会存在阻挡视线的纵条纹，进一步提高了用户的视觉体验。

请参阅图15，图15示出了本申请提供的头戴显示装置200及其显示系统的其中一种使用状态示意图。当用户佩戴头戴显示装置200进行导航时，显示系统用于播放数据信息703(如导航信息、或/及路况信息、或/及环境信息)，此时，用户能够透过显示镜片203观察前方的环境状况701，并能够在镜片203中观察到上述的数据信息703。

进一步地，在图15中，框图700为用户透过镜片203观察到的内容的示意图，显示镜片203上形成显示区域2035，显示区域2035用于显示上述的数据信息703。显示区域2035中显示镜片203上的位置不受显示，其可以占据显示镜片203的局部，也可以覆盖显示镜片203的全部表面。

本申请提供的头戴显示装置200用于供用户戴在头上使用，无论用户采用何种姿势、身处于何处，用户的眼睛的位置相对于头戴显示装置200始终大致是固定的，使头戴显示装置200呈现的图像效果得到良好的保证，从而避免了传统3d显示需要用户坐/立于一个固定位置时的不便。

进一步地，上述的头戴显示装置200能够应用于增强现实领域，允许用户搭配头部跟踪器使用，有利于实现更逼真的立体视觉效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。