專利名稱:一種頭戴式顯示器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種頭戴式顯示器，包括：眼罩、目視放大光學(xué)系統(tǒng)、顯示模塊和鏡架罩；其中，所述顯示模塊，進(jìn)一步包括，左眼顯示模塊和右眼顯示模塊；左眼顯示模塊，用于顯示左眼圖像；右眼顯示模塊，用于顯示右眼圖像；讓用戶體驗高清3D視覺效果。
【專利說明】一種頭戴式顯示器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及戴在用戶頭部以提供虛擬圖像的頭戴式顯示器，尤其涉及提供讓用戶體驗高清3D視覺效果的虛擬圖像的頭戴式顯示器。

【背景技術(shù)】
[0002]頭戴式可視設(shè)備(Head Mount Display)頭戴虛擬顯示器的一種，又稱眼鏡式顯示器、隨身影院。是一種通俗的叫法，因為眼鏡式顯示器外形像眼鏡，又可以為大屏幕顯示音視頻播放器的視頻圖像的，所以形象的稱呼其為視頻眼鏡(video glasses)。視頻眼鏡最初是軍事上需求和應(yīng)用于軍事上的。目前的視頻眼鏡猶如當(dāng)初大哥大手機所處的階段和地位，未來在3C融合大發(fā)展的情況下其將獲得非常迅猛的發(fā)展。
[0003]同時，隨著科技的發(fā)展，3D技術(shù)也離大眾越來越近，不僅電影院可以觀看3D電影，連電視頻道都具有了 3D頻道，當(dāng)然觀看3D電影都需要額外佩戴一個3D眼鏡。雖然目前絕大多數(shù)的智能手機都支持3D視頻、圖像的播放，但是如果直接用手機作為觀看3D視頻的顯示平臺，由于手機的屏幕較小，3D效果不好，幾乎沒有人會戴著3D眼鏡在智能手機上觀看3D視頻。并且，就現(xiàn)有市場上所出現(xiàn)的頭戴立體觀影設(shè)備，也基本上就是手機與頭戴光學(xué)裝置相結(jié)合的設(shè)備；由于顯示屏幕以手機為載體，不僅手機顯示屏本身像素有局限性，而且在3D分屏顯示時，技術(shù)上所能達(dá)到的顯示效果最大值的也僅是手機分辨率的一半，例如手機屏幕是1080P，所達(dá)到的分屏3D顯示效果最大值也僅為540P，即用戶的3D高清視頻體驗效果將大打折扣。同時，由于手機屏幕尺寸本身的局限性，手機在3D分屏顯示16:9雙畫面時，必然手機屏幕的利用率比較低，手機中的雙屏顯示的影視畫面也比較小，其也將直接導(dǎo)致3D觀影過程中虛擬畫面相對較小，沉浸感低等不足之處。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提供一種戴在用戶頭部以提供虛擬圖像的頭戴式顯示器，尤其涉及提供讓用戶體驗高清3D視覺效果的虛擬圖像的頭戴式顯示器，通過獨立雙屏顯示，且頭戴光學(xué)裝置與顯示屏一體化結(jié)構(gòu)圖，讓用戶體驗高清3D視覺效果。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種頭戴式顯示器，包括:眼罩、目視放大光學(xué)系統(tǒng)、顯示模塊和鏡架罩；
[0006]其中，所述顯示模塊，進(jìn)一步包括，左眼顯示模塊和右眼顯示模塊；
[0007]左眼顯示模塊，用于顯示左眼圖像；
[0008]右眼顯示模塊，用于顯示右眼圖像。
[0009]優(yōu)選的，上述顯示器中，
[0010]所述顯示模塊的尺寸，為預(yù)先設(shè)定；
[0011]所述顯示模塊的顯示屏，包括但不限定于，液晶顯示屏IXD、發(fā)光二級管顯示屏LED和有機發(fā)光二級管顯示屏OLED。
[0012]優(yōu)選的，上述顯示器中，
[0013]所述顯示模塊的尺寸的大小范圍，進(jìn)一步可以為0.4英寸至7英寸；
[0014]優(yōu)選的，上述顯示器中，
[0015]所述顯示模塊，進(jìn)一步包括，顯示控制單元；
[0016]所述顯示控制單元，用于控制顯示模塊的屏幕顯示。
[0017]優(yōu)選的，上述顯示器中，
[0018]所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)包括左眼光學(xué)組件和右眼光學(xué)組件，每組光學(xué)組件為單片正焦透鏡或多個透鏡組成的正焦透鏡組。
[0019]優(yōu)選的，上述顯示器中，
[0020]所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的左眼光學(xué)組件和右眼光學(xué)組件之間設(shè)有距離調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件之間的距離。
[0021]優(yōu)選的，上述顯示器中，
[0022]所述頭頭戴式顯示器還包括屈光度調(diào)節(jié)器，所述屈光度調(diào)節(jié)器位于所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)的近眼端。
[0023]優(yōu)選的，上述顯示器中，
[0024]所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)連接有焦距調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件的焦距。
[0025]本實用新型有益效果如下:
[0026]1、本實用新型頭戴顯示器，獨立雙屏顯示，可以有效提高影片的顯示效果，增強3D視覺體驗。
[0027]2、由于本實用新型的頭戴顯示器，顯示屏和頭戴光學(xué)裝置是一體化設(shè)計，與通常的3D頭戴立體觀影設(shè)備相比，設(shè)計輕巧，操作更加便捷，使用更加舒適。
[0028]3、本實用新型頭戴顯示器，結(jié)構(gòu)簡單，易于工業(yè)產(chǎn)業(yè)化。

【附圖說明】

[0029]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖:
[0030]圖1為本實用新型實施例一種頭戴式顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為圖1爆炸圖；
[0032]圖3為本實用新型實施例一種頭戴式顯示器的光學(xué)原理圖。

【具體實施方式】
[0033]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有創(chuàng)造性勞動下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0034]圖2為本實用新型實施例一種頭戴式顯示器結(jié)構(gòu)的爆炸圖；本實施例頭戴式顯示器包括眼罩1、目視放大光學(xué)系統(tǒng)2、鏡架罩3、顯不模塊4，其中，眼罩I與鏡架罩2 —端連接，目視放大光學(xué)系統(tǒng)安裝在鏡架罩與眼罩連接位置處(鏡架罩與眼罩連接位置處指鏡架罩與眼罩連接位置附近，即目視放大光學(xué)系統(tǒng)可以是安裝在鏡架罩內(nèi)，也可以是安裝在眼罩上，或安裝在二者的交集位置上)。
[0035]本實用新型一種頭戴式顯示器實施例的顯示模塊，進(jìn)一步包括，左眼顯示模塊4L和右眼顯示模塊4R ;所述左眼顯示模塊4L，用于顯示左眼圖像；所述右眼顯示模塊4R，用于顯示右眼圖像。所述顯示模塊的尺寸，為預(yù)先設(shè)定；所述顯示模塊的尺寸的大小范圍，進(jìn)一步可以為0.4英寸至7英寸之間；所述顯示模塊的顯示屏，包括但不限定于，液晶顯示屏IXD、發(fā)光二級管顯示屏LED和有機發(fā)光二級管顯示屏OLED。獨立的顯示模塊，可以根據(jù)實際產(chǎn)品和影視播放或游戲等顯示需求，屏幕定制時可設(shè)置為16:9、4:3等不同比例尺寸，提高屏幕的利用率；同時雙屏獨立顯示，可以極好的契合了 3D雙圖像顯示要求，提高3D顯示分辨率，能讓用戶體驗到高清3D視覺效果；有效避免了單屏幕雙圖像顯示而降低影視或游戲的顯示像素，造成人眼所感受到的虛擬畫面顯示效果欠清，體驗較差的后果。所述顯示模塊，進(jìn)一步包括，顯示控制單元；所述顯示控制單元，用于控制顯示模塊的屏幕顯示。
[0036]本實用新型實施例中，所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)，包含兩組光學(xué)組件，其分別是光學(xué)組件2L和光學(xué)組件2R，優(yōu)選為兩組結(jié)構(gòu)相同的光學(xué)組件，每組光學(xué)組件為單片正焦透鏡或多個透鏡組成的正焦透鏡組，即每組光學(xué)組件由一個正透鏡，或多個正透鏡組成的透鏡組，或多個負(fù)透鏡和正透鏡組成的透鏡組構(gòu)成。光學(xué)組件的透鏡組件可以為球面透鏡、非球面透鏡、菲涅爾透鏡、自由曲面透鏡、彎月透鏡、菲涅爾透鏡等。例如:目視放大光學(xué)系統(tǒng)中的每組光學(xué)組件可以由一個彎月透鏡和一個凸透鏡組成。
[0037]光學(xué)組件2L對應(yīng)的獨立顯示模塊4L，光學(xué)組件2R對應(yīng)的獨立顯示模塊4R，二者之間是相對獨立，無光線交互；即光學(xué)組件2L與獨立顯示模塊4L為一個整體，光學(xué)組件2R與獨立顯示模塊4R為一個整體；兩個整體互相之間，光線均為獨立，無交互存在。該整體的實現(xiàn)方式可以為光學(xué)組件2L與獨立顯示模塊4L和光學(xué)組件2R與獨立顯示模塊4R，各自均為一體制造；或在光學(xué)組件2L和2R與顯示模塊4L和4R各自的中間建立隔斷板，進(jìn)行光線隔斷，以達(dá)到光線互不交互，提高視覺觀賞效果。
[0038]優(yōu)選的，本實用新型實施例一種頭戴顯示器還可以包括屈光度調(diào)節(jié)器(附圖未示出)，所述屈光度調(diào)節(jié)器安裝于目視放大光學(xué)系統(tǒng)的近眼端，屈光度調(diào)節(jié)器可使屈光度在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)屈光度在此范圍內(nèi)的使用者在不佩戴眼鏡的情況下可以正常的使用此頭戴立體觀影設(shè)備。
[0039]優(yōu)選的，在所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的兩組光學(xué)組件之間，還可以設(shè)置一距離調(diào)節(jié)機構(gòu)，該調(diào)節(jié)機構(gòu)可以為齒輪機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件之間的距離，以適應(yīng)具有不同瞳距的使用者。要實現(xiàn)兩組光學(xué)組件之間距離的調(diào)節(jié)，除了用距離調(diào)節(jié)機構(gòu)外，還可以將兩組光學(xué)組件均通過腰型孔卡固于鏡架與眼罩連接位置處，這樣就能手動調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件之間的距離，以適應(yīng)具有不同瞳距的使用者。
[0040]優(yōu)選的，所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)還可以設(shè)計為連接有一焦距調(diào)節(jié)機構(gòu)(附圖未示出)，用于調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件的焦距，以適應(yīng)不同像素密度的視頻經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)放大后的畫質(zhì)。在此方案實施時，所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的兩組光學(xué)組件可以各自連接一焦距調(diào)節(jié)機構(gòu)，用以分別調(diào)節(jié)兩個光學(xué)組件的焦距；也可以兩組光學(xué)組件共連一個焦距調(diào)節(jié)機構(gòu)實現(xiàn)聯(lián)調(diào)。當(dāng)每組光學(xué)組件由兩個及以上的光學(xué)元件組成時，所述焦距調(diào)節(jié)機構(gòu)可以為齒輪機構(gòu)，齒輪齒調(diào)節(jié)機構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為光學(xué)元件的直線運動，通過改變光學(xué)元件之間的距離來改變光學(xué)系統(tǒng)的焦距；而當(dāng)每組光學(xué)組件僅由一個光學(xué)元件組成時，只有該光學(xué)元件具有焦距可調(diào)特性，才可以使用焦距調(diào)節(jié)機構(gòu)來進(jìn)行焦距調(diào)節(jié)，例如:液體透鏡，焦距調(diào)節(jié)機構(gòu)向液體透鏡外加電壓或通過機械力改變液體形狀，實現(xiàn)焦距調(diào)節(jié)。由于焦距調(diào)節(jié)比較專業(yè)，本焦距調(diào)節(jié)機構(gòu)可設(shè)計為檔位調(diào)節(jié)，普通使用者按檔位調(diào)節(jié)可好確保顯示效果。
[0041]圖3為本實用新型實施例一種頭戴式顯示器的光學(xué)原理圖。為了更好的理解本實用新型實施例，首先，針對立體成像原理進(jìn)行說明下:
[0042]人的視覺之所以能分辨遠(yuǎn)近，是靠兩只眼睛的差距。人的兩眼分開約5公分，兩只眼睛除了瞄準(zhǔn)正前方以外，看任何一樣?xùn)|西，兩眼的角度都不會相同。
[0043]雖然差距很小，但經(jīng)視網(wǎng)膜傳到大腦里，腦子就用這微小的差距，產(chǎn)生遠(yuǎn)近的深度，從而產(chǎn)生立體感。一只眼睛雖然能看到物體，但對物體遠(yuǎn)近的距離卻不易分辨。根據(jù)這一原理，如果把同一圖像，用兩只眼睛視角的差距制造出兩個影像，然后讓兩只眼睛一邊一個，各自眼球看到自己一邊的影像，透過視網(wǎng)膜就可以使大腦產(chǎn)生景深的立體感了。
[0044]圖1中獨立顯示模塊4L和4R的圖像通過目視放大光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)入人的左眼和右眼；即人眼經(jīng)目視放大光學(xué)系統(tǒng)后看到的是成像在人眼前方一定距離處的放大虛擬圖像，可以享受到在影院觀看影片的大屏高清3D的效果。
[0045]即頭戴式顯示器在單獨的屏幕上顯示左眼圖像和右眼圖像，以使得用戶的眼睛可以通過合成兩個屏幕來觀看立體圖像。左眼和右眼顯示模塊4L和4R上顯示的圖像經(jīng)由目視放大光學(xué)系統(tǒng)變?yōu)榉糯蟮奶摂M圖像。當(dāng)虛擬圖像聚焦于左右眼的視網(wǎng)膜時，它們進(jìn)入大腦作為單獨的信息項，并且在大腦內(nèi)組合為一個立體圖像。
[0046]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種頭戴式顯示器，包括:眼罩、目視放大光學(xué)系統(tǒng)、顯示模塊和鏡架罩； 其中，所述顯示模塊，進(jìn)一步包括，左眼顯示模塊和右眼顯示模塊； 左眼顯示模塊，用于顯示左眼圖像； 右眼顯示模塊，用于顯示右眼圖像。2.如權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示器，其特征在于: 所述顯示模塊的尺寸，為預(yù)先設(shè)定； 所述顯示模塊的顯示屏，包括但不限定于，液晶顯示屏LCD、發(fā)光二級管顯示屏LED和有機發(fā)光二級管顯示屏OLED。3.如權(quán)利要求1或2所述的頭戴式顯示器，其特征在于: 所述顯示模塊的尺寸的大小范圍，進(jìn)一步可以為0.4英寸至7英寸。4.如權(quán)利要求1或2所述的頭戴式顯示器，其特征在于: 所述顯示模塊，進(jìn)一步包括，顯示控制單元； 所述顯示控制單元，用于控制顯示模塊的屏幕顯示。5.如權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示器，其特征在于: 所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)包括左眼光學(xué)組件和右眼光學(xué)組件，每組光學(xué)組件為單片正焦透鏡或多個透鏡組成的正焦透鏡組。6.如權(quán)利要求1或5所述的頭戴式顯示器，其特征在于: 所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的左眼光學(xué)組件和右眼光學(xué)組件之間設(shè)有距離調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件之間的距離。7.如權(quán)利要求1或5所述的頭戴式顯示器，其特征在于: 所述頭戴式顯示器還包括屈光度調(diào)節(jié)器，所述屈光度調(diào)節(jié)器位于所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)的近眼端。8.如權(quán)利要求1或5所述的頭戴式顯示器，其特征在于: 所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)連接有焦距調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件的焦距。
【文檔編號】G02B27-01GK204287608SQ201420679179
【發(fā)明者】李品川, 黃書立 [申請人]上海大相科技有限公司