專利名稱：一種非接觸式近眼虛擬立體顯示器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種近眼虛擬顯示器，特別是頭戴式顯示器的改良方案。
背景技術：
近眼顯示器的歷史由來已久。一直以來，近眼顯示器都是采用頭盔式或眼鏡式(下文統(tǒng)稱頭戴顯示器)，隨著技術的發(fā)展，頭戴顯示器產品越來越輕巧，但目前主流的高清分辨率的頭戴顯示器，仍然體積較大，質量較重，長期佩戴容易給人帶來不適。目前市面上的頭戴顯示器由于采用非反射式(直視式)，直接在人的兩眼之前安置顯示器，所以單顯示器的寬度不能超過人眼的平均瞳距66cm，為了達到高分辨率，必然要采用更加精密的顯示器制造技術，目前采用的高分辨率IXD，OLED, LCOS顯示器，造價昂貴，增加了頭戴顯示器的生產成本，導致產品價格高居不下，難以在市場上普及。由于直視式頭戴顯示器的屏幕大小受到限制，較小的屏幕為了獲得較大的視角(大于45° )，需要放置在離人眼更近的位置，但越近的物體，人眼對其成像越困難，需要焦距更短的凸透鏡(度數更高的遠視鏡片)來對光線進行屈光，這又帶來了畫面球形畸變、色彩畸變等問題。因此，目前市面上的頭戴顯示器，視角很難超過45°，在視覺效果方面還難以達到巨幕影院的效果。目前頭戴顯示器都需要人眼緊貼觀察窗，人眼被封閉起來，無法看到外面的情況，使得頭戴顯示器只能用于電影觀看，難以用于需要按鍵操作的電子游戲娛樂，更無法用于電腦打字輸入等基本鍵盤操作。

實用新型內容本實用新型需要解決的是將現有頭戴顯示器的重量采用特殊支架來支撐，從而消除用戶頭部負重；采用反射式結構因而使得較大尺寸的顯示器可用于本實用新型，可降低成本，且在同樣距離下，獲得更大的視角；使人眼能在一定距離范圍內都能看到整個虛擬畫面，因而能在人眼和觀察窗之間空出一定間隙，使得鍵盤操作成為可能。本實用新型主要通過以下技術方案實施由支架支撐的盒體懸在人眼前方，人眼通過凸透鏡觀察前方斜45°安置的前鍍膜反射鏡，從而看到兩側與人臉垂直安置的約7英寸的高清顯示器，顯示器顯示出鏡像畫面，使得人眼看到正常畫面。由于顯示器虛像距離人眼太近，人眼無法直接看清，通過凸透鏡的屈光功能，使得顯示器的鏡像變成遠處3 5m處的虛像，可使人眼舒適地觀看。本實用新型配備有2 3關節(jié)的阻尼自鎖的支架，可帶動顯示器盒體實現全自由度的運動和固定，其底座可固定于墻上的專用底座內，也可以固定在桌面上，當使用者處于舒適的觀看姿勢時，將顯示器盒體移動至眼前即可。由于顯示器顯示的畫面經過鏡面反射，所以人眼觀察到的是鏡像畫面，本實用新型顯示器的顯示控制器可將視頻輸入信號進行水平鏡像處理。為了廣泛適用于視頻信號源(如電腦、高清播放機、手機、便攜式播放器等)，本實用新型只采用一路視頻信號輸入，通過顯示控制器產生兩路視頻信號，實現2D畫面顯示、半寬畫面立體顯示或全寬畫面立體顯示。人眼可在一定范圍內前后移動，當人眼距離觀察窗口達到最遠距離時，可觀察鍵盤和周圍情況；隨著人眼的前后移動，屏幕有效視角的范圍約為45飛0°。因此，本實用新型可在用戶頭部無需負重的情況下，使用戶觀看到虛擬大屏幕大視角的立體畫面；同時人眼與觀察窗之間可自由移動，便于觀察鍵盤或周圍物體；適用于所有立體格式的視頻或游戲，對信號源無特殊要求；僅可由一人觀看，具有良好的私密性；制造成本低廉，實現方式簡單，利于市場推廣。

附圖I是本實用新型顯示器盒體的結構和光路示意圖。附圖2是本實用新型的支架的兩種使用方式示意圖。圖中示意元素及編號高清顯示器I、前鍍膜反射鏡2、顯示器鏡像3、凸透鏡4、人眼的前后極限位置5、顯示器盒體6、支架臂7、固定底座8、支架夾9。
具體實施方式
下面通過實施例，結合附圖，對本實用新型的技術方案進行進一步具體的說明實施例近眼虛擬顯示器由顯示器盒體6和支架組成。如圖1，顯示器盒體6內包含左右兩眼的兩條獨立的光路系統(tǒng)。單條光路由7寸左右的高清顯示器I、前鍍膜反射鏡2、凸透鏡4組成。高清顯示器顯示出鏡像畫面，經過45°放置的前鍍膜反射鏡2反射一次后，在人眼前方形成了顯示器鏡像3，由于顯示器鏡像3距離人眼距離仍然太近，使得人眼無法對其成像，經過凸透鏡4的折射屈光以后，形成了一個距離較遠的虛像，從而使人眼較舒適地觀看。如圖2，支架由支架臂7和支架夾9組成，支架夾可固定在桌面上，也可與固定底座8組合使用，用來固定在桌面或墻壁上。支架臂7具有阻尼自鎖功能，可以全自由度固定在臂長范圍內任意位置。 本實用新型可直接單路接駁電腦或其他視頻輸出設備，通過內置的顯示控制器對單路視頻信號的分割和處理，進行2D畫面顯示、半寬畫面立體顯示或全寬畫面立體顯示。在人眼的前后極限位置5的范圍之內，都可以看到完整的屏幕，使得人眼與顯示器盒體6之間可留出空隙。隨著人眼的前后移動，屏幕有效視角的范圍約為45飛0°。雖然以上對本實用新型的較佳實施例進行了詳細的描述，但是，對于本領域的普通技術人員來說，只要不脫離本實用新型的設計思想和構思是可以作出各種變型或者改型，應當說，這樣一些變型或改型屬于本實用新型保護范圍。
權利要求1.ー種非接觸式近眼虛擬立體顯示器，顯示器盒體(6)內包含左右兩眼的兩條獨立的光路系統(tǒng)，其特征是由顯示器盒體(6)和支架組成，采用較大尺寸的顯示器及反射式結構，単眼光路由7寸左右大小的高清顯示器(I)、前鍍膜反射鏡(2)、凸透鏡(4)組成，高清顯示器顯示出鏡像畫面，經過45°放置的前鍍膜反射鏡(2)反射一次后，在人眼前方形成了顯示器鏡像(3)，此時顯示畫面恢復為正像，經過凸透鏡(4)的折射屈光以后，形成了ー個距離較遠的虛像，從而使人眼較舒適地觀看。
2.根據權利要求I所述的非接觸式近眼虛擬立體顯示器，其特征是支架由支架臂(7)和支架夾(9)組成，支架夾可固定在桌面上，也可與固定底座(8)組合使用，用來固定在桌面或墻壁上，支架臂(7)具有阻尼自鎖功能，可以全自由度固定在臂長范圍內任意位置。
3.根據權利要求I所述的非接觸式近眼虛擬立體顯示器，其特征是顯示器可直接單路接駁電腦或其他視頻輸出設備，通過內置的顯示控制器對單路視頻信號的分割和處理，進行2D畫面顯示、半寬畫面立體顯示或全寬畫面立體顯示。
4.根據權利要求I所述的非接觸式近眼虛擬立體顯示器，其特征是在人眼的前后極限位置(5)的范圍之內，都可以看到完整的屏幕，使得人眼與顯示器盒體(6)之間可留出空隙，便于觀察鍵盤或周圍物體，隨著人眼的前后移動，屏幕有效視角的范圍約為45飛0°。
專利摘要一種非接觸式近眼虛擬立體顯示器。解決了現有的近眼顯示器只能采用頭戴式，佩戴時間過長會給使用者帶來不適，而家用實體顯示器又難以獲得大視角畫面的技術問題。本實用新型包括兩個獨立的高清顯示器，以及靈活自如且具有阻尼自鎖能力的支架，支架可固定在墻壁上或桌面上，通過調節(jié)支架讓顯示器觀察口處于人的雙眼前方，兩個高清顯示器單獨顯示左右眼畫面，從而獲得立體畫面。觀察口有凸透鏡進行屈光，從而虛擬大視角巨幅畫面。由于無需人體承載，人眼與觀察口之間的距離靈活可變，便于觀察鍵盤等周圍事物；可選用尺寸較大的顯示器，成本低廉，采用反射式結構，解決了大尺寸顯示器安裝空間干涉的問題。
文檔編號G02B27/01GK202615044SQ20122017341
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權日2012年4月23日
發(fā)明者覃政 申請人:覃政