頭戴式顯示設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種頭戴式顯示設(shè)備，包括殼體和安裝于殼體內(nèi)的一組光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)包括第一圖像顯示屏、第二圖像顯示屏、第一平面全反射鏡、第二平面全反射鏡、一光學(xué)放大透鏡組、一半波片、第一偏振片和第二偏振片，半波片位于第二圖像顯示屏前部，第一偏振片和第二偏振片并排置于光學(xué)放大透鏡組后部近眼端；光學(xué)系統(tǒng)的光路為：第一圖像顯示屏發(fā)出的光信息被第一平面全反射鏡反射至光學(xué)放大透鏡組，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組透射，再由第一偏振片透射入人眼；第二圖像顯示屏發(fā)出的光信息經(jīng)半波片透射，被第二平面全反射鏡反射至光學(xué)放大透鏡組，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組透射，再由第二偏振片透射入人眼。本實(shí)用新型頭戴式顯示設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)輕巧。
【專利說明】頭戴式顯示設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)圖像顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種頭戴式顯示設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著3D立體顯示技術(shù)的蓬勃發(fā)展，3D立體顯示技術(shù)正在革命性地影響和改變著人們的溝通、工作和生活方式，立體顯示技術(shù)借助圖像科技還原了人類真實(shí)的三維世界，將引領(lǐng)未來視像科技的發(fā)展趨勢。2010年以來，以3D電視及3D影視為代表的全球3D立體顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)環(huán)境日益成熟，3D立體顯示器與傳統(tǒng)顯示器相比，其最大的特點(diǎn)在于3D立體顯示器能夠讓人真實(shí)地體驗(yàn)到立體視覺帶來的巨大沖擊和極致震撼，因而顯示圖像的立體感強(qiáng)弱是衡量立體顯示產(chǎn)品性能優(yōu)劣的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
[0003]然而傳統(tǒng)的立體顯示技術(shù)，如3D電影、電視等，極大地限制了用戶的觀看場地，而市面上的大部分便攜式立體顯示設(shè)備不能滿足用戶對于分辨率、視場角以及便攜性等諸多方面的要求。多功能的小型化電子顯示設(shè)備雖然能為用戶帶來方便，如Google Glass，但“便攜式” “小型化”同時(shí)也限制了顯示屏的尺寸，而較小的顯示屏又容易造成用戶的眼部疲勞。因此，如何令單一設(shè)備兼具“小型化”與“大顯示”的特性，便成為亟待解決的重要問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種兼具“小型化”與“大顯示”特性的頭戴式顯示設(shè)備，可讓用戶隨時(shí)隨地以有線或無線方式將其連接到手機(jī)、平板電腦等其他具有播放功能的電子設(shè)備上，享受大屏立體視覺效果。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種頭戴式顯示設(shè)備，包括殼體和安裝于殼體內(nèi)的一組光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)包括第一圖像顯示屏、第二圖像顯示屏、第一平面全反射鏡、第二平面全反射鏡、一光學(xué)放大透鏡組、一半波片、第一偏振片和第二偏振片，半波片位于第二圖像顯示屏前部，第一偏振片和第二偏振片并排置于光學(xué)放大透鏡組后部近眼端；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:第一圖像顯示屏發(fā)出的光信息被第一平面全反射鏡反射至光學(xué)放大透鏡組，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組透射，再由第一偏振片透射入人眼；第二圖像顯示屏發(fā)出的光信息經(jīng)半波片透射，被第二平面全反射鏡反射至光學(xué)放大透鏡組，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組透射，再由第二偏振片透射入人眼。
[0006]采用本實(shí)用新型頭戴式顯示設(shè)備觀看圖像時(shí)，當(dāng)兩圖像顯示屏顯示的圖像完全一致時(shí)，使用者看到的是2D平面圖像，當(dāng)兩圖像顯示屏顯示的圖像具有一定的位差時(shí)，使用者看到的是3D立體圖像。
[0007]優(yōu)選地，第一偏振片和第二偏振片的偏振方向相互垂直。
[0008]優(yōu)選地，第一圖像顯示屏與第二圖像顯示屏左右對稱地安裝于所述殼體兩側(cè)。
[0009]優(yōu)選地，第一平面全反射鏡與第一圖像顯示屏呈第一夾角安裝于第一圖像顯示屏對側(cè)；第二平面全反射鏡與第二圖像顯示屏呈第二夾角安裝于第二圖像顯示屏對側(cè)。
[0010]優(yōu)選地，所述頭戴式顯示設(shè)備還包括供電模塊，供電模塊通過電路與第一圖像顯示屏和第二圖像顯示屏連接，通過內(nèi)置或外接電源方式，為所述圖像顯示屏供電。
[0011]優(yōu)選地，所述頭戴式顯示設(shè)備還包括外設(shè)連接模塊，外設(shè)連接模塊通過有線或無線方式，將所述頭戴式顯示設(shè)備與具有播放功能的電子設(shè)備連接，獲取待顯示的信息。
[0012]優(yōu)選地，平面全反射鏡表面鍍有全反射膜。
[0013]優(yōu)選地，所述頭戴式顯示設(shè)備近眼端安裝有屈光度調(diào)節(jié)器。
[0014]優(yōu)選地，殼體兩側(cè)分別設(shè)有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶或支撐架。
[0015]優(yōu)選地，殼體上方設(shè)置有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶或支撐架。
[0016]本實(shí)用新型頭戴式顯示設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)輕巧，便于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。采用上述頭戴式顯示設(shè)備，可在使用者眼睛前方一定距離處呈現(xiàn)放大的虛像，觀看3D電影或3D游戲場景顯示時(shí)，使用者能夠享受大視場立體視覺效果，同時(shí)，本實(shí)用新型頭戴式顯示設(shè)備的封閉性好，具有良好的私密性，在公共場所使用也不會(huì)影響周圍的人，對于希望擁有個(gè)人空間的使用者非常適用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)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(shí)用新型的一些實(shí)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(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖:
[0018]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種頭戴式顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種頭戴式顯示設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)布局示意圖；
[0020]圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種頭戴式顯示設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)光路原理圖；

【具體實(shí)施方式】
[0021]為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合。
[0022]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是，這僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0023]實(shí)施例一
[0024]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種頭戴式顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴式顯示設(shè)備，包括殼體和安裝于殼體內(nèi)的一組光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)包括第一圖像顯示屏、第二圖像顯示屏、第一平面全反射鏡、第二平面全反射鏡、一光學(xué)放大透鏡組、一半波片、第一偏振片和第二偏振片，半波片位于第二圖像顯不屏前部，第一偏振片和第二偏振片并排置于光學(xué)放大透鏡組后部近眼端；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:第一圖像顯示屏發(fā)出的光信息被第一平面全反射鏡反射至光學(xué)放大透鏡組，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組透射，再由第一偏振片透射入人眼；第二圖像顯示屏發(fā)出的光信息經(jīng)半波片透射，被第二平面全反射鏡反射至光學(xué)放大透鏡組，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組透射，再由第二偏振片透射入人眼。
[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴式顯示設(shè)備殼體I設(shè)有通光孔21和通光孔22，孔間距和孔徑均可調(diào)。通光孔21和通光孔22分別位于第一偏振片和第二偏振片后部近眼端，即光學(xué)系統(tǒng)的光路出口。使用者將雙目置于所述通光孔處可以觀看圖像，當(dāng)兩圖像顯示屏顯示的圖像完全一致時(shí)，使用者看到的是2D平面圖像；當(dāng)兩圖像顯示屏顯示的圖像具有一定的位差時(shí)，使用者看到的是3D立體影像。
[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴式顯示設(shè)備還包括外設(shè)連接模塊(外設(shè)連接模塊包括有線連接接口和/或無線連接模塊，附圖未示意出)，外設(shè)連接模塊通過有線或無線方式，將所述頭戴式顯示設(shè)備與具有播放功能的電子設(shè)備連接，獲取待顯示的信息，具有播放功能的電子設(shè)備可以為電視機(jī)、手機(jī)、平板電腦等。
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴式顯示設(shè)備還包括供電模塊，供電模塊可設(shè)計(jì)為通過自帶電池供電，也可以設(shè)計(jì)為通過有線方式連接外部電子設(shè)備時(shí)，由外部電子設(shè)備的電源對其供電。
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴式顯示設(shè)備還包括存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)模塊可設(shè)計(jì)為包括內(nèi)置存儲(chǔ)芯片或可拆裝的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡(SD卡、TF卡、U盤等)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，以及用于讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)讀取單元，數(shù)據(jù)讀取單元與圖像顯示屏連接，用于將讀取的圖像數(shù)據(jù)顯示于圖像顯示屏。
[0030]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴式顯示設(shè)備中，第一圖像顯示屏、第二圖像顯示屏、半波片、第一平面全反射鏡和第二平面全反射鏡通過定位卡槽上下和/或左右壓邊裝配，第一平面全反射鏡安裝于第一圖像顯示屏對側(cè)，并與第一圖像顯示屏呈30?60度夾角；第二平面全反射鏡安裝于第二圖像顯示屏對側(cè)，并與第二圖像顯示屏呈30?60度夾角。同時(shí)，為減小光學(xué)放大透鏡組的尺寸，第一平面全反射鏡的法線和第二平面全反射鏡的法線分別與光學(xué)放大透鏡組光軸形成的夾角不同。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴式顯示設(shè)備中，安裝于殼體內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)可以分別布局于殼體的左右兩側(cè)，兩條光學(xué)通路共用一組光學(xué)放大透鏡組，能夠有效減少圖像像差，使得圖像顯示更為清晰，還原更加真實(shí)。同時(shí)，由于兩個(gè)圖像顯示屏分別放置于殼體內(nèi)部的兩側(cè)，兩個(gè)圖像顯示屏無交疊部分，空間布局緊湊，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量呈現(xiàn)立體視覺圖像功能的同時(shí)，頭戴式顯示設(shè)備的設(shè)計(jì)體積能夠更加小巧輕便，方便使用。
[0032]實(shí)施例二
[0033]圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種頭戴式顯示設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)布局示意圖。
[0034]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴式顯示設(shè)備中，光學(xué)系統(tǒng)包括圖像顯示屏31、圖像顯示屏32、平面全反射鏡41、平面全反射鏡42、光學(xué)放大透鏡組5、半波片8、偏振片61和偏振片62，半波片8位于圖像顯示屏32前部，偏振片61和的偏振片62并排置于光學(xué)放大透鏡組5后部近眼端。
[0035]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴式顯示設(shè)備中，光學(xué)系統(tǒng)存在分別以圖像顯示屏31和圖像顯示屏32為圖像源的兩條光路，參見圖3。其中一條光路為:圖像顯示屏31發(fā)出的光信息被平面全反射鏡41反射至光學(xué)放大透鏡組5，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組5透射，再由偏振片61透射入人眼71 ;另一條光路為:圖像顯示屏32發(fā)出的光信息經(jīng)半波片8透射，被平面全反射鏡42反射至光學(xué)放大透鏡組5，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組5透射，再由偏振片62透射入人眼72。
[0036]具體地，偏振片61和偏振片62的偏振方向相互垂直，圖像顯示屏31發(fā)出的光信息被平面全反射鏡41反射至光學(xué)放大透鏡組5，圖像顯示屏32發(fā)出的光信息經(jīng)半波片8透射，從而改變了偏振方向，再被平面全反射鏡42反射至光學(xué)放大透鏡組5，兩組光信息具有相互垂直的光偏振方向，經(jīng)過光學(xué)放大透鏡組5透射后,分別被具有水平偏振方向的偏振片61和具有垂直偏振方向的偏振片62調(diào)制后，透射入人眼，從而呈現(xiàn)清晰真實(shí)的立體圖像。
[0037]進(jìn)一步地，本實(shí)施例實(shí)用新型頭戴式顯示設(shè)備的光學(xué)放大透鏡組可以通過柔性支撐部件固定于鏡筒結(jié)構(gòu)，所述鏡筒結(jié)構(gòu)通過粘接方式固定于所述殼體中。同時(shí)，還可以在殼體內(nèi)部設(shè)置中空曲面結(jié)構(gòu)9，以減輕所述頭戴式顯示設(shè)備的整體重量。
[0038]為了防止雜光在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中反復(fù)折返，干擾成像質(zhì)量，本實(shí)施例中，在殼體內(nèi)部兩側(cè)最好分別設(shè)置一塊吸光片或在殼體兩側(cè)內(nèi)壁上設(shè)置一層吸光層，將無用的雜光吸收掉。在殼體內(nèi)壁上設(shè)置吸光層，最簡單的方法是在殼體內(nèi)壁噴涂一層黑色涂層。
[0039]在另一優(yōu)選實(shí)施例中，本頭戴式顯示設(shè)備近眼端還安裝有屈光度調(diào)節(jié)器，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。
[0040]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴式顯示設(shè)備中，圖1為頭戴式顯示設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)，該頭戴式顯示設(shè)備可以通過頭戴伸縮帶、頭盔支架、帽子等連接固定所述頭戴式顯示設(shè)備并佩戴在用戶頭上(附圖未示意出)。
[0041]再次聲明，本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0042]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0043]本實(shí)用新型并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本實(shí)用新型可以擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述頭戴式顯示設(shè)備包括殼體和安裝于所述殼體內(nèi)的一組光學(xué)系統(tǒng)，其中， 所述光學(xué)系統(tǒng)包括第一圖像顯示屏、第二圖像顯示屏、第一平面全反射鏡、第二平面全反射鏡、一光學(xué)放大透鏡組、一半波片、第一偏振片和第二偏振片，所述半波片位于所述第二圖像顯示屏前部，所述第一偏振片和所述第二偏振片并排置于所述光學(xué)放大透鏡組后部近眼端； 所述光學(xué)系統(tǒng)的光路為:所述第一圖像顯示屏發(fā)出的光信息被所述第一平面全反射鏡反射至所述光學(xué)放大透鏡組，經(jīng)所述光學(xué)放大透鏡組透射，再由第一偏振片透射入人眼；所述第二圖像顯示屏發(fā)出的光信息經(jīng)所述半波片透射，被所述第二平面全反射鏡反射至所述光學(xué)放大透鏡組，經(jīng)所述光學(xué)放大透鏡組透射，再由第二偏振片透射入人眼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述第一偏振片和所述第二偏振片的偏振方向相互垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述第一圖像顯示屏與所述第二圖像顯示屏左右對稱安裝于所述殼體兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述第一平面全反射鏡與所述第一圖像顯示屏呈第一夾角安裝于所述第一圖像顯示屏對側(cè)；所述第二平面全反射鏡與所述第二圖像顯示屏呈第二夾角安裝于所述第二圖像顯示屏對側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述頭戴式顯示設(shè)備還包括供電模塊，所述供電模塊與所述第一圖像顯示屏和第二圖像顯示屏連接，通過內(nèi)置或外接電源方式，為所述圖像顯示屏供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述頭戴顯示設(shè)備還包括外設(shè)連接模塊，所述外設(shè)連接模塊通過有線或無線方式，將所述頭戴顯示設(shè)備與具有播放功能的電子設(shè)備連接，獲取待顯示的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述平面全反射鏡表面鍍有全反射膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，所述頭戴式顯示設(shè)備近眼端安裝有屈光度調(diào)節(jié)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，在所述殼體兩側(cè)分別設(shè)有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶或支撐架。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頭戴式顯示設(shè)備，其特征在于，在所述殼體上方設(shè)置有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶或支撐架。
【文檔編號(hào)】G02B27/01GK204028463SQ201420384840
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】黃琴華 申請人:成都理想境界科技有限公司