本發(fā)明涉及一種近眼微型顯示方法及顯示裝置。

背景技術(shù)：

近眼顯示裝置，主要分為頭戴式、護(hù)罩式、手持式顯示裝置，是一種貼近人眼的，可實(shí)現(xiàn)單目或雙目成像的小型顯示設(shè)備，通常被使用在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)中，目前市場(chǎng)上已有多種解決方案。其中，頭戴式近眼顯示裝置主要是針對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(ar)、虛擬現(xiàn)實(shí)(vr)及混合現(xiàn)實(shí)(mr)等技術(shù)方向。

但是，現(xiàn)有近眼顯示裝置存在著以下缺點(diǎn)：

1、可視角度是整個(gè)行業(yè)的瓶頸，現(xiàn)有方案是通過(guò)增大設(shè)備體積，犧牲佩戴舒適性來(lái)提高可視角度的。目前尚未出現(xiàn)接近人眼可視角度的頭戴顯示方案。

2、精細(xì)化工藝要求高，無(wú)法大批量生產(chǎn)，導(dǎo)致生產(chǎn)成本極高。

3、體積大、重量大，佩戴舒適性極差，對(duì)頭部造成較大壓力，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間使用，更無(wú)法滿足便攜需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示方法及顯示裝置，其解決了大視角虛擬顯示的前提下，設(shè)備無(wú)法小型化，體積明顯大于人們所佩戴的普通眼鏡的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示方法，包括以下步驟：

1)背面觀察為透明或半透明、正面觀察為自發(fā)光的顯示屏，顯示影像；

2)影像的光線被顯示屏前方的全反凹面鏡反射；

3)反射的光線穿過(guò)顯示屏后，在人眼中成放大的影像。

一種頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示方法，包括以下步驟：

1)背面觀察為透明或半透明、正面觀察為自發(fā)光的顯示屏，顯示影像；

2)影像的光線被顯示屏前方的半透半反凹面鏡反射；

3)反射的光線在人眼中成放大的影像，并與半透半反凹面鏡前方的實(shí)時(shí)景物光線在人眼中的正常成像實(shí)時(shí)疊加。

一種頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示裝置，包括頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示屏，其特殊之處在于：還包括凹面反射鏡；所述顯示屏為背面透明或半透明、正面自發(fā)光的顯示屏；所述凹面反射鏡設(shè)置在顯示屏前方；所述凹面反射鏡為全反或半透半反凹面反射鏡；所述顯示屏位于凹面反射鏡的焦距內(nèi)。

為滿足不同使用需求，上述顯示屏為可適用于單眼的一個(gè)顯示裝置，或?yàn)榭蛇m用于雙眼的一個(gè)或一對(duì)顯示裝置。

為適應(yīng)不同視頻資源，上述凹面反射鏡為球面、非球面、自由曲面反射鏡。

為滿足近視用戶需求，上述凹面反射鏡為帶屈光度的半透半反鏡片，或者凹面反射鏡背面設(shè)置有帶屈光度的鏡片。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明可視角度大。本發(fā)明采用透明或半透明顯示屏，根據(jù)視覺(jué)殘留原理，實(shí)現(xiàn)了接近人眼的可視角度范圍內(nèi)的頭戴顯示方案，且顯示裝置的體積明顯減小，佩戴舒適性有了很大提高。

2、本發(fā)明裝置采用普通頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示屏結(jié)構(gòu)，對(duì)精細(xì)化工藝要求低，可以大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本明顯降低。

3、本發(fā)明體積小、重量輕，佩戴舒適性好，對(duì)頭部壓力小，可長(zhǎng)時(shí)間使用，方便攜帶。而且可根據(jù)需求做出各種形狀、時(shí)尚的小型眼鏡。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明裝置眼鏡形態(tài)示意圖；

圖2為本發(fā)明裝置頭盔形態(tài)示意圖；

圖3為本發(fā)明裝置手持設(shè)備示意圖；

圖4為本發(fā)明裝置眼鏡形態(tài)分解圖；

圖5為本發(fā)明裝置的核心部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明裝置使用凹面鏡矯正鏡片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明裝置加裝屈光矯正鏡片的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記：1-顯示屏；2-凹面反射鏡；3-顯示屏發(fā)出的光線；4-凹面鏡反射的光線；5-凹面反射鏡的焦點(diǎn)；6-外部景物的光線。

具體實(shí)施方式

參見圖1至圖4，本發(fā)明頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示裝置，包括頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示屏、凹面反射鏡；顯示屏為背面觀察為透明或半透明，前面觀察為自發(fā)光的顯示屏，具體為可適用于單眼或雙眼使用的一個(gè)或一對(duì)顯示裝置，該裝置可以固定在頭盔上(護(hù)罩式)，也可以做成眼鏡形式(頭戴式)，還可以做成放大鏡央視(手持式)；凹面反射鏡設(shè)置在顯示屏前方；凹面反射鏡為全反或半透半反反射鏡，具體為球面、非球面、自由曲面反射鏡；使用不同的鏡片，主要是考慮解決反射畫面的畸變問(wèn)題，不同的反射鏡片需配合軟件進(jìn)行不同的畫面反畸變處理方法。顯示屏位于凹面反射鏡的焦距內(nèi)。

凹面鏡還可采用帶屈光度的半透半反鏡片，或者擋光屏背面可加裝帶屈光度的鏡片。使用帶屈光度的半透半反鏡片(參見圖6)，可在基本不增加設(shè)備體積的情況下，根據(jù)使用者眼睛的生理情況進(jìn)行矯正屈光度的定制。加裝帶屈光度的鏡片(參見圖7)，可根據(jù)使用者眼睛的生理情況進(jìn)行矯正屈光度的定制，但不改變?cè)O(shè)備原有的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，利于批量化生產(chǎn)、減少成本。

參見圖5，本發(fā)明第一種頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示方法，包括以下步驟：

1)背面觀察為透明或半透明、正面觀察為自發(fā)光的顯示屏，顯示影像；

2)影像的光線被顯示屏前方的全反凹面鏡反射；

3)反射的光線穿過(guò)顯示屏后，在人眼中成放大的影像。

本發(fā)明第二種頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示方法，包括以下步驟：

1)背面觀察為透明或半透明、正面觀察為自發(fā)光的顯示屏，顯示影像；

2)顯示的光線被顯示屏前方的半透半反凹面鏡反射；

3)反射的光線在人眼中成放大的影像，并與半透半反凹面鏡前方的實(shí)時(shí)景物光線在人眼中的正常成像實(shí)時(shí)疊加。

本發(fā)明的原理：

正面發(fā)光，背面觀測(cè)為透明或半透明的顯示屏上的影像(參見圖5)向前方發(fā)光，在顯示屏顯示影像的前方，設(shè)置一個(gè)凹面反射鏡，人眼、顯示屏、凹面鏡處于同軸位置。由于顯示屏背面為透明或半透明狀態(tài)，人眼透過(guò)顯示屏，觀察到凹面反射鏡內(nèi)放大的顯示屏正面的影像；凹面反射鏡同時(shí)調(diào)節(jié)人眼的焦距，使人眼能夠看到眼前近距離的影像；

這樣的顯示方法能夠大幅度提高虛擬影像的可視角度范圍，并且大幅度減小該顯示裝置的體積，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化和接近人眼可視角度的虛擬成像，且不降低畫面的分辨率。

本發(fā)明的重點(diǎn)在于背面觀察為透明或半透明，正面觀察為自發(fā)光的顯示屏。這種顯示屏還可通過(guò)例如物理運(yùn)動(dòng)，或模擬運(yùn)動(dòng)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。用透明屏幕模擬風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)(利用可以顯示時(shí)鐘的風(fēng)扇的原理)，或用動(dòng)態(tài)拼圖的原理。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種近眼微型顯示方法及顯示裝置，提供了一種頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示方法及顯示裝置，解決了大視角虛擬顯示的前提下，設(shè)備無(wú)法小型化，體積明顯大于人們所佩戴的普通眼鏡的技術(shù)問(wèn)題。采用的步驟是：1)背面觀察為透明或半透明、正面觀察為自發(fā)光的顯示屏，顯示影像；2)影像的光線被顯示屏前方的全反凹面鏡反射；3)反射的光線穿過(guò)顯示屏后，在人眼中成放大的影像。該設(shè)備包括頭戴式/護(hù)罩式/手持式顯示屏，凹面反射鏡；所述顯示屏為背面透明或半透明、正面自發(fā)光的顯示屏；所述凹面反射鏡設(shè)置在顯示屏前方；所述凹面反射鏡為全反或半透半反凹面反射鏡；所述顯示屏位于凹面反射鏡的焦距內(nèi)。具有可視角度大、生產(chǎn)成本低、對(duì)頭部壓力小、輕巧時(shí)尚的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：鐘偉;王璐
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安可視可覺(jué)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.09
技術(shù)公布日：2017.08.29