一種頭戴顯示設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種頭戴顯示設(shè)備，包括圖像顯示屏、眼罩、鏡架、目視放大光學(xué)系統(tǒng)和至少兩塊平面反射鏡，其鏡架下半部分與眼罩連接，目視放大光學(xué)系統(tǒng)安裝在鏡架與眼罩連接位置處，鏡架中央設(shè)有隔斷片，用于將兩眼看見的圖像完全隔斷；圖像顯示屏豎向安裝于鏡架上半部分靠近用戶額頭一側(cè)，其顯示屏背對(duì)用戶額頭；平面反射鏡以傾斜角度分兩層安裝于鏡架內(nèi)，圖像顯示屏發(fā)出的光信息，經(jīng)平面反射鏡兩次轉(zhuǎn)折后，經(jīng)目視放大光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)入人眼。本實(shí)用新型頭戴顯示設(shè)備能讓用戶享受大屏立體視覺效果，可用于3D電影觀看、3D游戲場(chǎng)景顯示等，其封閉性好，不會(huì)影響周圍的人，對(duì)于希望擁有個(gè)人空間的人來說非常適用。
【專利說明】一種頭戴顯示設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及頭戴顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種頭戴顯示設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著3D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。2010年，以3D電視及3D影視為代表的全球產(chǎn)業(yè)環(huán)境日益成熟，立體顯示器與傳統(tǒng)顯示器相比，其最大的特點(diǎn)在于立體顯示器能夠讓人真實(shí)的體驗(yàn)到立體視覺帶來的巨大沖擊和極致震撼，因而立體感強(qiáng)與否是衡量立體顯示產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)。立體顯示應(yīng)用科技技術(shù)手段還原了人類真實(shí)的三維世界，將引領(lǐng)未來視像科技的發(fā)展趨勢(shì)。
[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(chǎng)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(duì)于分辨率、視場(chǎng)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顯示設(shè)備，所述頭戴顯示設(shè)備包括圖像顯示屏、眼罩、鏡架、目視放大光學(xué)系統(tǒng)和至少兩塊平面反射鏡，其中:鏡架下半部分與眼罩連接，目視放大光學(xué)系統(tǒng)安裝在鏡架與眼罩連接位置處，鏡架中央設(shè)有隔斷片，用于將兩眼看見的圖像完全隔斷；圖像顯示屏豎向安裝于鏡架上半部分靠近用戶額頭一側(cè)，其顯示屏背對(duì)用戶額頭；平面反射鏡以傾斜角度分兩層安裝于鏡架內(nèi)，兩層平面反射鏡之間的夾角為30度?60度；圖像顯示屏發(fā)出的光信息，經(jīng)平面反射鏡兩次轉(zhuǎn)折后，經(jīng)目視放大光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)入人眼。
[0006]優(yōu)選的，所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)包括兩組光學(xué)組件，每組光學(xué)組件為單片正焦透鏡或多個(gè)透鏡組成的正焦透鏡組。
[0007]優(yōu)選的，每層平面反射鏡為單塊平面反射鏡或兩塊并排安裝的平面反射鏡；圖像顯示屏為單塊大顯示屏或兩塊并排安裝的小顯示屏。
[0008]優(yōu)選的，所述頭戴顯示設(shè)備還包括外設(shè)連接電路，外設(shè)連接電路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。
[0009]優(yōu)選的，所述頭戴顯示設(shè)備還包括屈光度調(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。
[0010]優(yōu)選的，所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的兩組光學(xué)組件之間設(shè)有距離調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件之間的距離。
[0011]優(yōu)選的，所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)連接有焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件的焦距。
[0012]優(yōu)選的，所述鏡架兩側(cè)分別設(shè)有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶。
[0013]優(yōu)選的，所述眼罩上方設(shè)有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶。
[0014]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0015]1.本實(shí)用新型頭戴顯示設(shè)備具有目視放大光學(xué)系統(tǒng)，在人眼前方一定距離處的呈現(xiàn)放大虛像，可使用戶享受大屏立體視覺效果；
[0016]2.本實(shí)用新型頭戴顯示設(shè)備可用于3D電影觀看、3D游戲場(chǎng)景顯示等，其封閉性好，不會(huì)影響周圍的人，對(duì)于希望擁有個(gè)人空間的人來說非常適用；
[0017]3.本實(shí)用新型頭戴顯示設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)輕巧，便于產(chǎn)業(yè)化生成，成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]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(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(duì)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:
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴顯示設(shè)備的光學(xué)原理圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為圖2頭戴顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)爆炸圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴顯示設(shè)備通過眼罩上方卡扣連接頭戴伸縮帶的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴顯示設(shè)備通過鏡架兩側(cè)卡扣連接頭戴伸縮帶的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中標(biāo)記:1-圖像顯示屏，2-鏡架，3-鏡架，31-鏡架前端支架，32-鏡架后端支架，4-目視放大光學(xué)系統(tǒng)，5-平面反射鏡，6-隔斷片，7-卡扣，8-頭戴伸縮帶，9-人眼位置。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)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(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026]參見圖2和圖3，為本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，所述頭戴顯示設(shè)備包括圖像顯示屏1、眼罩2、鏡架3 (圖3中，為了更清楚的顯示結(jié)構(gòu)，鏡架被爆開，分為鏡架前端支架31和鏡架后端支架32兩部分)、目視放大光學(xué)系統(tǒng)4和至少兩塊平面反射鏡5，其中:鏡架3下半部分與眼罩2連接，目視放大光學(xué)系統(tǒng)4安裝在鏡架與眼罩連接位置處(鏡架與眼罩連接位置處指鏡架與眼罩連接位置附近，即目視放大光學(xué)系統(tǒng)3可以是安裝在鏡架上，也可以是安裝在眼罩上，或安裝在二者的交集位置上)，鏡架2中央設(shè)有隔斷片6，用于將兩眼看見的圖像完全隔斷；圖像顯示屏I豎向安裝于鏡架上半部分靠近用戶額頭一偵牝其顯示屏背對(duì)用戶額頭；平面反射鏡5以傾斜角度分兩層安裝于鏡架內(nèi)，兩層平面反射鏡之間的夾角為30度?60度(優(yōu)選45度)；圖像顯示屏I發(fā)出的光信息，依次經(jīng)兩層平面反射鏡兩次轉(zhuǎn)折后，經(jīng)目視放大光學(xué)系統(tǒng)3進(jìn)入人眼。圖2、圖3結(jié)構(gòu)的光路原理圖可參考圖1，其中9為人眼位置，人眼經(jīng)目視放大光學(xué)系統(tǒng)4后看到的是成像在人眼前方一定距離處的放大虛像，可享受到在影院觀看影片的大屏效果。
[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)4包括兩組光學(xué)組件(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(gè)透鏡組成的正焦透鏡組，即每組光學(xué)組件由一個(gè)正透鏡，或多個(gè)正透鏡組成的透鏡組，或多個(gè)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(gè)彎月透鏡和一個(gè)凸透鏡組成。
[0028]圖2、圖3中，鏡架后端支架32設(shè)計(jì)為與兩層平面反射鏡同樣的傾斜角度，兩層平面反射鏡直接貼在鏡架后端支架32內(nèi)側(cè)壁上(詳見圖3)，這種方式可以使頭戴顯示設(shè)備體積盡可能小，但是在實(shí)際實(shí)施過程中，鏡架后端完全可以設(shè)計(jì)為方形或其他形狀，只要平面反射鏡能分兩層安裝在鏡架內(nèi)，且滿足需要的光路即可。
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例中，每層平面反射鏡可以為一整塊平面反射鏡，供左右眼共用，也可以是兩塊并排安裝的小平面反射鏡，各自供左右眼光路使用。
[0030]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴顯示設(shè)備的眼罩設(shè)置為寬口徑，支持用戶在佩戴框架眼鏡的情況下直接佩戴本設(shè)備。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴顯示設(shè)備還包括外設(shè)連接電路(包括有線連接接口和/或無線連接模塊)，外設(shè)連接電路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，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。頭戴顯示設(shè)備可設(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(duì)其供電。
[0032]采用本實(shí)用新型頭戴顯示設(shè)備觀看視頻時(shí)，移動(dòng)終端屏幕播放視頻源時(shí)，需要將視頻轉(zhuǎn)換為左右兩幅圖像，且用鏡架中央的隔斷片將這兩幅圖像隔開，避免了左側(cè)圖像對(duì)右眼的干擾及右側(cè)圖像對(duì)左眼的干擾。當(dāng)左右兩側(cè)圖像完全一致時(shí)，為普通2D視頻，當(dāng)左右兩側(cè)圖像具有一定的位差時(shí)，為3D立體影像。
[0033]優(yōu)選的，本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴顯示設(shè)備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顯示設(shè)備。
[0034]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(jī)構(gòu)(該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以為齒輪機(jī)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(shí)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(jī)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(dòng)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。
[0035]優(yōu)選的，所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)還可以設(shè)計(jì)為連接有一焦距調(diào)節(jié)機(jī)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(shí)施時(shí)，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(jī)構(gòu)，用以分別調(diào)節(jié)兩個(gè)光學(xué)組件的焦距；也可以兩組光學(xué)組件共連一個(gè)焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)聯(lián)調(diào)。當(dāng)每組光學(xué)組件由兩個(gè)及以上的光學(xué)元件組成時(shí)，所述焦距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以為齒輪機(jī)構(gòu)，齒輪齒調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為光學(xué)元件的直線運(yùn)動(dòng)，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(gè)光學(xué)元件元件組成時(shí)，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(jī)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(jī)構(gòu)向液體透鏡外加電壓或通過機(jī)械力改變液體形狀，實(shí)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(jī)構(gòu)可設(shè)計(jì)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。
[0036]本實(shí)用新型實(shí)施例為頭戴顯示設(shè)備，圖2為頭戴顯示設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)，該頭戴顯示設(shè)備可通過頭戴伸縮帶、頭盔支架、帽子等方式佩戴在用戶頭上，圖4和圖5以頭戴伸縮帶為例。如圖4示意的為:在眼罩上方設(shè)置卡扣7，用于緊固頭戴伸縮帶8 ;而圖5示意的為:在鏡架兩側(cè)分別設(shè)置一卡扣7，用于緊固頭戴伸縮帶8。圖4佩戴方式相比于圖5更符合人體力學(xué):圖5方式佩戴時(shí)，設(shè)備重量可能會(huì)壓迫在用戶臉部；而圖4方式中，卡扣緊貼用戶額頭，使重心上移，受力主要集中在用戶額頭部位，不會(huì)對(duì)用戶臉部造成壓迫感。
[0037]本實(shí)用新型實(shí)施例設(shè)計(jì)為兩層平面反射鏡對(duì)移動(dòng)終端顯示屏發(fā)出的光信息進(jìn)行兩側(cè)轉(zhuǎn)折，在實(shí)際實(shí)施過程中，完全可以依據(jù)該理論布置更多層的平面反射鏡，對(duì)光路進(jìn)行更多次數(shù)的轉(zhuǎn)折。
[0038]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。
[0039]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。
[0040]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
口 ο
【權(quán)利要求】
1.一種頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，所述頭戴顯示設(shè)備包括圖像顯示屏、眼罩、鏡架、目視放大光學(xué)系統(tǒng)和至少兩塊平面反射鏡，其中: 鏡架下半部分與眼罩連接，目視放大光學(xué)系統(tǒng)安裝在鏡架與眼罩連接位置處，鏡架中央設(shè)有隔斷片，用于將兩眼看見的圖像完全隔斷； 圖像顯示屏豎向安裝于鏡架上半部分靠近用戶額頭一側(cè)，其顯示屏背對(duì)用戶額頭； 平面反射鏡以傾斜角度分兩層安裝于鏡架內(nèi)，兩層平面反射鏡之間的夾角為30度?60度；圖像顯示屏發(fā)出的光信息，經(jīng)平面反射鏡兩次轉(zhuǎn)折后，經(jīng)目視放大光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)入人眼。
2.如權(quán)利要求1所述的頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)包括兩組光學(xué)組件，每組光學(xué)組件為單片正焦透鏡或多個(gè)透鏡組成的正焦透鏡組。
3.如權(quán)利要求2所述的頭戴顯示設(shè)備，其特征在于: 每層平面反射鏡為單塊平面反射鏡或兩塊并排安裝的平面反射鏡； 圖像顯示屏為單塊大顯示屏或兩塊并排安裝的小顯示屏。
4.如權(quán)利要求3所述的頭戴顯示設(shè)備，其特征在于:所述頭戴顯示設(shè)備還包括外設(shè)連接電路，外設(shè)連接電路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。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，所述頭戴顯示設(shè)備還包括屈光度調(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。
6.如權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，所述目視放大光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的兩組光學(xué)組件之間設(shè)有距離調(diào)節(jié)機(jī)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2至4任一項(xiàng)所述的頭戴顯示設(shè)備，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(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件的焦距。
8.如權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，所述鏡架兩側(cè)分別設(shè)有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶。
9.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，所述眼罩上方設(shè)有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶。
【文檔編號(hào)】G02B27/22GK203786394SQ201420126394
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】黃琴華, 趙霄翔 申請(qǐng)人:成都理想境界科技有限公司