一種頭戴顯示設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種頭戴顯示設(shè)備，包括眼罩、鏡架、目視放大光學(xué)系統(tǒng)、平面反射鏡和單塊圖像顯示屏，其中：圖像顯示屏安裝于鏡架上方或下方；眼罩與鏡架一端連接，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；所述平面反射鏡與圖像顯示屏呈30度～60度的夾角安裝在鏡架內(nèi)，平面反射鏡將所述圖像顯示屏的光信息轉(zhuǎn)折后，經(jīng)目視放大光學(xué)系統(tǒng)進入人眼，本實用新型頭戴顯示設(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游戲場景顯示等，其封閉性好，不會影響周圍的人，對于希望擁有個人空間的人來說非常適用，另外，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計輕巧，便于產(chǎn)業(yè)化生成，成本低。
【專利說明】一種頭戴顯示設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實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，其最大的特點在于立體顯示器能夠讓人真實的體驗到立體視覺帶來的巨大沖擊和極致震撼，因而立體感強與否是衡量立體顯示產(chǎn)品的一項重要指標(biāo)。立體顯示應(yīng)用科技技術(shù)手段還原了人類真實的三維世界，將引領(lǐng)未來視像科技的發(fā)展趨勢。
[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。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實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，可讓用戶隨時隨地以有線或無線方式將其連接到手機、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]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種頭戴顯示設(shè)備，所述頭戴顯示設(shè)備包括眼罩、鏡架、目視放大光學(xué)系統(tǒng)、平面反射鏡和單塊圖像顯示屏，其中:圖像顯示屏安裝于鏡架上方或下方；眼罩與鏡架一端連接，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；所述平面反射鏡與圖像顯示屏呈30度?60度的夾角安裝在鏡架內(nèi)，平面反射鏡將所述圖像顯示屏的光信息轉(zhuǎn)折后，經(jīng)目視放大光學(xué)系統(tǒng)進入人眼。
[0006]采用本實用新型頭戴顯示設(shè)備觀看視頻時，圖像顯示屏顯示視頻源時，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)圖像對右眼的干擾及右側(cè)圖像對左眼的干擾。當(dāng)左右兩側(cè)圖像完全一致時，為普通2D視頻，當(dāng)左右兩側(cè)圖像具有一定的位差時，為3D立體影像。
[0007]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透鏡組成的正焦透鏡組；所述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。
[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裝置連接，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]本實用新型頭戴顯示設(shè)備具有如下有益效果:
[0015]1.本實用新型頭戴顯示設(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.本實用新型頭戴顯示設(shè)備可用于3D電影觀看、3D游戲場景顯示等，其封閉性好，不會影響周圍的人，對于希望擁有個人空間的人來說非常適用；
[0017]3.本實用新型頭戴顯示設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計輕巧，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:
[0019]圖1為本實用新型實施例將頭戴顯示設(shè)備的圖像顯示屏安裝于鏡架上方時的光學(xué)原理圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例頭戴顯示設(shè)備圖像顯示屏安裝于鏡架上方時的結(jié)構(gòu)爆炸示意圖；
[0021]圖3為圖2結(jié)構(gòu)裝配好后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為圖3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為圖3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6為本實用新型實施例將頭戴顯示設(shè)備的圖像顯示屏安裝于鏡架下方時的光學(xué)原理圖；
[0025]圖中標(biāo)記:1-圖像顯示屏，2-眼罩，3-鏡架，31-鏡架框架，32-鏡架后壁，33-鏡架上蓋，4-目視放大光學(xué)系統(tǒng)，5-隔斷片，6-隔斷片，7-卡扣，8-頭戴伸縮帶，9-人眼位置。
【具體實施方式】
[0026]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?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0027]本實用新型實施例頭戴顯示設(shè)備適用于3D電影觀看、3D游戲場景顯示等，參見圖2和圖3，為本實用新型實施例頭戴顯示設(shè)備圖像顯示屏安裝于鏡架上方時的一種結(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2中，為了更清楚的顯示結(jié)構(gòu)，鏡架被爆開，分為鏡架框架31、鏡架后壁32和鏡架上蓋33三部分)、目視放大光學(xué)系統(tǒng)4和平面反射鏡6，其中:圖像顯示屏I安裝于鏡架3上方或下方，圖2和圖3以圖像顯示屏I水平安裝于鏡架上方為例(顯示屏朝下)。眼罩2與鏡架3 —端連接，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)4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3中央設(shè)有隔斷片5，用于將兩眼看見的圖像完全隔斷；所述平面反射鏡6與圖像顯示屏I呈30度?60度的夾角安裝在鏡架內(nèi)，平面反射鏡6將所述圖像顯示屏I的光信息轉(zhuǎn)折后，經(jīng)目視放大光學(xué)系統(tǒng)4進入人眼。圖2?3設(shè)備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。
[0028]本實用新型實施例中，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。
[0029]圖2和圖3中，鏡架一端與眼罩連接，另一端設(shè)計為與平面反射鏡同樣的傾斜角度，平面反射鏡直接貼在眼罩對側(cè)的鏡架后壁32的內(nèi)側(cè)壁上，這種方式可以使頭戴顯示設(shè)備體積盡可能小，但是在實際實施過程中，鏡架完全可以設(shè)計為方形或其他形狀，只要平面反射鏡能安裝在鏡架內(nèi)，且與圖像顯示屏呈30度?60度夾角即可。且本實用新型實施例中，圖像顯示屏可設(shè)計為完全水平方向(如圖2?3)，也可以設(shè)計為與水平方向具有一定的傾斜角度。
[0030]本實用新型實施例中，平面反射鏡4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。
[0031]本實用新型實施例頭戴顯示設(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。
[0032]當(dāng)圖像顯示屏安裝在鏡架下方時(顯示屏朝上)，光路原理圖可參考圖6，此時，頭戴顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)與圖3類似，只是圖像顯示屏改到鏡架下方，在此不詳細(xì)贅述此結(jié)構(gòu)。
[0033]本實用新型實施例頭戴顯示設(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、手機、平板電腦等。頭戴顯示設(shè)備可設(shè)計為通過自帶電池供電，也可以設(shè)計為通過有線方式連接外部電子設(shè)備時，由外部電子設(shè)備的電源對其供電。
[0034]采用本實用新型頭戴顯示設(shè)備觀看視頻時，圖像顯示屏顯示視頻源時，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)圖像對右眼的干擾及右側(cè)圖像對左眼的干擾。當(dāng)左右兩側(cè)圖像完全一致時，為普通2D視頻，當(dāng)左右兩側(cè)圖像具有一定的位差時，為3D立體影像。
[0035]優(yōu)選的，本實用新型頭戴顯示設(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)器位于所述目視放大光學(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。
[0036]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)，除了用齒輪調(diào)節(jié)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，腰型孔類似的機械結(jié)構(gòu)也屬于距離調(diào)節(jié)機構(gòu)的一種。
[0037]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。
[0038]本實用新型實施例為頭戴顯示設(shè)備，圖3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，設(shè)備重量可能會壓迫在用戶臉部；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，不會對用戶臉部造成壓迫感。
[0039]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。
[0040]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，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0041]本實用新型并不局限于前述的【具體實施方式】。本實用新型擴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)備包括眼罩、鏡架、目視放大光學(xué)系統(tǒng)、平面反射鏡和單塊圖像顯示屏，其中: 圖像顯示屏安裝于鏡架上方或下方； 眼罩與鏡架一端連接，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； 所述平面反射鏡與圖像顯示屏呈30度?60度的夾角安裝在鏡架內(nèi)，平面反射鏡將所述圖像顯示屏的光信息轉(zhuǎn)折后，經(jīng)目視放大光學(xué)系統(tǒng)進入人眼。
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透鏡組成的正焦透鏡組； 所述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。
3.如權(quán)利要求2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。
4.如權(quán)利要求1至3任一項所述的頭戴顯示設(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。
5.如權(quán)利要求2至3任一項所述的頭戴顯示設(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)機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件之間的距離。
6.如權(quán)利要求2至3任一項所述的頭戴顯示設(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)機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)兩光學(xué)組件的焦距。
7.如權(quán)利要求2至3任一項所述的頭戴顯示設(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。
8.如權(quán)利要求2至3中任一項所述的頭戴顯示設(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】G02B27/01GK203786397SQ201420126807
【公開日】2014年8月20日 申請日期: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, 宋海濤, 趙霄翔 申請人:成都理想境界科技有限公司