專利名稱：頭戴顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及影像設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頭戴顯示器。
背景技術(shù)：
頭戴顯示器(Head-Mounted Display, HMD)有兩個(gè)重要的性能參數(shù):視場范圍和顯示分辨率(清晰度)，現(xiàn)有的產(chǎn)品很難同時(shí)做到大視場范圍和高顯示分辨率，主要是現(xiàn)有的產(chǎn)品力爭做到中心顯示分辨率與周邊顯示分辨率都要好，在這個(gè)前提下要同時(shí)做到大視場很困難，因?yàn)檫@對(duì)顯示元件的總像素和光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)加工有很高的要求，且總像素高對(duì)圖像處理單元處理的要求也很高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有大視場范圍和中心視場具高分辨率的頭戴顯示器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為提供一種頭戴顯示器，包括顯示元件、用于放大所述顯示元件的光學(xué)元件以及頭部固定裝置，所述顯示元件、光學(xué)元件設(shè)置在頭部固定裝置上，所述光學(xué)元件的周邊放大倍率大于中心放大倍率，所述顯示元件連接有對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理來抵消光學(xué)元件的畸變的圖像處理模塊；通過提高所述光學(xué)元件周邊放大倍率來擴(kuò)大視場范圍，維持光學(xué)元件中心區(qū)域較低放大倍率以確保中心區(qū)域具有較高的分辨率；且為了校正光學(xué)元件因?yàn)橹苓叿糯蟊堵时戎行姆糯蟊堵蚀蠖鴮?dǎo)致的畸變，通過圖像處理模塊對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理后，抵消了光學(xué)元件的畸變，使得眼睛看到的圖像是正常的圖像。較佳地，所述頭部固定裝置設(shè)有能檢測使用者頭部的位置或運(yùn)動(dòng)趨勢的頭部運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊，頭部運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊與顯示元件連接；根據(jù)頭部運(yùn)動(dòng)信息顯示元件顯示相應(yīng)的圖像，使用者通過移動(dòng)頭部可以看到更大視場的圖像，使用靈活。較佳地，所述光學(xué)元件為離軸光學(xué)結(jié)構(gòu)。較佳地，所述光學(xué)元件具有半透半反射凹面鏡。較佳地，所述半透半反射凹面鏡背面設(shè)有通過改變電壓來調(diào)節(jié)凹面鏡對(duì)環(huán)境光的透過率的液晶調(diào)光層。較佳地，所述光學(xué)元件具有全反射凹面鏡。較佳地，所述頭戴顯示器還設(shè)有存有虛擬播放場景數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型包括顯示元件、用于放大所述顯示元件的光學(xué)元件以及頭部固定裝置，所述顯示元件、光學(xué)元件設(shè)置在頭部固定裝置上，所述光學(xué)元件的周邊放大倍率大于中心放大倍率，所述顯示元件連接有對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理來抵消光學(xué)元件的畸變的圖像處理模塊；通過提高所述光學(xué)元件周邊放大倍率來擴(kuò)大視場范圍，維持光學(xué)元件中心區(qū)域較低放大倍率以確保中心區(qū)域具有較高的分辨率；且為了校正光學(xué)元件因?yàn)橹苓叿糯蟊堵时戎行姆糯蟊堵蚀蠖鴮?dǎo)致的畸變，通過圖像處理模塊對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理后，抵消了光學(xué)元件的畸變。同時(shí)，僅通圖像處理模塊對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理，以及通過將光學(xué)元件的周邊大倍率大于中心放大倍率，在擴(kuò)大視場范圍的同時(shí)又能使得中心區(qū)域具有較高的分辨率，一方面滿足使用者的視覺享受，另一方面降低了本實(shí)用新型的制作難度。

圖1為本實(shí)用新型的原理圖。圖2為本實(shí)用新型光學(xué)元件為反射式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型光學(xué)元件為折射式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型光學(xué)元件為折反混合式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型光學(xué)元件放大倍率分布的三種形式示意圖。圖6為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實(shí)用新型另一視角結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。請參照圖1 7所示，為本實(shí)用新型提供的頭戴顯示器，包括顯示元件1、用于放大所述顯示元件I的光學(xué)元件2以及頭部固定裝置5，所述頭部固定裝置5用于將頭戴顯示器固定在頭部合適的位置，所述顯示元件1、光學(xué)元件2設(shè)置在頭部固定裝置5上，所述光學(xué)元件2的周邊放大倍率大于中心放大倍率，所述顯示元件I連接有對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理來抵消光學(xué)元件2的畸變的圖像處理模塊3，所述圖像處理模塊3設(shè)置在頭部固定裝置上，當(dāng)然，所述圖像處理模塊3亦可設(shè)置于所述顯示元件I上；通過提高所述光學(xué)元件2周邊放大倍率來擴(kuò)大視場范圍，維持光學(xué)元件2中心區(qū)域較低放大倍率以確保中心區(qū)域具有較高的分辨率；且為了校正光學(xué)元件2因?yàn)橹苓叿糯蟊堵时戎行姆糯蟊堵蚀蠖鴮?dǎo)致的畸變，通過圖像處理模塊3對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理后，抵消了光學(xué)元件2的畸變，使得眼睛看到的圖像是正常的圖像6。較佳地，所述頭部固定裝置5設(shè)有能檢測使用者頭部的位置或運(yùn)動(dòng)趨勢的頭部運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊4，頭部運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊4與顯示元件I連接；根據(jù)頭部運(yùn)動(dòng)信息顯示元件I顯示相應(yīng)的圖像，使用者通過移動(dòng)頭部可以看到更大視場的圖像，使用靈活。所述頭部運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊4可以為慣性傳感器、電子陀螺儀或其它運(yùn)動(dòng)感應(yīng)傳感器，利用頭部運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊4使顯示畫面可相對(duì)于外部環(huán)境靜止，使用者可以通過移動(dòng)頭部來轉(zhuǎn)移視野范圍，使用者通過移動(dòng)頭部可以觀看很大視場的畫面，通過移動(dòng)頭部可以實(shí)現(xiàn)用較低像素的顯示元件I觀看聞像素的影片如IMAX影片。較佳地，所述光學(xué)元件2為離軸光學(xué)結(jié)構(gòu)。較佳地，所述光學(xué)元件2具有全反射凹面鏡，通過調(diào)整全反射凹面鏡中心和周邊的曲率來實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件2的周邊放大倍率大于中心放大倍率。當(dāng)然，所述光學(xué)元件2亦可具有半透半反射凹面鏡，較佳地，所述半透半反射凹面鏡背面設(shè)有通過改變電壓來調(diào)節(jié)凹面鏡對(duì)環(huán)境光的透過率的液晶調(diào)光層(圖未示)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件2周邊放大倍率大中心放大倍率小的具體方式有:對(duì)于反射式光學(xué)系統(tǒng)，通過調(diào)整反射鏡中心和周邊的曲率來實(shí)現(xiàn)；對(duì)于折射式光學(xué)系統(tǒng)，通過調(diào)整透鏡的表面曲率來實(shí)現(xiàn)；如果是折反混合式光學(xué)系統(tǒng)，可以通過以上兩種方式或者其中任一種方式來實(shí)現(xiàn)；本實(shí)用新型光學(xué)系統(tǒng)不限于以上三種方式，任何現(xiàn)有光學(xué)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)且具有中心放大倍率小于周邊放大倍率這一成像特征的光學(xué)系統(tǒng)均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)用新型可以是單目顯示也可以是雙目立體顯示。較佳地，本實(shí)用新型設(shè)有存儲(chǔ)模塊(圖未示)，所述存儲(chǔ)模塊中存有虛擬播放場景數(shù)據(jù)。該存有虛擬播放場景數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)模塊與顯示元件連接I。即顯示元件I除了顯示輸入片源的視頻內(nèi)容，還可在片源的視頻內(nèi)容周邊顯示一個(gè)附加的虛擬播放場景，此播放場景可以是影劇院或野外等場景，有多個(gè)場景模式可供選擇；此虛擬的播放場景可以顯示為2D的也可以顯示為3D的，可以是靜態(tài)的也可以是動(dòng)態(tài)的；利用頭部運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊4，此虛擬的播放環(huán)境可隨頭部的移動(dòng)變換視角。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型包括顯示元件1、用于放大所述顯示元件I的光學(xué)元件2以及頭部固定裝置5，所述顯示元件1、光學(xué)元件2設(shè)置在頭部固定裝置5上，所述光學(xué)元件2的周邊放大倍率大于中心放大倍率，所述顯示元件I連接有對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理來抵消光學(xué)元件2的畸變的圖像處理模塊3 ;通過提高所述光學(xué)元件2周邊放大倍率來擴(kuò)大視場范圍，維持光學(xué)元件2中心區(qū)域較低放大倍率以確保中心區(qū)域具有較高的分辨率；且為了校正光學(xué)元件2因?yàn)橹苓叿糯蟊堵时戎行姆糯蟊堵蚀蠖鴮?dǎo)致的畸變，通過圖像處理模塊3對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理后，抵消了光學(xué)元件2的畸變。同時(shí)，僅通過圖像處理模塊3對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理，以及通過將光學(xué)元件2的周邊大倍率大于中心放大倍率，在擴(kuò)大視場范圍的同時(shí)又能使得中心區(qū)域具有較高的分辨率，一方面滿足使用者的視覺享受，另一方面降低了本實(shí)用新型的制作難度。以上所揭露的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求1.一種頭戴顯示器，包括顯示元件、用于放大所述顯示元件的光學(xué)元件以及頭部固定裝置，所述顯示元件、光學(xué)元件設(shè)置在頭部固定裝置上，其特征在于:所述光學(xué)元件的周邊放大倍率大于中心放大倍率，所述顯示元件連接有對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理來抵消光學(xué)元件的畸變的圖像處理模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的頭戴顯示器，其特征在于:所述頭部固定裝置設(shè)有能檢測使用者頭部的位置或運(yùn)動(dòng)趨勢的頭部運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊，頭部運(yùn)動(dòng)跟蹤模塊與顯示元件連接。
3.如權(quán)利要求1所述的頭戴顯示器，其特征在于:所述光學(xué)元件為離軸光學(xué)結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的頭戴顯示器，其特征在于:所述光學(xué)元件具有半透半反射凹面鏡。
5.如權(quán)利要求4所述的頭戴顯示器，其特征在于:所述半透半反射凹面鏡背面設(shè)有通過改變電壓來調(diào)節(jié)凹面鏡對(duì)環(huán)境光的透過率的液晶調(diào)光層。
6.如權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的頭戴顯示器，其特征在于:所述光學(xué)元件具有全反射凹面鏡。
7.如權(quán)利要求1所述的頭戴顯示器，其特征在于:所述頭戴顯示器設(shè)有存有虛擬播放場景數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種影像設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的頭戴顯示器，包括顯示元件、用于放大所述顯示元件的光學(xué)元件以及頭部固定裝置，所述顯示元件、光學(xué)元件設(shè)置在頭部固定裝置上，所述光學(xué)元件的周邊放大倍率大于中心放大倍率，所述顯示元件連接有對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理來抵消光學(xué)元件的畸變的圖像處理模塊；通過提高所述光學(xué)元件周邊放大倍率來擴(kuò)大視場范圍，維持光學(xué)元件中心區(qū)域較低放大倍率以確保中心區(qū)域具有較高的分辨率；且為了校正光學(xué)元件因?yàn)橹苓叿糯蟊堵时戎行姆糯蟊堵蚀蠖鴮?dǎo)致的畸變,通過圖像處理模塊對(duì)圖像進(jìn)行反畸變預(yù)處理后，抵消了光學(xué)元件的畸變，使得眼睛看到的圖像是正常的圖像。
文檔編號(hào)G02B27/00GK203025419SQ20122070644
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者虢登科 申請人:虢登科