專利名稱：一種附帶有集成視頻信號(hào)源的自由視野雙目顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種附帶有集成視頻信號(hào)源的頭盔式雙目影像顯示裝置。
背景技術(shù)：
在藝術(shù)領(lǐng)域，頭盔式顯示器(HMD)是眾所周知的。大多數(shù)的這種設(shè)備都是將虛擬影像呈現(xiàn)在眼前的視野中央。然而，這也阻礙了閱讀和擾亂移動(dòng)使用。為了盡量避免這種缺陷，單眼的方案已經(jīng)被提出了，即只在一只眼睛的前方有一個(gè)顯示模塊或元件。這種方案有著缺陷，當(dāng)一只眼睛在看著虛擬影像，另一只眼睛在同一方向上看著周圍的環(huán)境，會(huì)引起雙目間的干擾。還存在著其它的設(shè)備，比如在眼前有一個(gè)半透明的光學(xué)元件，可以通過虛擬影像看到周圍的環(huán)境。這種方案同樣有著缺陷，即兩種影像是疊加干擾的。經(jīng)過對(duì)上述問題的改進(jìn)，市面上大多數(shù)的雙目設(shè)備(例如Vuzix iffear AV920, ezVision Gl視頻眼鏡，IcuitiDV920,MyVu個(gè)人媒體觀眾，ITG Vidix,Mobintech個(gè)人展示眼鏡，深圳w·騎士 RD-E202等)包括在渺茫的情況下的影像顯示模塊在眼睛的水平，下面，上面都可以看到周圍的環(huán)境。這種渺茫的情況下，就觀察來講，遮住視野的部分是非常重要的，甚至是全部視野。另一個(gè)問題是大多數(shù)已知的HMD連接到視頻源，比如便攜式視頻播放器或微型電腦，通過一條數(shù)據(jù)線，不是一種緊湊的設(shè)計(jì)，因?yàn)橐粋€(gè)單獨(dú)的影像資源要進(jìn)行，線就需要被連接，用過之后，線就需要打包收好。為了提供一種不帶線的緊湊設(shè)計(jì)，影像資源，例如一臺(tái)電腦，同樣需要集成到HMD內(nèi)。如果這些工具被放在一個(gè)架子內(nèi)放在眼睛前面，視野阻塞的問題將會(huì)繼續(xù)留存，甚至更高。如果把所述的這些設(shè)備放在一個(gè)類似于眼鏡的桿上，這個(gè)桿會(huì)很厚且不易彎曲，線需要穿過鉸鏈桿，帶來線斷的風(fēng)險(xiǎn)。此外，如此的一個(gè)設(shè)備很難使戴眼鏡的人同時(shí)佩 戴。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明的想法，通過把設(shè)備的影像生成元件放在眼前來實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，并且橋接元件是用眼睛看不到的。為此，視頻信號(hào)源被放置在視線上的一個(gè)水平的類似于太陽鏡的架子內(nèi)，在眼眉或前額的位置上，然而影像顯示模塊被放置在處于視線下的橫向控制臺(tái)的底部的兩端。橫向控制臺(tái)與類似于太陽鏡的架子通過一條狹窄的橋接元件連接延伸至頭部前面，兩眼之間，所述橋接元件還有個(gè)支座靠在鼻梁上，與橫向控制臺(tái)形成了一個(gè)整體。在橋接元件內(nèi)有電線。所述影像顯示模塊包括一個(gè)放射型或透視型的微型顯示模部分，類似于可能包括任何一種已知的解決方案的光學(xué)防大系統(tǒng)，例如放大鏡，反折射學(xué)系統(tǒng)，棱鏡曲面等。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步想法，光反折射學(xué)系統(tǒng)是眾所周知的，包括一個(gè)光發(fā)射表面和一個(gè)光分布元素，只有沿著從顯示屏延伸到瞳孔的光路時(shí)，可以用來為任何視力的使用者提供一個(gè)清晰的影像，其中有插入額外的球面及非球面校正表面，以減少影像生成錯(cuò)誤。所述類似于太陽鏡的架子可以被看做是一種為了外部觀察者的邊緣或者更具體的，其他有著同樣的高度的用戶只可以看到一條狹窄的邊緣表面。所以，這個(gè)架子沒有遮住頭部，并且看起來很輕，并通風(fēng)的，這對(duì)于人們把這種設(shè)備戴在頭上來說是非常重要的。所述電線連接著顯示器與視頻信號(hào)源，但并未與橫移動(dòng)鉸鏈相連接，從而消除電線斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。所視頻信號(hào)源的所有元件包括微處理器，儲(chǔ)存器，顯示驅(qū)動(dòng)，蓄電池，可選的接收器等，可能將其集成到所述類似于太陽鏡架子的單一的集成電路內(nèi)，致使其成為一款既小巧又廉價(jià)的產(chǎn)品。所述操作元件，例如按鈕，可能會(huì)被安置在類似于太陽鏡架子的表面上。當(dāng)用大拇指托著類似于太陽鏡架子的底部時(shí)，用食指或種植都能按下任何一個(gè)按鈕，從而可以避免在按按鈕時(shí)引起的視野上的影像跳躍，同樣的還有其他類似好的方案。


本發(fā)明所述雙目影像顯示設(shè)備可以通過參考如下附圖表示出來
圖I是本發(fā)明所述雙目影像顯示設(shè)備的全視 圖2是將圖I所示設(shè)備戴在腦袋上的視圖；
圖3是圖I所示設(shè)備的側(cè)視圖，展示了本發(fā)明設(shè)備的左眼影像顯示模塊的橫截面；
圖4是俯視的角度觀看類似于太陽鏡架子的裝置，以說明按鈕的位置。
具體實(shí)施例方式如圖1，2，3所示，本發(fā)明的雙目影像顯示設(shè)備主要包括一對(duì)靈活的夾桿1，如圖所示的類似于太陽鏡架子2，橋接元件3，橫向控制臺(tái)4，兩個(gè)影像顯示模塊5a，5b，放置在架子2內(nèi)的視頻信號(hào)源6和電線7，最好是箔線，其從視頻信號(hào)源6經(jīng)過橋接元件3和橫向控制臺(tái)4到達(dá)影像顯示模塊5a，5b內(nèi)。優(yōu)選的，桿I通過注射模塑法由軟塑料制成，因此打開狀態(tài)能發(fā)現(xiàn)它有如此的厚度與橫截面，當(dāng)夾到使用者的頭8，使得該設(shè)備更牢固，當(dāng)所述設(shè)備的重量向頭部兩邊時(shí)，并不會(huì)施加過大的力量，從而減少了對(duì)壓力敏感的鼻梁的負(fù)載。通常兩桿I包括用在鏡片上的鉸鏈9。類似于太陽鏡架子2包括視頻信號(hào)源6，所述視頻信號(hào)源6包括微處理器，實(shí)用電路元件，存儲(chǔ)器，電源和微型驅(qū)動(dòng)電路，所有這些部件被整合成一個(gè)的芯片，很隨意地做一個(gè)射頻接收機(jī)，例如藍(lán)牙或者Wi-Fi連接電路，電視解調(diào)器，攝像機(jī)21，麥克風(fēng)或任何其他元件。如圖所示，所述類似于太陽鏡架子2由兩片薄薄的塑料注射模組成，其中上半面和兩個(gè)桿I被鉸鏈9連接成一個(gè)整體。橋接元件3從下半面的中間延伸到頭8。在戴上時(shí)，所述橋接元件3形成了 I個(gè)堅(jiān)硬的條紋狀塊，貼著頭8，因此兩眼視野16只覆蓋到可以忽略的程度。電線7在橋接元件3內(nèi)，例如，在其注射模體內(nèi)，鋪著箔線。橋接元件3的下端有一個(gè)與鼻梁形狀相應(yīng)的弧形表面，或者它通過一個(gè)墊塊19附著在鼻梁上。所述橫向控制臺(tái)4連接著橋接元件3的下部(背對(duì)頭8的一邊)，為了穩(wěn)定，于是形成了一塊。所述橫向控制臺(tái)4位于使用者的視線水平17下，提供了自由的開闊視野。所述兩個(gè)影像顯示模塊5a，5b被固定在橫向控制臺(tái)4底部的兩端。電線7在位于橋接元件3與影像顯示模塊5a，5b之間的橫向控制臺(tái)4的注射模塊體內(nèi)。如圖3所示，顯示器10，比如微型顯示器及其相關(guān)放大影像的元件放置在所述影像顯示模塊5a，5b內(nèi)。代替了那種普遍的由一個(gè)簡單的凹鏡子和一個(gè)半透明的鏡子組成的組合，通過本發(fā)明的附圖可知，新方案提供了一種高iro范圍的方法被優(yōu)先考慮使用。沿著光線從顯示器10擴(kuò)展到瞳孔11，光束12從顯示器10發(fā)射，到達(dá)分光鏡板形成90度角，穿過凹凸透鏡14的第一球型或非球型表面，然后從應(yīng)用在凹凸透鏡14的第二凸面的球型或非球型的表面反射出去。反射后，穿過所述第一表面和所述分光鏡板13，繼續(xù)穿過矯正透鏡15的兩個(gè)球型或非球型的表面。沿著這個(gè)路徑，光束5次到達(dá)球型或非球型的表面，所述表面通過電腦設(shè)計(jì)程序的充分利用，以便眼運(yùn)動(dòng)盒(瞳孔觀看一個(gè)不受干擾生成錯(cuò)誤的影像的運(yùn)動(dòng)范圍)覆蓋年長十年的人口的至少95%的統(tǒng)計(jì)范圍(59到71毫米)。一個(gè)垂直擴(kuò)展的眼睛運(yùn)動(dòng)盒提供甚至是自由的視野，然而，是被避免的，并且由于不同用戶鼻梁的高度，應(yīng)該允許影像顯示模塊5a，5b的垂直調(diào)整，以方便他們在眼前的不同位置，通過所述墊塊19的調(diào)整或更換即可解決。圖4所示為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的工作元件。本發(fā)明采用四個(gè)按鈕20，尤其是按下其中任意一個(gè)或長或短的時(shí)間，或者組合按，所述視頻信號(hào)源6都能被簡單的控制，其適合連續(xù)的記憶內(nèi)容，例如書頁，圖片以及視頻剪輯。當(dāng)一個(gè)有實(shí)質(zhì)性的能力的存儲(chǔ)器(秩序的字節(jié))被使用時(shí)，視頻剪輯甚至是電影都能被存儲(chǔ)在其中。最少按鈕的設(shè)計(jì)使它們具有容易上手的優(yōu)勢，此后的裝備的操作也會(huì)是簡單的。由于它的操作元件，所述設(shè)備成為了一個(gè)獨(dú)立的電子消費(fèi)者和信息技術(shù)設(shè)備，并當(dāng)用戶使用時(shí)，例如在上學(xué)或者上班乘公交的路上 的I到2個(gè)小時(shí)，它便可一個(gè)虛擬的電子書或一對(duì)電影眼鏡，允許使用者通過閱讀、學(xué)習(xí)或娛樂來打發(fā)時(shí)間。如果所述設(shè)備被當(dāng)作是一個(gè)功能齊全的個(gè)人電腦，完整的編碼鍵盤是必不可少的。因此，當(dāng)按下按鈕或觸摸屏的特殊區(qū)域被觸摸時(shí)，私人智能手機(jī)(可編程觸摸屏手機(jī))可能被改編通過特殊的軟件工具，通過一個(gè)無線電頻率互連傳輸按鈕的感應(yīng)或觸摸區(qū)域的代碼到所述架子2中的整合接收者內(nèi)，從而允許控制微處理器。通過繪出智能手機(jī)觸摸屏上的手指，就像觸摸板上的手指，指針會(huì)在虛擬影像上移動(dòng)或可以在上面點(diǎn)擊允許用戶操作的文件來編輯文本或使用菜單系統(tǒng)。接收者的使用同樣允許當(dāng)假使不滿意小尺寸的智能手機(jī)(基于口袋的大小頂多IOcm的對(duì)角線尺寸)時(shí)，影像也可表述為遠(yuǎn)程虛擬影像，例如郵件，網(wǎng)頁，視頻，游戲，數(shù)字電視廣播或下載的電影，在大屏的，高分辨率頭盔設(shè)備的顯示器上顯示。此外，軟件適用于把應(yīng)該在手機(jī)上執(zhí)行的影像通過廣播電臺(tái)及時(shí)地傳輸給所述頭盔設(shè)備的接收者。如圖I所示，微型攝像機(jī)21也在架子2內(nèi)，集合在芯片內(nèi)包括進(jìn)一步提高所述設(shè)備功能的所述微處理器。當(dāng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的二維模式放置在所述微型攝像機(jī)21的視野范圍內(nèi)(例如，在桌子的表面的高處)，微處理器使用高速影像處理軟件的模式是被認(rèn)可的，所述攝像機(jī)的空間位置與方向能通過所述模式來確定，存儲(chǔ)器內(nèi)的三維影像能用實(shí)際的攝像機(jī)方向來顯示。因此3D模式的可以360度全方位的在周圍顯示。如此的應(yīng)用有著很大的重要性，尤其在工業(yè)設(shè)計(jì)，建筑規(guī)劃和工程計(jì)劃領(lǐng)域。進(jìn)一步的應(yīng)用包括通過空間替代把躺在手術(shù)臺(tái)上的病人，以3D模式的影像來反應(yīng)來自圖層以前記錄的通過任何醫(yī)療影像生成的方法得到的影像(CT，PET, MRI)，使外科醫(yī)生從虛擬影像病人上“透視”病人的身體。通過使用這種方法，病人的血管系統(tǒng)，骨骼系統(tǒng)和內(nèi)臟結(jié)構(gòu)等都能被看到，病理疾病的位置都能被很容易的發(fā)現(xiàn)。在先進(jìn)的腹腔鏡、內(nèi)鏡操作上，能促進(jìn)理想滲透點(diǎn)的促進(jìn)決定，并且在組織標(biāo)本上，它也促進(jìn)著活檢的指向。由于設(shè)備是無線的，在手術(shù)室中不會(huì)妨礙外科手術(shù)的進(jìn)行，由于它的視野開闊，醫(yī)生不會(huì)被阻礙周圍的環(huán)境。除了 3D模式外，存儲(chǔ)器也會(huì)存儲(chǔ)病人完整的病例，并且在架子2內(nèi)的控制單元能夠維持與醫(yī)院電腦信息系統(tǒng)的連續(xù)無線連接，并且當(dāng)架子2內(nèi)放置麥克風(fēng)時(shí)，同樣可以通過聲控顯示醫(yī)生關(guān)注的所有的真實(shí)信息(心電圖或其他生活機(jī)能的信號(hào))。所述設(shè)備進(jìn)一步包括耳機(jī)，其中聲音訊號(hào)通過無線從包括音頻信號(hào)源的架子2的連接器傳達(dá)到耳朵。所述設(shè)備也適用于顯示3D影像。因此，某種意義上來說，通過雙目16的不同視角在兩邊的影像顯示模塊5a，5b上顯示不同的影像。本發(fā)明的雙目影像顯示設(shè)備并不僅于上述優(yōu)選的實(shí)施例，其它相關(guān)類似的實(shí)施例也包括在本發(fā)明所保護(hù)的范圍內(nèi)。權(quán)利要求
1.一種附帶有集成視頻信號(hào)源的雙目顯示裝置，其特點(diǎn)在該裝置包括 -架子(2)位于視線水平(17)上方，在與眉毛水平或在額頭前； -橫向控制臺(tái)(4)位于視線水平(17)下方； -兩個(gè)影像顯示模塊(5a, 5b)被固定在所述橫向控制臺(tái)(4); -橋接元件(3)適應(yīng)的牢牢連接所述架子(2)的底部中心到所述橫向控制臺(tái)(4)的中心；所述橋接元件在兩眼(16)中間，倚靠并延伸至前額(8)的下部，它的下面剛好到鼻梁； -視頻信號(hào)源(6)在架子(2)內(nèi)； -電線(7)從視頻信號(hào)源(6)經(jīng)過橋接元件(3)和橫向控制臺(tái)(4)到達(dá)顯示器(10)，安置在影像顯示模塊(5a，5b)內(nèi)； -一對(duì)靈活的夾桿(I)，目的是將所述設(shè)備固定在頭部兩端。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，所述視頻信號(hào)源(6)包括處理器，存儲(chǔ)器，電源，微型驅(qū)動(dòng)電路，供電器，電子工作元件和連接器。
3.如權(quán)利要求I或2所述的裝置，所述視頻信號(hào)源(6)還包括射頻接收器，紅外接收器，攝像機(jī)(21)，麥克風(fēng)，蓄電池充電器電路，聲頻電路，電視調(diào)諧器，GPS模塊和GSM模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，所述架子(2)包括耳機(jī)連接器，USB接口，串行端口，記憶卡座，充電器插頭和紅外端口。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，所述架子(2)是一種平直的類似于太陽鏡框架的形狀。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，工作元件被做成按鈕(20)形狀放在類似于太陽鏡框架的架子(2)表面。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，橋接元件(3)包括一個(gè)突出部分(19)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，所述影像顯示模塊(5a，5b)包括一個(gè)彎月形透鏡(14)，所述彎月形透鏡有一個(gè)球形或非球形的表面，在凸面有著一層保護(hù)層。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，所述影像顯示模塊(5a，5b)的光傳輸口中緊鄰?fù)?11)的那面包括一個(gè)有著球形或非球形的表面的矯正透鏡(15)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種附帶有集成視頻信號(hào)源的雙目顯示裝置，該裝置包括架子(2)位于視線水平(17)上方，在與眉毛水平或在額頭前；橫向控制臺(tái)(4)位于視線水平(17)下方；兩個(gè)影像顯示模塊(5a，5b)被固定在所述橫向控制臺(tái)(4);橋接元件(3)適應(yīng)的牢牢連接所述架子(2)的底部中心到所述橫向控制臺(tái)(4)的中心；所述橋接元件(3)在兩眼(16)中間，倚靠并延伸至前額(8)的下部，它的下面剛好到鼻梁；視頻信號(hào)源(6)在架子(2)內(nèi)；電線(7)從視頻信號(hào)源(6)經(jīng)過橋接元件(3)和橫向控制臺(tái)(4)到達(dá)顯示器(10)，安置在影像顯示模塊(5a，5b)內(nèi)；一對(duì)靈活的夾桿(1)，目的是將所述設(shè)備固定在頭部兩端。
文檔編號(hào)G02B27/01GK102741727SQ201080050125
公開日2012年10月17日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者拉茲羅·霍拉克斯基 申請人:山多爾·勞倫克茲, 拉茲羅·霍拉克斯基