一種頭戴顯示設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種頭戴顯示設備，包括圖像顯示屏、眼罩、鏡架、半反半透鏡和兩組凹面反射鏡，其中：圖像顯示屏安裝于鏡架上方或下方；鏡架與所述眼罩連接，鏡架中央設有隔斷片，用于將兩眼看見的圖像完全隔斷；半反半透鏡與圖像顯示屏呈30度～60度的夾角安裝于鏡架內；兩組凹面反射鏡并排安裝于圖像顯示屏對側或眼罩對側，圖像顯示屏發(fā)出的光信息依次經半反半透鏡透射、凹面反射鏡、半反半透鏡后射入人眼。本實用新型頭戴顯示設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，其結構簡單，設計輕巧，便于產業(yè)化生成，成本低。
【專利說明】一種頭戴顯示設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及頭戴顯示【技術領域】，尤其涉及一種頭戴顯示設備。
【背景技術】
[0002]隨著3D顯示技術的蓬勃發(fā)展，3D立體顯示技術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品的一項重要指標。立體顯示應用科技技術手段還原了人類真實的三維世界，將引領未來視像科技的發(fā)展趨勢。
[0003]然而傳統(tǒng)的立體顯示技術，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備上，享受大屏立體視覺效果。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種頭戴顯示設備，包括圖像顯示屏、眼罩、鏡架、半反半透鏡和兩組凹面反射鏡，其中:圖像顯示屏安裝于鏡架上方或下方；鏡架與所述眼罩連接，鏡架中央設有隔斷片，用于將兩眼看見的圖像完全隔斷；半反半透鏡與圖像顯示屏呈30度?60度的夾角安裝于鏡架內；兩組凹面反射鏡并排安裝于圖像顯示屏對偵牝圖像顯示屏發(fā)出的光信息被半反半透鏡透射至凹面反射鏡，經凹面反射鏡放大后反射回半反半透鏡，再由半反半透鏡反射入人眼，或兩組凹面反射鏡并排安裝于眼罩對側，圖像顯示屏發(fā)出的光信息被半反半透鏡反射至凹面反射鏡，經凹面反射鏡放大后反射回半透鏡透射，再由半反半透鏡透射入人眼。
[0006]采用本實用新型頭戴顯示設備觀看視頻時，圖像顯示屏顯示視頻源時，需要將視頻轉換為左右兩幅圖像，且用鏡架中央的隔斷片將這兩幅圖像隔開，避免了左側圖像對右眼的干擾及右側圖像對左眼的干擾。當左右兩側圖像完全一致時，為普通2D視頻，當左右兩側圖像具有一定的位差時，為3D立體影像。
[0007]優(yōu)選的，當凹面反射鏡安裝于圖像顯示屏對側時，在眼罩對側安裝有吸光片或在眼罩對側的鏡架內壁上設置有吸光層；當凹面反射鏡安裝于眼罩對側時，在圖像顯示屏對側安裝有吸光片或在圖像顯示屏對側的鏡架內壁上設置有吸光層。
[0008]其中，所述圖像顯示屏為單塊顯示屏或兩塊并排安裝的顯示屏；所述半反半透鏡為單塊半透半反射鏡或兩塊并排安裝的半透半反射鏡。
[0009]優(yōu)選的，每塊半反半透鏡由兩塊直角棱鏡膠合組成，其中一塊直角棱鏡的斜面鍍有半透半反膜，鍍有半反半透膜的斜面與圖像顯示屏呈30度?60度的夾角。
[0010]優(yōu)選的，當半反半透鏡為兩塊并排安裝的半反半透鏡時，每塊半反半透鏡與所對應的凹面反射鏡加工為一體，由一塊一側為凸面的直角棱鏡和另一塊直角棱鏡膠合而成，其中一塊直角棱鏡的斜面鍍有半透半反膜，帶凸面的直角棱鏡的凸面上鍍有全反射膜，鍍有半反半透膜的斜面與圖像顯示屏呈30度?60度的夾角。
[0011]優(yōu)選的，所述頭戴顯示設備還包括外設連接電路，外設連接電路通過有線或無線方式，將所述頭戴顯示設備與具有播放功能的電子設備連接，獲取待顯示的信息。
[0012]優(yōu)選的，在鏡架與眼罩連接位置處，還安裝有兩組結構相同的正焦光學透鏡或正焦光學透鏡組。
[0013]優(yōu)選的，所述頭戴顯示設備眼罩內還安裝有屈光度調節(jié)器。
[0014]優(yōu)選的，所述鏡架兩側分別設有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶。
[0015]優(yōu)選的，所述眼罩上方設有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶。
[0016]本實用新型具有如下有益效果:
[0017]1.本實用新型頭戴顯示設備具有目視放大光學系統(tǒng)，在人眼前方一定距離處的呈現放大虛像，可使用戶享受大屏立體視覺效果；
[0018]2.本實用新型頭戴顯示設備可用于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；
[0019]3.本實用新型頭戴顯示設備結構簡單，設計輕巧，便于產業(yè)化生成，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖:
[0021]圖1為本實用新型實施例一光學原理圖；
[0022]圖2為本實用新型實施例二光路原理圖；
[0023]圖3為圖1的替代方案一，將單塊半反半透鏡替換為兩塊直角棱鏡；
[0024]圖4為圖1的替代方案二，半反半透鏡與凹面反射鏡為一體；
[0025]圖5是在圖2原基礎上在人眼前方增加光學透鏡的光路原理圖；
[0026]圖6為根據圖1光學原理設計的頭戴顯示設備結構示意圖；
[0027]圖7為根據圖2光學原理設計的頭戴顯示設備結構示意圖；
[0028]圖8為圖6或圖7裝配好后的結構示意圖；
[0029]圖9為圖7頭戴顯示設備通過眼罩上方卡扣連接頭戴伸縮帶的結構示意圖；
[0030]圖10為圖7頭戴顯示設備通過鏡架兩側卡扣連接頭戴伸縮帶的結構示意圖。
[0031]圖中標記:1-圖像顯示屏，2-眼罩，3-鏡架，4-半反半透鏡，41-第一直角棱鏡；42-第二直角棱鏡，5-凹面反射鏡，51-凸面，6-隔斷片，7-卡扣，8-頭戴伸縮帶，9-人眼位置，10-放大虛像成像位置。【具體實施方式】
[0032]下面將結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├绢I域普通技術人員在沒有作出創(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。
[0033]實施例一:
[0034]參見圖1，本實用新型實施例一光學原理圖，圖6為根據圖1光學原理設計的頭戴顯示設備結構示意圖，如圖6，所述頭戴顯示設備包括圖像顯示屏1、眼罩2、鏡架3、半反半透鏡4和兩組凹面反射鏡5，其中:圖像顯示屏I安裝于鏡架上方或下方，圖6以圖像顯示屏I安裝在鏡架上方為例；鏡架3與所述眼罩2連接，鏡架3中央設有隔斷片6，用于將兩眼看見的圖像完全隔斷；半反半透鏡4與圖像顯示屏I呈30度?60度(優(yōu)選45度)的夾角安裝于鏡架內；兩組凹面反射鏡5并排安裝于圖像顯示屏I對側(即圖像顯示屏安裝在鏡架上方時，兩組凹面反射鏡5并排安裝于鏡架下方，像源與凹面反射鏡平行)，兩凹面反射鏡5在近圖像源的一側鍍有全反射膜，它可以是光學塑料或光學玻璃或金屬材質。頭戴顯示設備工作時的光路走向可參見圖1:圖像顯示屏I發(fā)出的光信息被半反半透鏡4透射至凹面反射鏡5，經凹面反射鏡5放大后再反射回半反半透鏡4，再由半反半透鏡4反射入人眼，人眼經該設備看到的是成像在人眼前方一定距離處的放大虛像(如圖1中10表示人眼位置，11表示放大虛像成像位置)，可享受到在影院觀看影片的大屏效果。為了防止雜光在整個系統(tǒng)中不斷折返，干擾成像質量，本實施例中，優(yōu)選在眼罩對側安裝一塊吸光片或在眼罩對側的鏡架內壁上設置一層吸光層，將無用的雜光吸收掉。在眼罩對側的鏡架內壁上設置吸光層，最簡單的方法是在鏡架內壁噴涂一層黑漆。
[0035]實施例二:
[0036]圖2為本實用新型實施例二光路原理圖，圖7為根據圖2光學原理設計的頭戴顯示設備結構示意圖，實施例二與實施例一大部分結構都相同，唯一的區(qū)別在于:兩組凹面反射鏡的安裝位置不同，實施例一中，兩組凹面反射鏡5并排安裝于圖像顯示屏I對側；而實施例二中，兩組凹面反射鏡并排安裝于眼罩對側(像源與凹面反射鏡垂直)，此種結構中，頭戴顯示設備工作時的光路走向參見圖2:圖像顯示屏I發(fā)出的光信息被半反半透鏡4反射至凹面反射鏡5，經凹面反射鏡5放大后反射回半透鏡透射4，再由半反半透鏡4透射入人眼。同樣為了防止雜光在整個系統(tǒng)中不斷折返，干擾成像質量，本實施例中，優(yōu)選在圖像顯示屏對側安裝一塊吸光片或在圖像顯示屏對側的鏡架內壁上設置一層吸光層，將無用的雜光吸收掉。
[0037]參見圖8，為實施例一和實施例二中頭戴顯示設備裝配好后的結構外觀示意圖。包括上述兩實施例在內，本實用新型實施例頭戴顯示設備還包括外設連接電路(包括有線連接接口和/或無線連接模塊)，外設連接電路通過有線或無線方式，將所述頭戴顯示設備與具有播放功能的電子設備連接，獲取待顯示的信息，具有播放功能的電子設備可以為電視機、手機、平板電腦等。頭戴顯示設備可設計為通過自帶電池供電，也可以設計為通過有線方式連接外部電子設備時，由外部電子設備的電源對其供電。
[0038]采用本實用新型頭戴顯示設備觀看視頻時，圖像顯示屏顯示視頻源時，需要將視頻轉換為左右兩幅圖像，且用鏡架中央的隔斷片將這兩幅圖像隔開，避免了左側圖像對右眼的干擾及右側圖像對左眼的干擾。當左右兩側圖像完全一致時，為普通2D視頻，當左右兩側圖像具有一定的位差時，為3D立體影像。
[0039]在上述兩實施例中，所述圖像顯示屏I可以為單塊顯示屏或兩塊并排安裝的顯示屏；所述半反半透鏡4可以為單塊半透半反射鏡，供左右眼共用，也可以為兩塊并排安裝的半透半反射鏡，各自供左右眼光路使用。
[0040]在另一實施例中，半反半透鏡可以由兩塊膠合的直角棱鏡膠替換，如圖3為圖1的替代方案一，將單塊半反半透鏡替換為兩塊膠合的直角棱鏡，如圖3中膠合在一起的直角棱鏡41和直角棱鏡42，兩直角棱鏡41、42中任意一塊直角棱鏡的斜面鍍有半透半反膜，鍍有半反半透膜的斜面與圖像顯示屏呈30度?60度的夾角。
[0041]在另一實施例中，半反半透鏡不僅由兩塊膠合的直角棱鏡膠替換，且半反半透鏡與凹面反射鏡為一體。如圖4，其為圖1的替代方案二，每塊半反半透鏡與所對應的凹面反射鏡加工為一體，由一塊一側帶凸面51的直角棱鏡41和另一塊直角棱鏡42膠合而成，直角棱鏡41、42中任意一塊直角棱鏡的斜面鍍有半透半反膜，鍍有半反半透膜的斜面與移動終端顯示屏呈30度?60度的夾角；直角棱鏡41的凸面51上鍍有全反射膜，凸面51上鍍的全反射膜為介質全反射膜或金屬反射膜。
[0042]在另一優(yōu)選實施例中，為了呈現更大屏的觀影效果，同時校正相差，可以在鏡架與眼罩連接位置處(人眼前方位置)增加安裝兩組結構相同的正焦光學透鏡(單片)或多個透鏡組成的正焦光學透鏡組，參見圖5。增加的光學透鏡不但能校正相差，同時能承擔一部分放大，其與凹面反射鏡共同構成光學放大結構。
[0043]在另一優(yōu)選實施例中，所述頭戴立體觀影設備眼罩內還安裝有屈光度調節(jié)器，屈光度調節(jié)器可使屈光度在一定范圍內可調節(jié)，以適應屈光度在此范圍內的使用者在不佩戴眼鏡的情況下可以正常的使用此頭戴立體觀影設備。
[0044]本實用新型實施例提供的設備為頭戴顯示設備，圖6?8介紹的均為頭戴顯示設備的主體結構，該頭戴顯示設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9和圖10以頭戴伸縮帶為例。如圖9示意的為:在眼罩上方設置卡扣7，用于緊固頭戴伸縮帶8;而圖10示意的為:在鏡架兩側分別設置一卡扣7，用于緊固頭戴伸縮帶8。圖9佩戴方式相比于圖10更符合人體力學:圖9方式佩戴時，若移動終端過重可能會壓迫用戶臉部；而圖10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。
[0045]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。
[0046]本說明書(包括任何附加權利要求、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。
[0047]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
【權利要求】
1.一種頭戴顯示設備，其特征在于，所述頭戴顯示設備包括圖像顯示屏、眼罩、鏡架、半反半透鏡和兩組凹面反射鏡，其中: 圖像顯示屏安裝于鏡架上方或下方； 鏡架與所述眼罩連接，鏡架中央設有隔斷片，用于將兩眼看見的圖像完全隔斷； 半反半透鏡與圖像顯示屏呈30度?60度的夾角安裝于鏡架內； 兩組凹面反射鏡并排安裝于圖像顯示屏對側，圖像顯示屏發(fā)出的光信息被半反半透鏡透射至凹面反射鏡，經凹面反射鏡放大后反射回半反半透鏡，再由半反半透鏡反射入人眼，或 兩組凹面反射鏡并排安裝于眼罩對側，圖像顯示屏發(fā)出的光信息被半反半透鏡反射至凹面反射鏡，經凹面反射鏡放大后反射回半透鏡透射，再由半反半透鏡透射入人眼。
2.如權利要求1所述的頭戴顯示設備，其特征在于: 當凹面反射鏡安裝于圖像顯示屏對側時，在眼罩對側安裝有吸光片或在眼罩對側的鏡架內壁上設置有吸光層； 當凹面反射鏡安裝于眼罩對側時，在圖像顯示屏對側安裝有吸光片或在圖像顯示屏對側的鏡架內壁上設置有吸光層。
3.如權利要求2所述的頭戴顯示設備，其特征在于: 所述圖像顯示屏為單塊顯示屏或兩塊并排安裝的顯示屏； 所述半反半透鏡為單塊半透半反射鏡或兩塊并排安裝的半透半反射鏡。
4.如權利要求3所述的頭戴顯示設備，其特征在于，每塊半反半透鏡由兩塊直角棱鏡膠合組成，其中一塊直角棱鏡的斜面鍍有半透半反膜，鍍有半反半透膜的斜面與圖像顯示屏呈30度?60度的夾角。
5.如權利要求3所述的頭戴顯示設備，其特征在于，當半反半透鏡為兩塊并排安裝的半反半透鏡時，每塊半反半透鏡與所對應的凹面反射鏡加工為一體，由一塊一側為凸面的直角棱鏡和另一塊直角棱鏡膠合而成，其中一塊直角棱鏡的斜面鍍有半透半反膜，帶凸面的直角棱鏡的凸面上鍍有全反射膜，鍍有半反半透膜的斜面與圖像顯示屏呈30度?60度的夾角。
6.如權利要求1至5任一項所述的頭戴顯示設備，其特征在于，所述頭戴顯示設備還包括外設連接電路，外設連接電路通過有線或無線方式，將所述頭戴顯示設備與具有播放功能的電子設備連接，獲取待顯示的信息。
7.如權利要求6所述的頭戴顯示設備，其特征在于，在鏡架與眼罩連接位置處，還安裝有兩組結構相同的正焦光學透鏡或正焦光學透鏡組。
8.如權利要求6所述的頭戴顯示設備，其特征在于，所述頭戴顯示設備眼罩內還安裝有屈光度調節(jié)器。
9.如權利要求6所述的頭戴顯示設備，其特征在于，所述鏡架兩側分別設有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶。
10.如權利要求6所述的頭戴顯示設備，其特征在于，所述眼罩上方設有卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶。
【文檔編號】G02B27/01GK203786395SQ201420126573
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權日:2014年3月20日
【發(fā)明者】黃琴華, 趙霄翔, 彭濤 申請人:成都理想境界科技有限公司