CN109407392B - 液晶显示屏和虚拟现实头戴设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示屏和虚拟现实头戴设备，属于虚拟现实技术领域。所述液晶显示屏包括第一显示区域和第二显示区域，在该液晶显示屏显示具有桶形畸变的目标图像时，该目标图像位于该第一显示区域内，且，位于该第二显示区域外；其中，在该第二显示区域内，该液晶显示屏的背光源是红外光源。本发明实施例提供的技术方案使虚拟现实头戴设备不需要单独设置专门的用于承载红外光源的机械结构，也可以实现对用户注视点的追踪，因此，可以减小虚拟现实头戴设备的体积。

Description

液晶显示屏和虚拟现实头戴设备
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种液晶显示屏和虚拟现实头戴设备。
背景技术
对于虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术来说，以较高的分辨率来呈现图像可以极大地提升用户的临场感，但这也对图像的渲染和传输提出了较高的要求。为了降低图像渲染和传输的压力，越来越多的VR头戴设备引入了注视点渲染功能，在注视点渲染功能中，可以对用户的注视点进行追踪，以在图像中确定视场中心，在对图像渲染的过程中，可以为视场中心的图像区域提供较高的分辨率，而为其他的图像区域提供较低的分辨率。在对用户的注视点进行追踪的过程中，可以采用红外光照亮用户的眼球区域，并通过摄像头捕捉被照亮的眼球区域中的瞳孔的位置，而后根据瞳孔的位置确定用户的注视点。
相关技术中，为了对用户的注视点进行追踪，VR头戴设备中可以设置有专门的用于承载红外光源的机械结构，例如，该机械结构可以为一环状结构。
在VR头戴设备中单独设置机械结构来承载红外光源会增大VR头戴设备的体积。
发明内容
本发明实施例提供了一种液晶显示屏和虚拟现实头戴设备。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种液晶显示屏，所述液晶显示屏包括第一显示区域和第二显示区域，在所述液晶显示屏显示具有桶形畸变的目标图像时，所述目标图像位于所述第一显示区域内，且，位于所述第二显示区域外；
其中，在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏的背光源是红外光源。
可选的，在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏中的亚像素滤光片均为红外滤光片，所述红外滤光片允许通过的光的波长与所述红外光源所发射的红外光的波长一致。
可选的，在所述第一显示区域内，所述液晶显示屏设置有亚像素滤光片；
在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏未设置亚像素滤光片。
可选的，在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏向外发出的红外光的光强能够在第一光强和第二光强之间进行周期性地切换。
可选的，在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏设置有目标液晶层，所述目标液晶层中的液晶的姿态能够在所述液晶显示屏的驱动组件的驱动下，在第一姿态和第二姿态之间进行周期性地切换。
可选的，所述红外光源发射的红外光的光强能够在第三光强和第四光强之间进行周期性地切换。
可选的，在所述第一显示区域内，所述液晶显示屏设置有液晶层；
在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏未设置液晶层。
可选的，在所述第一显示区域内，所述液晶显示屏设置有上偏光片和下偏光片；
在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏未设置上偏光片和下偏光片。
第二方面，提供了一种虚拟现实头戴设备，所述虚拟显示头戴设备包括如上述第一方面任一所述的液晶显示屏和摄像组件；
其中，所述摄像组件用于对经过目标红外光照亮的用户的眼球区域进行拍摄，得到所述用户的瞳孔图像，所述目标红外光为所述液晶显示屏在第二显示区域中向外发出的红外光。
可选的，所述虚拟现实头戴设备还包括透镜，所述第二显示区域的大小根据所述透镜的光学特性确定。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过提供一种包括第一显示区域和第二显示区域的液晶显示屏，其中，第二显示区域的背光源是红外光源，在该液晶显示屏显示具有桶形畸变的目标图像时，该目标图像位于第一显示区域内，且，位于第二显示区域外，由于设置在VR头戴设备中的液晶显示屏通常需要显示具有桶形畸变的目标图像，在显示该目标图像时，液晶显示屏的一部分显示区域，也即是第二显示区域，为无效显示区域，其并不用于显示该目标图像，换句话说，在液晶显示屏显示该目标图像时，第二显示区域位于该目标图像之外，因此，将第二显示区域的背光源设置为红外光源，一方面不会影响对目标图像的显示，另一方面可以利用该红外光源发射的红外光对用户的眼球进行照射，从而实现对用户注视点的追踪，这样，VR头戴设备不需要单独设置专门的用于承载红外光源的机械结构，也可以实现对用户注视点的追踪，因此，可以减小VR头戴设备的体积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种液晶显示屏的示意图。
图2是本发明实施例提供的一种凸透镜成像的示意图。
图3是本发明实施例提供的另一种凸透镜成像的示意图。
图4是本发明实施例提供的一种对具有桶形畸变的图像进行显示的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
在实际应用中，为了在降低图像渲染和传输压力的前提下，保证用户的临场感，虚拟现实(Virtual Reality，VR)头戴设备通常可以提供注视点渲染功能。
在注视点渲染功能中，VR头戴设备在对图像渲染时，可以仅为视场中心的图像区域提供较高的分辨率，而为其他的图像区域提供较低的分辨率。其中，视场中心指的是用户的注视点周围的区域。
为了确定视场中心，VR头戴设备可以对用户的注视点进行追踪。相关技术中，VR头戴设备可以设置有专门的用于承载红外光源的机械结构，并利用该机械结构上承载的红外光源对用户的眼球区域进行照射，以确定用户的瞳孔位置，而后，根据用户的瞳孔位置确定用户的注视点。
然而，在VR头戴设备中单独设置机械结构来承载红外光源会增大VR头戴设备的体积。
本发明实施例提供了一种液晶显示屏和虚拟现实头戴设备，可以在实现注视点渲染功能的前提下，减小VR头戴设备的体积。
下面，将对本发明实施例提供的液晶显示屏的结构进行简要说明，该液晶显示屏可以为VR头戴设备中的显示屏。如图1所示，本发明实施例提供的液晶显示屏10可以包括第一显示区域101和第二显示区域102。
在该液晶显示屏10显示具有桶形畸变的目标图像时，该目标图像位于第一显示区域101内，且，位于第二显示区域102外，其中，在第二显示区域102内，该液晶显示屏10的背光源是红外光源。
为了给用户提供更宽的视场，提升用户的临场感，VR头戴设备通常会在显示屏和人眼之间设置凸透镜。
然而，显示屏中的图像经过凸透镜后所成的像一般会有一定的畸变，且，这种畸变通常为枕形畸变。
请参考图2，如图2所示，显示屏显示的正常的图像a经过凸透镜T后所成的像为具有枕形畸变的图像b。
为了保证图像的显示效果，VR头戴设备一般需要进行畸变校正。一种较为常见的畸变校正方法是：为需要进行显示的图像增加桶形畸变以补偿凸透镜所产生的枕形畸变。换句话说，VR头戴设备可以对需要进行显示的图像增加桶形畸变，以得到具有桶形畸变的目标图像，而后，在显示屏中显示该目标图像。
请参考图3，如图3所示，显示屏显示的具有桶形畸变的目标图像c经过凸透镜T后所成的像为正常的图像a。
在显示具有桶形畸变的目标图像时，显示屏中的一部分显示区域为无效显示区域，所谓无效显示区域指的是不对目标图像进行显示的区域，通常情况下，该无效显示区域位于显示屏的四个边角处。
请参考图4，如图4所示，在显示屏显示具有桶形畸变的目标图像R时，显示屏中的A、B、C和D为无效显示区域。
本发明实施例提供的液晶显示屏10，可以包括第一显示区域101和第二显示区域102，其中，在该液晶显示屏10显示具有桶形畸变的目标图像时，该第二显示区域102为无效显示区域。
在本发明实施例提供的液晶显示屏10中，第二显示区域102的背光源可以为红外光源。将第二显示区域的背光源102设置为红外光源，一方面，不会影响液晶显示屏10对具有桶形畸变的目标图像的显示，另一方面，该红外光源发射的红外光可以对用户的眼球区域进行照射，从而实现对用户注视点的追踪。这样，VR头戴设备不需要单独设置专门的用于承载红外光源的机械结构，也可以实现对用户注视点的追踪，因此，可以减小VR头戴设备的体积。
综上所述，本发明实施例通过提供一种包括第一显示区域和第二显示区域的液晶显示屏，其中，第二显示区域的背光源是红外光源，在该液晶显示屏显示具有桶形畸变的目标图像时，该目标图像位于第一显示区域内，且，位于第二显示区域外，由于设置在VR头戴设备中的液晶显示屏通常需要显示具有桶形畸变的目标图像，在显示该目标图像时，液晶显示屏的一部分显示区域，也即是第二显示区域，为无效显示区域，其并不用于显示该目标图像，换句话说，在液晶显示屏显示该目标图像时，第二显示区域位于该目标图像之外，因此，将第二显示区域的背光源设置为红外光源，一方面不会影响对目标图像的显示，另一方面可以利用该红外光源发射的红外光对用户的眼球进行照射，从而实现对用户注视点的追踪，这样，VR头戴设备不需要单独设置专门的用于承载红外光源的机械结构，也可以实现对用户注视点的追踪，因此，可以减小VR头戴设备的体积。
在一种可选的实施例中，在第二显示区域102中，液晶显示屏10中的亚像素滤光片均为红外滤光片，其中，该红外滤光片允许通过的光的波长与液晶显示屏10在第二显示区域102内设置的背光源(也即是红外光源)的波长一致。
通常情况下，对于每一个像素，液晶显示屏可以设置3个亚像素滤光片，分别为红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片，背光源发出的白光经过该3个亚像素滤光片后可以形成红光、绿光和蓝光。
而本发明实施例提供的液晶显示屏10，在第二显示区域102中，其设置的亚像素滤光片可以均为红外滤光片，该红外滤光片允许通过的光的波长与液晶显示屏10在第二显示区域102内设置的背光源(也即是红外光源)的波长一致，这样，可以保证红外光源发出的红外光能够从红外滤光片射出。
当然，为了保证红外光源发出的红外光的正常射出，在一种可选的实施例中，液晶显示屏10在该第二显示区域102内可以不设置亚像素滤光片。
为了保证液晶显示屏10可以在第一显示区域101中正常显示目标图像，液晶显示屏10在第一显示区域101中可以设置有亚像素滤光片，且，对于每一像素，液晶显示屏10可以设置3个亚像素滤光片，分别为红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片。
在一种可选的实施例中，在第二显示区域102内，液晶显示屏10向外发出的红外光的光强能够在第一光强和第二光强之间进行周期性地切换。
实际应用中，照射在用户眼球区域的红外光可以在该用户的眼球区域形成光斑，在确定瞳孔位置的过程中，VR头戴设备很容易将该光斑误判为用户的瞳孔，从而造成用户瞳孔位置确定错误，继而会对VR头戴设备的注视点渲染功能造成负面影响。
为了提高用户瞳孔位置确定的准确性，本发明实施例提供的液晶显示屏10在第二显示区域102内向外发出的红外光的光强能够在第一光强和第二光强之间进行周期性地切换，其中，第一光强与第二光强之差可以大于目标差值，该目标差值可以由技术人员进行设定。这样，照射在用户眼球区域的红外光在该用户的眼球区域形成光斑就会产生闪烁，从而使VR头戴设备较容易地识别出该光斑，因此，可以降低VR头戴设备将该光斑误判为用户的瞳孔的概率，继而可以提高用户瞳孔位置确定的准确性。
在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的液晶显示屏10在第二显示区域102中可以设置有目标液晶层，该目标液晶层中的液晶的姿态能够在液晶显示屏10的驱动组件的驱动下，在第一姿态和第二姿态之间进行周期性地切换。
这样，在红外光源发出的红外光的光强不变的情况下，目标液晶层中的液晶为第一姿态时，液晶显示屏10在第二显示区域102内向外发出的红外光的光强可以为第一光强，目标液晶层中的液晶为第二姿态时，液晶显示屏10在第二显示区域102内向外发出的红外光的光强可以为第二光强。
在另一种可能的实现方式中，红外光源发射的红外光的光强能够在第三光强和第四光强之间进行周期性地切换。
这样，在红外光源发射的红外光的光强为第三光强时，液晶显示屏10在第二显示区域102内向外发出的红外光的光强可以为第一光强，在红外光源发射的红外光的光强为第四光强时，液晶显示屏10在第二显示区域102内向外发出的红外光的光强可以为第二光强。
需要指出的是，上述第三光强可以等于第一光强，上述第四光强可以等于第二光强。
还需要指出的是，在这种实现方式中，第二显示区域102内，液晶显示屏10可以不设置液晶层，此外，液晶显示屏10还可以不设置上偏光片和下偏光片。
当然，为了保证液晶显示屏10能够正常显示目标图像，在第一显示区域101内，液晶显示屏10可以设置有液晶层、上偏光片和下偏光片。
综上所述，本发明实施例通过提供一种包括第一显示区域和第二显示区域的液晶显示屏，其中，第二显示区域的背光源是红外光源，在该液晶显示屏显示具有桶形畸变的目标图像时，该目标图像位于第一显示区域内，且，位于第二显示区域外，由于设置在VR头戴设备中的液晶显示屏通常需要显示具有桶形畸变的目标图像，在显示该目标图像时，液晶显示屏的一部分显示区域，也即是第二显示区域，为无效显示区域，其并不用于显示该目标图像，换句话说，在液晶显示屏显示该目标图像时，第二显示区域位于该目标图像之外，因此，将第二显示区域的背光源设置为红外光源，一方面不会影响对目标图像的显示，另一方面可以利用该红外光源发射的红外光对用户的眼球进行照射，从而实现对用户注视点的追踪，这样，VR头戴设备不需要单独设置专门的用于承载红外光源的机械结构，也可以实现对用户注视点的追踪，因此，可以减小VR头戴设备的体积。
本发明实施例还提供了一种VR头戴设备，该VR头戴设备可以包括摄像组件以及上述实施例所述的液晶显示屏。
其中，该摄像组件用于对经过目标红外光照亮的用户的眼球区域进行拍摄，得到该用户的瞳孔图像，该目标红外光为液晶显示屏在第二显示区域中向外发出的红外光。
在本发明的一个实施例中，该VR头戴设备还包括透镜，其中，第二显示区域的大小根据该透镜的光学特性确定。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种液晶显示屏，其特征在于，所述液晶显示屏包括第一显示区域和第二显示区域，在所述液晶显示屏显示具有桶形畸变的目标图像时，所述目标图像位于所述第一显示区域内，且，位于所述第二显示区域外；
所述第二显示区域为无效显示区域，所述无效显示区域是不显示目标图像的区域，所述第二显示区域位于显示屏的四个边角处；
其中，在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏的背光源是红外光源，所述液晶显示屏中的亚像素滤光片均为红外滤光片，所述红外滤光片允许通过的光的波长与所述红外光源所发射的红外光的波长一致。
2.根据权利要求1所述的液晶显示屏，其特征在于，在所述第一显示区域内，所述液晶显示屏设置有亚像素滤光片；
在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏未设置亚像素滤光片。
3.根据权利要求1所述的液晶显示屏，其特征在于，在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏向外发出的红外光的光强能够在第一光强和第二光强之间进行周期性地切换。
4.根据权利要求3所述的液晶显示屏，其特征在于，在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏设置有目标液晶层，所述目标液晶层中的液晶的姿态能够在所述液晶显示屏的驱动组件的驱动下，在第一姿态和第二姿态之间进行周期性地切换。
5.根据权利要求3所述的液晶显示屏，其特征在于，所述红外光源发射的红外光的光强能够在第三光强和第四光强之间进行周期性地切换。
6.根据权利要求5所述的液晶显示屏，其特征在于，在所述第一显示区域内，所述液晶显示屏设置有液晶层；
在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏未设置液晶层。
7.根据权利要求6所述的液晶显示屏，其特征在于，在所述第一显示区域内，所述液晶显示屏设置有上偏光片和下偏光片；
在所述第二显示区域内，所述液晶显示屏未设置上偏光片和下偏光片。
8.一种虚拟现实头戴设备，其特征在于，所述虚拟显示头戴设备包括如权利要求1至7任一所述的液晶显示屏和摄像组件；
其中，所述摄像组件用于对经过目标红外光照亮的用户的眼球区域进行拍摄，得到所述用户的瞳孔图像，所述目标红外光为所述液晶显示屏在第二显示区域中向外发出的红外光。
9.根据权利要求8所述的虚拟现实头戴设备，其特征在于，所述虚拟现实头戴设备还包括透镜，所述第二显示区域的大小根据所述透镜的光学特性确定。
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