CN203786400U - 一种头戴式立体观影器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种头戴式立体观影器，包括头部固定支架以及视觉***，视觉***包括两块垂直放置的液晶显示屏，一块可透可反平面镜，两块线偏振片、一块半波片和两组光学放大组件，其中，可透可反平面镜设置于两液晶显示屏之间，其一边靠近两显示屏的交接处且与二者夹角相等；线偏正片位于可透可反平面镜与学放大组件之间；半波片设置于其中一块液晶显示屏与可透可反平面镜之间，且平行于该液晶显示屏；可透可反平面镜为p偏振可透s偏振可反平面镜或p偏振可反s偏振可透平面镜。由于本实用新型采用了一片半波片和偏振式反射镜，使两个图像源经偏振式反射镜后无光能量损失，能有效提高头戴式立体观影器的观影效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及头戴显示领域，尤其涉及一种头戴式立体观影器。
背景技术
随着3D显示技术的蓬勃发展，拥有立体视觉功能的头戴式显示器已经被广泛的应用和普及。3D立体显示技术正在革命性地影响和改变着人们的沟通、工作和生活方式。2010年，以3D电视及3D影视为代表的全球产业环境日益成熟，立体显示器与传统显示器相比，其最大的特点在于立体显示器能够让人真实的体验到立体视觉带来的巨大冲击和极致震撼，因而立体感强与否是衡量立体显示产品的一项重要指标。立体显示应用科技技术手段还原了人类真实的三维世界，将引领未来视像科技的发展趋势。
北京理工大学申请的中国专利CN201110057220.4中公开了一种头戴式立体视觉观片器，包括2块垂直放置的液晶显示屏、半反半透玻璃、2块放大透镜和偏振片，该观片器视场大，立体效果好。但是该技术方案中半反半透玻璃为普通的半反半透镜，2个图像源经半反半透玻璃后均损失了50%的光能量，严重影响成像质量。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种头戴式立体观影器，解决CN201110057220.4技术方案的中光能量损失严重的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种头戴式立体观影器，包括用于将整个观影器固定于头部的支架以及位于人眼前方并安装在支架上的视觉***，所述视觉***包括两块液晶显示屏、一块可透可反平面镜、两块线偏振片、一块半波片和两组光学放大组件，其中：两组光学放大组件并排置于人的两眼前方；在两组光学组件远离人眼的一方，设置有两个与光学组件同轴且并排放置的线偏振片，两块线偏振片位于可透可反平面镜与两组光学放大组件之间，两块偏振片的偏振方向互相垂直；两块液晶显示屏相互垂直放置，其中一块液晶显示屏与两组光学放大组件平行，另一块液晶显示屏置于两组光学放大组件之上，并且与两光学放大组件的光轴平行；可透可反平面镜设置于两块液晶显示屏之间，其一边靠近两块显示屏的交接处且与两块液晶显示屏的夹角相等；半波片设置于其中一块液晶显示屏与可透可反平面镜之间，且平行于该液晶显示屏；所述可透可反平面镜为p偏振可透s偏振可反平面镜或p偏振可反s偏振可透平面镜。
优选的，两块液晶显示屏错位设置，且二者之间有一定的交叠部分。
优选的，所述与两组光学放大组件平行的一块液晶显示屏，其屏幕中心点位于其中一组光学放大组件的光轴上；另一块液晶显示屏中点点发出的光线，经可透可反平面镜反射后，与另一组光学放大组件的光轴重合。
优选的，每组光学放大组件为单片正焦透镜或多个透镜组成的正焦透镜组。
优选的，所述头戴式立体观影器还包括外设连接电路，外设连接电路通过有线或无线方式，将所述头戴式立体观影器与具有播放功能的电子设备连接，获取待显示的信息。
优选的，所述头戴式立体观影器采用电池或外部电子设备进行供电。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型结构采用了一片半波片和偏振式反射镜（p偏振可透s偏振可反平面镜或p偏振可反s偏振可透平面镜），使两个图像源经偏振式反射镜后无光能量损失，能有效提高头戴式立体观影器的观影效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本实用新型实施例一头戴式立体观影器中视觉***的结构俯视图；
图2为本实用新型实施例一头戴式立体观影器中视觉***的结构侧视图；
图3为本实用新型实施例二头戴式立体观影器中视觉***的结构俯视图；
图4为本实用新型实施例二头戴式立体观影器中视觉***的结构侧视图；
图中标记：1-水平放置的液晶显示屏，2-竖直放置的液晶显示屏，3-可透可反平面镜，4-右线偏振片，5-左线偏正片，6-右光学放大组件，7-左光学放大组件,8-用户右眼，9-用户左眼，10-半波片。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一：
本实施例头戴式立体观影器，包括用于将整个观影器固定于头部的支架以及位于人眼前方并安装在支架上的视觉***，所述视觉***结构可参见图1和图2，包括两块垂直放置的液晶显示屏1、2，一块可透可反平面镜3，两块线偏振片4、5、一块半波片10和两组光学放大组件6、7。
两块液晶显示屏分别显示左右眼图像信息，图1中，水平放置的液晶显示屏1用于显示右眼图像，竖直放置的液晶显示屏2用于显示左眼图像。为了扩大视场角，如图1两块液晶显示屏优选为错位设置，且二者之间有一定的交叠部分，交叠面积的大小根据实际需要确定，对立体成像效果没有影响。
为了使得用户观看影像时，瞳孔与画面中心、光学放大组件中心三点在一条直线上，优选结构为：液晶显示屏2屏幕中心点位于光学放大组件7的光轴上；而液晶显示屏1中点点发出的光线，经可透可反平面镜3反射后，与光学放大组件6的光轴重合。
两组光学放大组件6、7并排置于人的两眼前方，用于放大图像，每组光学放大组件为单片正焦透镜或多个透镜组成的正焦透镜组，图中8、9分别表示人两眼。
在两组光学组件远离人眼的一方，设置有两个与光学组件同轴且并排放置的线偏振片4、5，两块线偏振片4、5并排放置于可透可反平面镜3与两组光学放大组件6、7之间，且右线偏振片4与右光学放大组件6同轴，左线偏振片5与左光学放大组件7同轴，右线偏振片4和左线偏正片5的偏振方向互相垂直。
可透可反平面镜3设置于两块液晶显示屏之间，其一边靠近两块显示屏的交接处且与二者的夹角相等。
图1中，半波片10平行设置于液晶显示屏1下方，由于液晶屏显示的图像光源可为线偏振光，假设本实施例中图像源显示的光源为光波振动方向平行与入射面的p偏振光，即液晶显示屏1与液晶显示屏2的显示光源均为p线偏振光，液晶显示屏1发出的光经半波片10后光波振动方向将垂直于入射面，即s线偏振光；此时可透可反平面镜3选择为p偏振可透s偏振可反平面镜；线偏振片4的偏振极化方向允许s线偏振光通过，阻止p偏振光通过；线偏振片5的偏振极化方向允许p偏振光通过，阻止s偏振光通过。两线偏正片保证用户每只眼睛只能看见一块显示屏发出的光线。在使用本实用新型头戴式立体观影器时，两块液晶显示屏所显示的图像画面应当为具有一定相位差的图像画面，用于形成立体视觉。
图1中，液晶显示屏1发出的光线，依次经半波片10透射、可透可反平面镜3反射，经线偏振片4透射，最后由光学放大组件6放大显示；液晶显示屏2发出的光学，依次经可透可反平面镜3透射、线偏振片5透射后，最后由光学放大组件7放大显示。
若假设图1中液晶显示屏1与液晶显示屏2的显示光源均为s线偏振光,则所述可透可反平面镜3应更换为p偏振可反s偏振可透平面镜，且线偏振片4的偏振极化方向允许线p偏振光通过，阻止s偏振光通过；线偏振片5的偏振极化方向允许s偏振光通过，阻止p偏振光通过。
实施例二：
参见图3和图4，实施例二头戴式立体观影器结构，属于实施例一结构的变形，图3和图4与图1和图2结构的区别在于：
A:两液晶显示屏错位方向有所区别，图1中，水平放置的液晶显示屏1用于显示右眼图像，竖直放置的液晶显示屏2用于显示左眼图像；而图2中，水平放置的液晶显示屏1用于显示左眼图像，竖直放置的液晶显示屏2用于显示右眼图像；
B:半波片放置位置不同，图3和图4中，半波片10平行于液晶显示屏2设置于液晶显示屏2的出射光方向上。
在图3和图4结构中，若假设液晶显示屏1与液晶显示屏2的显示光源均为p线偏振光,则所述可透可反平面镜3应为p偏振可反s偏振可透平面镜，且线偏振片4的偏振极化方向允许线s偏振光通过，阻止p偏振光通过；线偏振片5的偏振极化方向允许p偏振光通过，阻止s偏振光通过。
若假设图3和图4中，液晶显示屏1与液晶显示屏2的显示光源均为s线偏振光,则所述可透可反平面镜3应更换为p偏振可透s偏振可反平面镜，且线偏振片4的偏振极化方向允许线p偏振光通过，阻止s偏振光通过；线偏振片5的偏振极化方向允许s偏振光通过，阻止p偏振光通过。
除了实施例一和实施二外，本实用新型结构还有类似的其他变形方式，本实用新型所有实施例中，所述头戴式立体观影器还包括外设连接电路，外设连接电路通过有线或无线方式，将所述头戴式立体观影器与具有播放功能的电子设备连接，获取待显示的信息。考虑到便携式的需要，本实用新型的头戴式装置自身可以设计为不携带电源，采用数据线连接至具有播放功能的外部电子设备，获取待显示的信息的同时，由外部电子设备为头戴式立体观影器的双显示屏供电。如果允许该头戴式立体观影器具有稍大的体积，也可以设置电池仓，由电池为头戴式立体观影器的双显示屏供电。
本实用新型与北京理工大学申请的中国专利CN201110057220.4相比，由于采用了一片半波片和偏振式反射镜（p偏振可透s偏振可反平面镜或p偏振可反s偏振可透平面镜），使两个图像源经偏振式反射镜后无光能量损失，能有效提高头戴式立体观影器的观影效果。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (6)
1.头戴式立体观影器，包括用于将整个观影器固定于头部的支架以及位于人眼前方并安装在支架上的视觉***，其特征在于，所述视觉***包括两块液晶显示屏、一块可透可反平面镜、两块线偏振片、一块半波片和两组光学放大组件，其中：两组光学放大组件并排置于人的两眼前方；在两组光学组件远离人眼的一方，设置有两个与光学组件同轴且并排放置的线偏振片，两块线偏振片位于可透可反平面镜与两组光学放大组件之间，两块偏振片的偏振方向互相垂直；两块液晶显示屏相互垂直放置，其中一块液晶显示屏与两组光学放大组件平行，另一块液晶显示屏置于两组光学放大组件之上，并且与两光学放大组件的光轴平行；可透可反平面镜设置于两块液晶显示屏之间，其一边靠近两块显示屏的交接处且与两块液晶显示屏的夹角相等；半波片设置于其中一块液晶显示屏与可透可反平面镜之间，且平行于该液晶显示屏；所述可透可反平面镜为p偏振可透s偏振可反平面镜或p偏振可反s偏振可透平面镜。
2.如权利要求1所述的头戴式立体观影器，其特征在于，两块液晶显示屏错位设置，且二者之间有一定的交叠部分。
3.如权利要求2所述的头戴式立体观影器，其特征在于，所述与两组光学放大组件平行的一块液晶显示屏，其屏幕中心点位于其中一组光学放大组件的光轴上；另一块液晶显示屏中点点发出的光线，经可透可反平面镜反射后，与另一组光学放大组件的光轴重合。
4.如权利要求1至3任一项所述的头戴式立体观影器，其特征在于，每组光学放大组件为单片正焦透镜或多个透镜组成的正焦透镜组。
5.如权利要求4所述的头戴式立体观影器，其特征在于，所述头戴式立体观影器还包括外设连接电路，外设连接电路通过有线或无线方式，将所述头戴式立体观影器与具有播放功能的电子设备连接，获取待显示的信息。
6.如权利要求5所述的头戴式立体观影器，其特征在于，所述头戴式立体观影器采用电池或外部电子设备进行供电。
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