CN204496107U - 一种头戴式图像比例修正显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于图像显示设备技术领域，具体涉及头戴式显示设备的图像成像比例修正，旨在提供一种结构简单，质量轻，可适用于现有头戴式的显示设备：具体技术方案为：一种头戴式图像比例修正显示设备，包括罩体，罩体由前罩和后罩相互插装而成，前罩内放置显示设备，后罩的端头内插装有支架，支架的形状与人的脸型和额头相适应，支架外露的一端设置有弧形的海绵条，后罩内设置有比例修正镜片组，比例修正镜片组将显示设备的图像比例经比例修正后供用户观看，根据个人习惯和爱好，通过旋转旋钮来调节前盖与后罩之间的距离，以取得良好的观赏效果，通过使用该图像成像比例修改光学透镜组方案，可以将失真的图像比例修正为正确比例，显示效果极好。

Description

一种头戴式图像比例修正显示设备

技术领域

本实用新型属于图像显示设备技术领域，具体设置一种头戴显示设备的图像显示比例修正的装置。

背景技术

目前，全球范围内的头戴显示设备(Head-mounted Display)，包括头戴式虚拟现实眼镜（使用智能手机或平板电脑的屏幕作为显示器的头戴显示设备，如国内市场上发售的暴风魔镜虚拟现实手机头盔，国际市场上发售的三星GEAR VR等等），头戴式显示器（使用液晶显示屏作为显示器的头戴显示设备，如国际市场上发售的Oculus Rift系列，基于雷蛇的开源OSVR架构的虚拟现实眼镜等等）。现有的的头戴显示设备通过设备上的结构用遮挡的方式将屏幕分割为左右二部分，分别使人的左右眼分别只看到屏幕的左半部分或右半部分（Htc的Vive虚拟现实眼镜和索尼的HMZ T系列虚拟现实眼镜则是直接使用了左右并排的2块屏幕，左屏幕对应左眼，右屏幕对应右眼），使用该设备的用户通过安装在头戴显示设备上的光学透镜观看显示屏上的内容，当内容是3D影像时，则能使用户产生立体视觉效果。当用户通过头戴显示设备观看影像时，使用光学透镜可以使图像成像的尺寸或比例产生变化。

市面上头戴显示设备广泛使用的平凸透镜、双凸透镜、平凹透镜、菲涅耳透镜、非球面凸透镜、非球面凹透镜等都是以等比的方式放大屏幕上显示的影像让用户进行观看。当屏幕上显示的影视、图片或游戏内容以非正常比例（压扁，或拉伸）显示时，用户观看到的影像是该非正常比例（压扁，或拉伸）的影像等比放大后的影像。举例：在一台16：9的头戴显示器上，经过头戴显示器的画面左右分割，用户单眼看到的屏幕由16：9分隔为一半的8：9比例屏幕。在通常情况下，用户通过头戴显示设备观看的左右格式3D电影及体验的左右格式3D电子游戏时，电影或游戏所要展示的原始画面比例为16：9，而实际展示该16：9比例影像的屏幕比例为8：9，因此影像通常以比例变形的方式展现给用户。用户通过常用透镜后单眼看到的是比例由16：9变形为8：9的后再等比放大后的影像。该成像方式的缺点为极大地改变了画面比例，使画面失真，变形。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，旨在提供一种结构简单，质量轻，可将比例变形的画面修正为正常比例显示的头戴式显示设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种头戴式图像比例修正显示设备，包括罩体，罩体由前罩和后罩相互插装而成，罩体内通过隔板分隔为左右两个腔室，隔板将左右眼两侧的图像完全分开，避免左侧图像对右眼的干扰及右侧图像对左眼的干扰，当左右两侧图像完全一致时，为普通2D视频，当左右两侧图像具有一定的位差时，为3D立体影像。前罩的端头设置有前盖，前盖内开有容纳显示设备的卡槽，所述卡槽内粘结有减震海绵，减震海绵能够避免显示设备过度晃动产生视觉差距，同时也可以减少显示设备与前盖之间的摩擦。前罩的底端开有通槽，通槽内设置有可活动的滑动板，在观看图像时，推动滑动板，滑动板完全将通槽封闭，外界光线不会进入到罩体内，避免影响观赏效果，在需要对显示设备进行位置调节或其他触摸操作时，推动滑动板，通槽完全打开，手指穿过通槽后可以对显示设备进行操作，非常方便。后罩体的端头内一体相连有支架，支架的形状与人的脸型和额头相适应，以满足最大的人性化设计，支架外露的一端设置有弧形的海绵条，海绵条的形状与支架的形状相适应，后罩内设置有比例修正镜片组，比例修正镜片组将显示设备的显示图像经比例修正后显示，罩体上还设置有卡装在头部的伸缩带。罩体的一侧设置有旋钮，根据个人习惯和爱好，通过旋转旋钮来调节前盖与后罩之间的距离，以取得良好的观赏效果。

其中，显示设备可有多种选择，可为手机屏幕或平板电脑，也可为液晶屏幕、陀螺仪和液晶驱动板的组合，也可根据实际需要来选择其他可实现其功能的设备。

其中，前罩套装在后罩上，作为优选地实施方式，前盖既可铰接在前罩上与前罩同步运动；作为另一种优选地实施方式，前盖也可套装在前罩内，旋钮只驱动前盖相对于后罩运动。

其中，框架上铰接有盖体，盖体可相对于框架上下翻动。

其中，前罩的通槽上设置有卡边，隔板的前端开有缺口，缺口卡接在卡边上。

其中，后罩的顶部开有开口槽，比例修正镜片组穿过开口槽后插装在后罩内，方便和其他类型的镜片组进行更换，同时，比例修正镜片将显示设备的图像比例修正后传输至人眼中，观赏非常舒适。

其中，比例修正镜片组上包括框体、左镜片组和右镜片组，所述左镜片组和右镜片组相对于隔板对称设置，左镜片组和右镜片组均插装在框体上的视觉通孔内。左镜片组和右镜片组的结构相同，可由以下几种组合：

B类光学透镜：可为平凸透镜、双凸透镜、平凹透镜、菲涅尔透镜、非球面凸透镜、非球面凹透镜等其他能够将图像以等比方式放大或缩小的光学透镜。由于光学透镜的特殊性与共用性，B类光学透镜中的任意透镜，其自身与其他任意数量且任意类型的B类光学透镜以组合的方式所形成的透镜组，都可以将图像以等比的方式进行放大或缩小。因此将所有B类光学透镜与其他不限数量不限种类的B类光学透镜所形成的所有组合方式统一定义为B类光学透镜组。B类光学透镜为当前市面上所售的头戴显示设备所广泛使用的透镜，大多头戴显示设备均采用左右二边各放置1枚B类光学透镜或2枚B类光学透镜所形成的透镜组进行成像。

方案1、平凸柱面镜与任意一种B类透镜或任意一种B类透镜组组合而成的镜片组；

方案2、平凹柱面镜与任意一种B类透镜或任意一种B类透镜组组合而成的镜片组；

方案3、平凸柱面镜与2个三棱镜组合而成的镜片组。

由于光学透镜的特殊性，因此在使用不同镜片和在不同设备上使用时，为得到最佳效果，所需要的透镜尺寸和焦距是不同的，需要针对每种情况单独进行计算，具体透镜尺寸和焦距根据实际情况而定。

其中，作为优选地，框体、左镜片组和右镜片组一体成型，结构稳定。

其中，作为优选地，左镜片组和右镜片组上均设置有凸起，所述凸起用于调节左镜片组和右镜片组在框体内的安装位置，卡装效果好，结构稳定。

其中，作为优选地，左镜片组和右镜片的一体模块可直接通过后框体上方开口处插装在设备内，用手指即可完成（左镜片组与右镜片组）整个镜片组模块的更换。

另外，比例修正镜片组的镜片模块也可以整个模块从一体支架处***或者嵌入眼镜框体（为***式或嵌入式的）。

另外，比例修正镜片组的镜片模块也可以整个模块从通过翻开盖体16以取出，并且更换。通过盖下盖体16后可以对镜片组进行固定。效果好。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型在现有的成像基础上通过再次改变影像的成像比例，使用户观看到的非正常比例显示的影像修正为正常比例，让用户单眼观看到的比例变形的影像，以横向拉伸或纵向压扁的方式，修正为正常比例影像，视觉效果好，不会出现图像失真。在播放3D影像时，效果非常好。另外，1000度以下近视的用户无需佩戴眼镜即可观赏图像，非常方便，实用性高。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1中支架的安装结构示意图。

图3为图2中支架的结构示意图。

图4为图2中盖体上翻后的结构示意图。

图5为图1中罩体的连接结构示意图。

图6为比例修正镜片的组装结构示意图。

图7为图1中隔板的结构示意图。

图8为图6中比例修正镜片的内部结构示意简图。

图9为图6中左视方向的平凸柱面镜和棱镜组合而成的比例修正镜片的内部示意简图。

图中：1为罩体，2为前罩，3为后罩，4为隔板，5为前盖，6为卡槽，7为减震海绵，8为旋钮，9为通槽，10为滑动板，11为支架，12为海绵条，13为比例修正镜片组，14为伸缩带，15为框架，16为盖体，17为卡边，18为缺口，19为框体，20为左镜片组，21为右镜片组，22为凸起，23为视觉通孔。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-9所示，一种头戴式图像比例修正显示设备，包括罩体1，罩体1由前罩2和后罩3相互插装而成，罩体1内通过隔板4分隔为左右两个腔室，隔板4将左右眼两侧的图像完全分开，避免左侧图像对右眼的干扰及右侧图像对左眼的干扰，当左右两侧图像完全一致时，为普通2D视频，当左右两侧图像具有一定的位差时，为3D立体影像。前罩2的端头设置有前盖5，前盖5内开有容纳显示设备的卡槽6，所述卡槽6内粘结有减震海绵7，减震海绵7能够避免显示设备过度晃动产生视觉差距，同时也可以减少显示设备与前盖5之间的摩擦。前罩2的底端开有通槽9，通槽9内设置有可活动的滑动板10，在观看图像时，推动滑动板10，滑动板10完全将通槽9封闭，外界光线不会进入到罩体1内，避免影响观赏效果，在需要对显示设备进行位置调节或其他操作时，推动滑动板10，通槽9完全打开，手指穿过通槽9后可以对显示设备进行操作，非常方便。后罩3的端头内一体相连有支架11，支架11的形状与人的脸型和额头相适应，以满足最大的人性化设计，支架11外露的一端设置有弧形的海绵条12，海绵条12的形状与支架11的形状相适应，后罩3内设置有比例修正镜片组13，比例修正镜片组13将显示设备的显示图像比例修正后显示，罩体1上还设置有卡装在头部的伸缩带14。罩体1的一侧设置有旋钮8，根据个人习惯和爱好，通过旋转旋钮8来调节前盖5与后罩3之间的距离，以取得良好的观赏效果。

其中，显示设备可有多种选择，可为手机屏幕或平板电脑，也可为液晶屏幕、陀螺仪和驱动板的组合，也可根据实际需要来选择其他可实现其功能的设备。

其中，前罩2套装在后罩3上，作为优选的实施方式，前盖5既可铰接在前罩2上与前罩2同步运动；作为另一种优选地实施方式，前盖5也可套装在前罩2内，旋钮8只驱动前盖5相对于后罩3运动。

其中，框架15上铰接有盖体16，盖体16可相对于框架15上下翻动。

其中，前罩2的通槽9上设置有卡边17，隔板4的前端开有缺口18，缺口18卡接在卡边17上。

其中，后罩3的顶部开有开口槽，比例更改镜片组13穿过开口槽后插装在后罩3内，方便比例修正镜片组13的更换，同时，等比例镜片将显示设备的图像比例修正后传输至人眼中，观赏非常舒适。

其中，比例更改镜片组13上包括框体19、左镜片组20和右镜片组21，所述左镜片组20和右镜片组21相对于隔板4对称设置，左镜片组20和右镜片组21均插装在框体19上的视觉通孔23内。左镜片组20和右镜片组21的结构相同，可有以下几种组合：

B类光学透镜：可为平凸透镜、双凸透镜、平凹透镜、菲涅尔透镜、非球面凸透镜、非球面凹透镜等其他能够将图像以等比方式放大或缩小的光学透镜。由于光学透镜的特殊性与共用性，B类光学透镜中的任意透镜，其自身与其他任意数量且任意类型的B类光学透镜以组合的方式所形成的透镜组，都可以将图像以等比的方式进行放大或缩小。因此将所有B类光学透镜与其他不限数量不限种类的B类光学透镜所形成的所有组合方式统一定义为B类光学透镜组。B类光学透镜为当前市面上所售的头戴显示设备所广泛使用的透镜，大多头戴显示设备均采用左右二边各放置1枚B类光学透镜或2枚B类光学透镜所形成的透镜组进行成像。

方案1、平凸柱面镜与任意一种B类透镜或任意一种B类透镜组组合而成的镜片组；

方案2、平凹柱面镜与任意一种B类透镜或任意一种B类透镜组组合而成的镜片组；

方案3、平凸柱面镜与2个三棱镜组合而成的镜片组。

由于光学透镜的特殊性，因此在使用不同镜片和在不同设备上使用时，为得到最佳效果，所需要的透镜尺寸和焦距是不同的，需要针对每种情况单独进行计算，具体透镜尺寸和焦距根据实际情况而定。

其中，作为优选地，框体19、左镜片组20和右镜片组21一体成型，结构稳定。

其中，作为优选地，左镜片组20和右镜片组21上均设置有凸起22，左镜片组20和右镜片组21均通过凸起22插装在框体19上，卡装效果好，结构稳定。

其中，作为优选地，左镜片组20和右镜片组21均为方形，左镜片组20和右镜片组21均直接插装在框体19内，用手指即可完成左镜片组20与右镜片组21的更换。

另外，比例修正镜片组13的镜片也可为***式或嵌入式的。

本实用新型在现有的成像基础上通过再次改变影像的成像比例，使用户观看到的非正常比例显示的影像修正为正常比例，让用户单眼观看到的比例变形的影像，以横向拉伸或纵向压扁的方式，修正为正常比例影像，视觉效果好，不会出现图像失真。在播放3D影像时，效果非常好。另外，1000度以下近视的用户无需佩戴眼镜即可观赏图像，非常方便，实用性高。

上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种头戴式图像比例修正显示设备，其特征在于，包括罩体（1），所述罩体（1）由前罩（2）和后罩（3）相互插装而成，所述罩体（1）内通过隔板（4）分隔为左右两个腔室，所述前罩（2）的端头设置有前盖（5），所述前盖（5）内开有容纳显示设备的卡槽（6），所述卡槽（6）内粘结有减震海绵（7），所述罩体（1）的一侧设置有旋钮（8），前盖（5）可在旋钮（8）的带动下相对于后罩（3）运动，所述前罩（2）的底端开有通槽（9），所述通槽（9）内设置有可活动的滑动板（10），所述后罩（3）的端头内一体相连有支架（11），所述支架（11）外露的一端设置有弧形的海绵条（12），所述后罩（3）内设置有比例更改镜片组（13），所述罩体（1）上还设置有卡装在头部的伸缩带（14）。

2.根据权利要求1所述的一种头戴式图像比例修正显示设备，其特征在于，所述支架（11）上设置有框架（15），所述框架（15）上铰接有盖体（16），所述盖体（16）可相对于框架（15）上下翻动。

3.根据权利要求2所述的一种头戴式图像比例修正显示设备，其特征在于，所述前罩（2）的通槽（9）上设置有卡边（17），所述隔板（4）的前端开有缺口（18），所述隔板（4）的缺口（18）卡接在卡边（17）上。

4.根据权利要求3所述的一种头戴式图像比例修正显示设备，其特征在于，所述后罩（3）的顶部开有开口槽，所述比例更改镜片组（13）穿过开口槽后插装在后罩（3）内。

5.根据权利要求4所述的一种头戴式图像比例修正显示设备，其特征在于，所述比例更改镜片组（13）上包括框体（19）、左镜片组（20）和右镜片组（21），所述左镜片组（20）和右镜片组（21）相对于隔板（4）对称设置，所述左镜片组（20）和右镜片组（21）均插装在框体（19）上的视觉通孔（23）内。

6.根据权利要求5所述的一种头戴式图像比例修正显示设备，其特征在于，所述框体（19）、左镜片组（20）和右镜片组（21）一体成型。

7.根据权利要求5所述的一种头戴式图像比例修正显示设备，其特征在于，所述左镜片组（20）和右镜片组（21）上均设置有凸起（22），所述凸起（22）用于调节左镜片组（20）和右镜片组（21）在框体（19）内的安装位置。

8.根据权利要求5所述的一种头戴式图像比例修正显示设备，其特征在于，所述左镜片组（20）和右镜片组（21）均为方形或圆形，所述左镜片组（20）和右镜片组（21）均直接插装在框体（19）内。