CN211603731U - 虚拟现实或增强现实显示***及可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及图像视觉处理领域，公开一种虚拟现实或增强现实显示***及可穿戴设备。所述虚拟现实或增强现实显示***包括图像分割模块、光学模块、校正模块和至少两个显示模块，图像分割模块用于将待显示图像等份拆分为至少两个图像单元，显示模块用于一一对应地接收图像单元，光学模块用于接收显示模块上的图像单元，并拼接为目标图像，校正模块用于调节显示模块的位置，以校正目标图像。所述可穿戴设备包括上述的虚拟现实或增强现实显示***。本实用新型通过光学模块的拼接处理，提高了视野区域内的像素数目，将至少两个小尺寸的图像单元拼接为大尺寸的目标图像，在较低成本的前提下，增强了画面显示效果的细腻程度。

Description

虚拟现实或增强现实显示***及可穿戴设备

技术领域

本实用新型涉及图像视觉处理领域，尤其涉及一种虚拟现实或增强现实显示***及可穿戴设备。

背景技术

随着计算设备在人们生活中应用的普及，从计算设备的便携性考虑，计算设备的硬件体积趋向小型化。尤其是在图像视觉处理领域，可穿戴设备如眼镜或头盔等受到了用户的青睐。而为了提高用户对虚拟图像和真实图像的体验，可穿戴设备配备有增强现实(Augmented Reality，简称AR)技术。AR技术是一种将真实世界的信息和虚拟信息进行融合的新技术，其特点是将虚拟信息应用到真实环境中，可将真实环境中的实物和虚拟的信息融合到同一个画面或者是空间中，从而达到超越现实的感官体验。为改善视觉效果，对显示装置的分辨率提出了越来越高的要求。一般可通过提高像素结构中每英寸的像素数目(Pixels Per Inch，简称PPI)来提高显示装置的分辨率。

目前，高PPI显示设备主要包括以下两种：增强型高PPI显示设备，在原本的RGB三种像素显示的位置加上白色像素或者黄色像素，次像素的数量增加，从而可以兼容高PPI显示信号，增强视觉效果，但是，因现有工艺限制，画面效果仍然不够细腻；原生型高PPI显示设备，使用4K高显芯片搭配高品质光源，画面细腻，但芯片产品价格昂贵，成本高，不利于推广应用。

实用新型内容

基于以上问题，本实用新型的目的在于提供一种虚拟现实或增强现实显示***，在较低成本的前提下，增强画面显示效果的细腻程度。

基于以上问题，本实用新型的目的还在于提供一种可穿戴设备，在较低成本的前提下，增强画面显示效果的细腻程度。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种虚拟现实或增强现实显示***，包括：

图像分割模块，用于将待显示图像等份拆分为至少两个图像单元；

至少两个显示模块，用于一一对应地接收所述图像单元；

光学模块，用于接收所述显示模块上的图像单元，并拼接为目标图像；

校正模块，用于调节所述显示模块的位置，以校正所述目标图像。

作为本实用新型的虚拟现实或增强现实显示***的优选方案，所述光学模块包括光波导、入射全息光栅和出射全息光栅，所述显示模块上的图像单元输入至所述光波导，经由所述入射全息光栅反射后，在所述光波导中传播，并由所述出射全息光栅输出。

作为本实用新型的虚拟现实或增强现实显示***的优选方案，所述光学模块还包括准直透镜，所述图像单元通过所述准直透镜后形成平行光进入所述光波导。

作为本实用新型的虚拟现实或增强现实显示***的优选方案，所述光学模块还包括光学放大模块，用于放大所述出射全息光栅输出的所述目标图像。

作为本实用新型的虚拟现实或增强现实显示***的优选方案，所述校正模块包括导引件，所述显示模块滑动设置于所述导引件上。

作为本实用新型的虚拟现实或增强现实显示***的优选方案，所述导引件为透明材质制成，所述导引件上设置有刻度线。

作为本实用新型的虚拟现实或增强现实显示***的优选方案，所述校正模块还包括旋钮，所述旋钮用于控制所述显示模块在所述导引件上的位置，所述导引件的底部设置有螺旋杆，所述旋钮通过齿轮结构与所述螺旋杆传动连接，所述螺旋杆与所述显示模块传动连接。

作为本实用新型的虚拟现实或增强现实显示***的优选方案，每个所述显示模块的分辨率为待显示图像的分辨率的1/n，n为显示模块的数量。

作为本实用新型的虚拟现实或增强现实显示***的优选方案，所述虚拟现实或增强现实显示***还包括图像处理模块，用于将所述图像单元输送至所述显示模块。

一种可穿戴设备，包括如上所述的虚拟现实或增强现实显示***，还包括张紧度可调的绑带。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的虚拟现实或增强现实显示***及可穿戴设备，通过图像分割模块将待显示图像等份拆分为至少两个图像单元，通过显示模块一一对应地接收图像单元，通过光学模块接收显示模块上的图像单元，并拼接为目标图像，通过校正模块调节显示模块的位置，以校正目标图像，通过光学模块的处理和光学拼接，提高了视野区域内的像素数目，将至少两个小尺寸的图像单元拼接为大尺寸的目标图像，在较低成本的前提下，增强了画面显示效果的细腻程度。另一方面，通过图像切割显示在不同的显示模块上，可以避免单个显示模块体积较大而使设备整体需要更大的容置空间放置显示模块，通过本实用新型分布式设置多个小型显示模块，实现完整图像的显示，可以减小设备的体型，使光学结构的设计更加灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具体实施方式提供的虚拟现实或增强现实显示***的原理示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的可穿戴设备的结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的可穿戴设备中显示模块和导引件的布置示意图。

图中：

1-显示模块；2-光波导；3-入射全息光栅；4-出射全息光栅；5-光学放大模块；6-导引件；7-旋钮；8-绑带。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供一种虚拟现实或增强现实显示***，如图1所示，该虚拟现实或增强现实显示***包括图像分割模块、光学模块、校正模块和至少两个显示模块1。需要说明的是，图1所示的虚拟现实或增强现实显示***以单个眼睛观看的情况进行举例说明。

其中，图像分割模块用于将待显示图像等份拆分为至少两个图像单元，显示模块1用于一一对应地接收图像单元，光学模块用于接收显示模块1上的图像单元，并拼接为目标图像，校正模块用于调节显示模块1的位置，以校正目标图像。为保证画面的真实度，可选地，每个显示模块1的分辨率为待显示图像的分辨率的1/n，n为显示模块1的数量。

通过图像分割模块将待显示图像等份拆分为至少两个图像单元，通过显示模块1一一对应地接收图像单元，通过光学模块接收显示模块1上的图像单元，并拼接为目标图像，通过校正模块调节显示模块1的位置，以校正目标图像，通过光学模块的处理和光学拼接，提高了视野区域内的像素数目，将至少两个小尺寸的图像单元拼接为大尺寸的目标图像，在较低成本的前提下，增强了画面显示效果的细腻程度。另一方面，通过图像切割显示在不同的显示模块1上，可以避免单个显示模块1体积较大而使设备整体需要更大的容置空间放置显示模块1，通过本实用新型分布式设置多个小型显示模块1，实现完整图像的显示，可以减小设备的体型，使光学结构的设计更加灵活。

可选地，虚拟现实或增强现实显示***还包括图像处理模块，用于将图像单元输送至显示模块1。通过图像分割模块将待显示图像等份拆分为至少两个图像单元，每个图像单元通过相应的图像处理模块处理后传输至相应的显示模块1。

可选地，光学模块包括光波导2、入射全息光栅3和出射全息光栅4，显示模块1上的图像单元输入至光波导2，经由入射全息光栅3反射后，在光波导2中传播，并由出射全息光栅4输出。显示模块1的图像单元进入光波导2到达入射全息光栅3，通过入射全息光栅3的衍射效应使平行光状态的图像单元改变传播方向，从而满足全反射条件沿光波导2的波导方向传播，到达出射全息光栅4，通过出射全息光栅4的衍射效应使沿光波导2的波导方向传播的图像单元变成平行光形式从出射全息光栅4输出。

可选地，光学模块还包括准直透镜，图像单元通过准直透镜后形成平行光进入光波导2。显示模块1的图像单元经过准直透镜后形成平行光进入光波导2到达入射全息光栅3。可选地，光学模块还包括光学放大模块5，用于放大出射全息光栅4输出的目标图像。图像单元经由出射全息光栅4从光波导2中输出后再通过光学放大模块5进行放大。

为方便校正模块调节显示模块1的位置，可选地，校正模块包括导引件6，显示模块1滑动设置于导引件6上。在本实施例中，导引件6可以为导槽结构，显示模块1卡入导槽结构中，并能在导槽结构中滑动。为方便调节显示模块1在导引件6上的位置，可选地，导引件6为透明材质制成，导引件6上设置有刻度线。刻度线可以以μm为单位，便于精细调节显示模块1在导引件6上的位置。为方便用户手动调节，可选地，校正模块还包括旋钮7，旋钮7用于控制显示模块1在导引件6上的位置，导引件6的底部设置有螺旋杆，旋钮7通过齿轮结构与螺旋杆传动连接，螺旋杆与显示模块1传动连接。

本实施例提供的虚拟现实或增强现实显示***，以设置两个显示模块1为例，原理大致如下：通过图像分割模块将待显示图像等份拆分为两个图像单元，每个图像单元通过相应的图像处理模块处理后传输至相应的显示模块1，显示模块1的图像单元经过准直透镜后形成平行光进入光波导2到达入射全息光栅3，通过入射全息光栅3的衍射效应使平行光状态的图像单元改变传播方向，从而满足全反射条件沿光波导2的波导方向传播，到达出射全息光栅4，通过出射全息光栅4的衍射效应使沿光波导2的波导方向传播的图像单元变成平行光形式从出射全息光栅4输出，两个图像单元分别经过上述传播过程后再通过光学放大模块5进行放大，通过调节显示模块1在导引件6上的位置，调节两个图像单元输出的相对位置，拼接为目标图像。

本实施例提供的虚拟现实或增强现实显示***，通过光学模块的处理和光学拼接，提高了视野区域内的像素数目，将至少两个小尺寸的图像单元拼接为大尺寸的目标图像，在较低成本的前提下，增强了画面显示效果的细腻程度。另一方面，通过图像切割显示在不同的显示模块1上，可以避免单个显示模块1较大而使设备整体需要更大的容置空间放置显示模块，通过本实用新型分布式设置多个小型显示模块1，实现完整图像的显示，可以实现设备体型缩小，使光学结构的设计更加灵活。

本实施例提供一种可穿戴设备，如图2和图3所示，该可穿戴设备包括上述的虚拟现实或增强现实显示***，还包括张紧度可调的绑带8，用于调整人眼瞳距，提高舒适度。在本实施例中，如图3所示，每只眼睛对应设置两个显示模块1和一个导引件6，每个显示模块1相应地设置有一个旋钮7来调节显示模块1在导引件6上的位置，通过调节显示模块1的位置，辅助显示图像的融合效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种虚拟现实或增强现实显示***，其特征在于，包括：

图像分割模块，用于将待显示图像等份拆分为至少两个图像单元；

至少两个显示模块(1)，用于一一对应地接收所述图像单元；

光学模块，用于接收所述显示模块(1)上的图像单元，并拼接为目标图像；

校正模块，用于调节所述显示模块(1)的位置，以校正所述目标图像。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实或增强现实显示***，其特征在于，所述光学模块包括光波导(2)、入射全息光栅(3)和出射全息光栅(4)，所述显示模块(1)上的图像单元输入至所述光波导(2)，经由所述入射全息光栅(3)反射后，在所述光波导(2)中传播，并由所述出射全息光栅(4)输出。

3.根据权利要求2所述的虚拟现实或增强现实显示***，其特征在于，所述光学模块还包括准直透镜，所述图像单元通过所述准直透镜后形成平行光进入所述光波导(2)。

4.根据权利要求2所述的虚拟现实或增强现实显示***，其特征在于，所述光学模块还包括光学放大模块(5)，用于放大所述出射全息光栅(4)输出的所述目标图像。

5.根据权利要求1所述的虚拟现实或增强现实显示***，其特征在于，所述校正模块包括导引件(6)，所述显示模块(1)滑动设置于所述导引件(6)上。

6.根据权利要求5所述的虚拟现实或增强现实显示***，其特征在于，所述导引件(6)为透明材质制成，所述导引件(6)上设置有刻度线。

7.根据权利要求6所述的虚拟现实或增强现实显示***，其特征在于，所述校正模块还包括旋钮(7)，所述旋钮(7)用于控制所述显示模块(1)在所述导引件(6) 上的位置，所述导引件(6)的底部设置有螺旋杆，所述旋钮(7)通过齿轮结构与所述螺旋杆传动连接，所述螺旋杆与所述显示模块(1)传动连接。

8.根据权利要求1-3任一项所述的虚拟现实或增强现实显示***，其特征在于，每个所述显示模块(1)的分辨率为待显示图像的分辨率的1/n，n为显示模块(1)的数量。

9.根据权利要求1所述的虚拟现实或增强现实显示***，其特征在于，所述虚拟现实或增强现实显示***还包括图像处理模块，用于将所述图像单元输送至所述显示模块(1)。

10.一种可穿戴设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的虚拟现实或增强现实显示***，还包括张紧度可调的绑带(8)。

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