CN106054387A - 一种头戴显示器及其画中画显示方法和系统 - Google Patents

一种头戴显示器及其画中画显示方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种头戴显示器及其画中画显示方法和系统，画中画显示系统包括视频输出装置、头戴显示主板和显示屏；头戴显示主板包括与头戴显示主板通过Type‑c数据线电连接的Type‑c分线器模块、和与显示屏电连接的显示屏驱动模块，Type‑c分线器模块与显示屏驱动模块通过HDMI线缆电连接；Type‑c分线器模块还通过USB数据线连接有至少包括一摄像头的外部设备组件。本发明使得用户在观影过程中也能灵活判断和掌握外部环境变化情况，同时降低了多根线缆传输数据的故障率，使得头戴显示器产品更加简洁美观，使得用户体验更好。

Description

一种头戴显示器及其画中画显示方法和系统
技术领域
本发明涉及智能电子设备技术领域，更具体地说，涉及一种头戴显示器及其画中画显示方法和系统。
背景技术
头戴显示器是现代显示技术中一种全新技术，高分辨率微型显示屏技术的发展、成像光学设计以及超精密制造的完善，均为头戴显示器的设计开辟了新途径，使其在增强现实、虚拟现实以及立体显示等方面均有重要应用。在目前应用较多的用于视频观看的头戴显示器中，视频影像的显示效果及显示内容是非常关键的技术环节。
现有的头戴显示器中，比较常见的是具有观看影视、游戏娱乐等功能的头戴显示器，其在封闭的视觉环境中对佩带者的双眼显示图像，由于是在视觉封闭的环境中观看画面，在使用过程中用户无法看到外部景象，因此当外部环境发生变化时，尤其是当需要用户作出回应时，用户无法及时察觉并反馈。
另外，现有的头戴显示器中，当需要同时在视频输出装置和头戴显示主板之间传输电源信号、HDMI数据信号和USB数据信号时，一般至少需要连接三根线缆，包括电源线、HDMI线和USB线，以实现视频输出装置和头戴显示主板之间的数据通信。由于头戴显示器在使用时，其包含有视频输出装置的视频输出部和包含有头戴显示主板的显示主体部之间一般距离较远(约0.6-1米)，因此多根线缆的连接会给用户带来诸多困扰，也存在较大的故障隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种头戴显示器及其画中画显示方法和系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种头戴显示器的画中画显示系统，包括视频输出装置、头戴显示主板和显示屏；其中，所述头戴显示主板包括：与所述头戴显示主板通过Type-c数据线电连接的Type-c分线器模块、和与所述显示屏电连接的显示屏驱动模块，所述Type-c分线器模块与所述显示屏驱动模块通过HDMI线缆电连接；所述Type-c分线器模块还通过USB数据线连接有至少包括一摄像头的外部设备组件。
本发明所述的画中画显示系统，其中，所述视频输出装置包括：
视频播放模块，用于通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块、并经由HDMI数据线连接显示屏驱动模块，以驱动显示屏显示当前视频数据对应的画面；
初始化模块，用于通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块、并经由USB数据线对摄像头进行初始化配置；
数据获取模块，用于通过USB数据线、Type-c分线器模块及Type-c分线器模块获取由摄像头采集的外部图像数据信号，以及用于获取是否显示摄像头拍摄画面的判断信息；
视频处理模块，用于在判断信息为是时，将摄像头拍摄的画面视频数据与当前画面视频数据用画中画显示算法进行叠加处理，得到新的视频数据，并显示，在判断信息为否时，单独显示当前视频数据对应的画面。
本发明所述的画中画显示系统，其中，所述Type-c分线器模块包括：与所述Type-c数据线连接的Type-c接口、与所述摄像头连接的USB接口、与所述显示屏驱动模块连接的HDMI接口和给所述头戴显示主板供电的供电输出口。
本发明所述的画中画显示系统，其中，所述画中画显示系统还包括用于判断是否进行画中画显示的显示判断按钮。
本发明所述的画中画显示系统，其中，所述显示判断按钮设置于所述视频输出装置上。
本发明所述的画中画显示系统，其中，所述显示判断按钮与所述头戴显示主板连接，且所述显示判断按钮通过所述Type-c分线器模块的USB接口与所述视频输出装置进行数据传输。
本发明所述的画中画显示系统，其中，所述外部设备组件还包括传感器。
本发明所述的画中画显示系统，其中，所述显示屏驱动模块包括：
HDMI接口模块，用于与所述Type-c分线器模块连接，读取由所述视频输出装置发送的HDMI数据信号。
本发明还提供了一种头戴显示器的画中画显示方法，其中，包括以下步骤：
通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块、并经由HDMI数据线连接显示屏驱动模块，以驱动显示屏显示当前视频数据对应的画面；
通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块、并经由USB数据线对摄像头进行初始化配置；
通过所述USB数据线、Type-c分线器模块及Type-c分线器模块获取由所述摄像头采集的外部图像数据信号；
获取是否显示摄像头拍摄画面的判断信息；
在所述判断信息为是时，将所述摄像头拍摄的画面视频数据与当前画面视频数据用画中画显示算法进行叠加处理，得到新的视频数据，并显示；
在所述判断信息为否时，单独显示当前视频数据对应的画面。
本发明所述的画中画显示方法，其中，通过所述USB数据线、Type-c分线器模块及Type-c分线器模块获取所述判断信息。
本发明所述的画中画显示方法，其中，所述摄像头拍摄的画面显示于所述当前画面中的左上角、右上角、左下角或右下角。
本发明还提供了一种头戴显示器，其中，包括如前述任一项所述的画中画显示系统。
本发明所述的头戴显示器，其中，所述头戴显示器包括视频输出部、显示主体部和佩带部；所述画中画显示系统的视频输出装置设置于所述视频输出部内，所述头戴显示主板和所述显示屏设置于所述显示主体部内，所述外部设备设置于所述显示主体部外表面或设置于所述佩带部上。
本发明的有益效果在于：通过采用外接摄像头拍摄外部画面视频数据，并通过采用Type-c数据线连接头戴显示器的视频输出装置和头戴显示主板，以通过USB数据线、Type-c分线器模块及Type-c分线器模块获取由摄像头采集的外部图像数据信号，再在需要的时候在当前画面中显示摄像头获取的画面信息，使得用户在观影过程中也能灵活判断和掌握外部环境变化情况；由于采用了Type-c数据线连接视频输出装置和头戴显示主板，免去了常用的多根线缆(电源线、HDMI线和USB线)通信的困扰，降低了多根线缆传输数据的故障率，使得头戴显示器产品更加简洁美观，使得用户体验更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，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附图：
图1是本发明较佳实施例的头戴显示器的画中画显示系统原理框图一；
图2是本发明较佳实施例的头戴显示器的画中画显示系统原理框图二；
图3是本发明较佳实施例的头戴显示器的画中画显示方法流程图；
图4是本发明较佳实施例的头戴显示器结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明较佳实施例的头戴显示器的画中画显示系统原理框图如图1所示，包括视频输出装置10、头戴显示主板20和显示屏30；其中，头戴显示主板20包括：与头戴显示主板20通过Type-c数据线电连接的Type-c分线器模块21、和与显示屏30电连接的显示屏驱动模块22，Type-c分线器模块21与显示屏驱动模块22通过HDMI线缆电连接；Type-c分线器模块21还通过USB数据线连接有至少包括一摄像头40的外部设备组件。本实施例方案通过采用外接摄像头40拍摄外部画面视频数据，并通过采用Type-c数据线连接头戴显示器的视频输出装置10和头戴显示主板20，以通过USB数据线、Type-c分线器模块21及Type-c分线器模块21获取由摄像头40采集的外部图像数据信号，再在需要的时候在当前画面中显示摄像头40获取的画面信息，使得用户在观影过程中也能灵活判断和掌握外部环境变化情况；由于采用了Type-c数据线连接视频输出装置10和头戴显示主板20，免去了常用的多根线缆(电源线、HDMI线和USB线)通信的困扰，降低了多根线缆传输数据的故障率，使得头戴显示器产品更加简洁美观，使得用户体验更好。
进一步地，上述画中画显示系统中，Type-c分线器模块21包括与Type-c数据线连接的Type-c接口、与摄像头40连接的USB接口、与显示屏驱动模块22连接的HDMI接口和给头戴显示主板20供电的供电输出口。其中，Type-c接口优选为USB Type-c接口。供电输出口用于输出电源给头戴显示主板20供电。HDMI接口
进一步地，上述画中画显示系统还包括用于判断是否进行画中画显示的显示判断按钮，以便于用户选择是否需要在视频播放过程中显示外部景象，在不影响观影过程的情况下，用户可以随时掌握外部环境状况变化。外部景象在当前播放画面中显示位置和大小比例可以根据情况设置，例如，显示在当前播放画面的左上角、右上角、左下角或右下角等。
在其中一个实施例中，上述显示判断按钮设置于视频输出装置10上，即设置于头戴显示器的视频输出部上，这样可便于视频输出装置10获取显示判断按钮的判断信息。
在另一个实施例中，上述显示判断按钮与头戴显示主板20连接，且显示判断按钮通过Type-c分线器模块21的USB接口与视频输出装置10进行数据传输。即将显示判断按钮设置于显示主体部上，便于用户操作。
上述实施例中，判断按钮可以是机械按钮或触摸按钮等。
更进一步地，上述画中画显示系统中，外部设备组件还包括传感器。其中，传感器组件包括：手势识别传感器，或包括陀螺仪传感器等传感设备。多个传感器通过Type-c分线器模块21的USB接口与视频输出装置10进行数据传输。
更进一步地，上述画中画显示系统中，显示屏驱动模块22包括：HDMI接口模块，用于与Type-c分线器模块21连接，读取由视频输出装置10发送的HDMI数据信号。显示屏驱动模块22还包括：视度调节/瞳距调节模块，用于在获取到视度调节或瞳距调节信号时，显示视度或瞳距的调节界面，进行视度调节或瞳距调节；数据读取模块，用于在获取到用于播放视频的播放启动信号时，读取待显示的视频数据；图像接口模块，用于产生与视频数据的分辨率对应的标准时序信号；图像平滑滤波模块，用于根据标准时序信号，对视频数据进行非线性平滑处理；判断模块，用于判断视频数据为3D视频数据还是2D视频数据；图像左右分离模块，用于在视频数据为3D视频数据时，将经过非线性平滑处理后的3D视频数据帧分成两部分；图像放大显示模块，用于对拆分后的两部分3D视频数据帧分别进行放大处理，再将放大后的两部分3D视频数据帧分别发送至两块显示屏30进行显示。可快速方便完成头戴显示器的双目光学模组的双目视度和瞳距的调节及3D视频显示，使不同视度和瞳距的使用者得到完美的观影效果。
进一步地，如图2所示，上述视频输出装置10包括：视频播放模块11，用于通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块21、并经由HDMI数据线连接显示屏驱动模块22，以驱动显示屏30显示当前视频数据对应的画面；初始化模块12，用于通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块21、并经由USB数据线对摄像头40进行初始化配置；数据获取模块13，用于通过USB数据线、Type-c分线器模块21及Type-c分线器模块21获取由摄像头40采集的外部图像数据信号，以及用于获取是否显示摄像头40拍摄画面的判断信息；视频处理模块14，用于在判断信息为是时，将摄像头40拍摄的画面视频数据与当前画面视频数据用画中画显示算法进行叠加处理，得到新的视频数据，并显示；在判断信息为否时，单独显示当前视频数据对应的画面。通过采用Type-c数据线连接视频输出装置10和头戴显示主板20，免去了常用的多根线缆(电源线、HDMI线和USB线)通信的困扰，降低了多根线缆传输数据的故障率，使得头戴显示器产品更加简洁美观，使得用户体验更好。
在本发明的另一实施例中，还提供了一种头戴显示器的画中画显示方法，流程如图3所示，包括以下步骤：
步骤S10、通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块21、并经由HDMI数据线连接显示屏驱动模块22，以驱动显示屏30显示当前视频数据对应的画面；
步骤S20、通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块21、并经由USB数据线对摄像头40进行初始化配置；
步骤S30、通过USB数据线、Type-c分线器模块21及Type-c分线器模块21获取由摄像头40采集的外部图像数据信号；
步骤S40、获取是否显示摄像头40拍摄画面的判断信息；
步骤S50、在判断信息为是时，将摄像头40拍摄的画面视频数据与当前画面视频数据用画中画显示算法进行叠加处理，得到新的视频数据，并显示；
步骤S60、在判断信息为否时，单独显示当前视频数据对应的画面。
上述方法中，通过采用外接摄像头40拍摄外部画面视频数据，并通过采用Type-c数据线连接头戴显示器的视频输出装置10和头戴显示主板20，以通过USB数据线、Type-c分线器模块21及Type-c分线器模块21获取由摄像头40采集的外部图像数据信号，再在需要的时候在当前画面中显示摄像头40获取的画面信息，使得用户在观影过程中也能灵活判断和掌握外部环境变化情况；由于采用了Type-c数据线连接视频输出装置10和头戴显示主板20，免去了常用的多根线缆(电源线、HDMI线和USB线)通信的困扰，降低了多根线缆传输数据的故障率，使得头戴显示器产品更加简洁美观，使得用户体验更好。
进一步地，上述画中画显示方法中，通过USB数据线、Type-c分线器模块21及Type-c分线器模块21获取判断信息。
在本发明的另一实施例中，还提供了一种头戴显示器，如图4所示，包括如前述任一实施例的画中画显示系统。画中画显示系统包括：视频输出装置10、头戴显示主板20和显示屏30；其中，头戴显示主板20包括：与头戴显示主板20通过Type-c数据线电连接的Type-c分线器模块21、和与显示屏30电连接的显示屏驱动模块22，Type-c分线器模块21与显示屏驱动模块22通过HDMI线缆电连接；Type-c分线器模块21还通过USB数据线连接有至少包括一摄像头40的外部设备组件。本实施例方案通过采用外接摄像头40拍摄外部画面视频数据，并通过采用Type-c数据线连接头戴显示器的视频输出装置10和头戴显示主板20，以通过USB数据线、Type-c分线器模块21及Type-c分线器模块21获取由摄像头40采集的外部图像数据信号，再在需要的时候在当前画面中显示摄像头40获取的画面信息，使得用户在观影过程中也能灵活判断和掌握外部环境变化情况；由于采用了Type-c数据线连接视频输出装置10和头戴显示主板20，免去了常用的多根线缆(电源线、HDMI线和USB线)通信的困扰，降低了多根线缆传输数据的故障率，使得头戴显示器产品更加简洁美观，使得用户体验更好。
进一步地，如图4所示，上述头戴显示器包括视频输出部(未图示)、显示主体部200和佩带部100；画中画显示系统的视频输出装置设置于视频输出部内，头戴显示主板和显示屏设置于显示主体部200内，外部设备(摄像头40)设置于显示主体部200外表面或设置于佩带部100上。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种头戴显示器的画中画显示系统，包括视频输出装置、头戴显示主板和显示屏；其特征在于，所述头戴显示主板包括：与所述头戴显示主板通过Type-c数据线电连接的Type-c分线器模块、和与所述显示屏电连接的显示屏驱动模块，所述Type-c分线器模块与所述显示屏驱动模块通过HDMI线缆电连接；所述Type-c分线器模块还通过USB数据线连接有至少包括一摄像头的外部设备组件。
2.根据权利要求1所述的画中画显示系统，其特征在于，所述视频输出装置包括：
视频播放模块，用于通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块、并经由HDMI数据线连接显示屏驱动模块，以驱动显示屏显示当前视频数据对应的画面；
初始化模块，用于通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块、并经由USB数据线对摄像头进行初始化配置；
数据获取模块，用于通过USB数据线、Type-c分线器模块及Type-c分线器模块获取由摄像头采集的外部图像数据信号，以及用于获取是否显示摄像头拍摄画面的判断信息；
视频处理模块，用于在判断信息为是时，将摄像头拍摄的画面视频数据与当前画面视频数据用画中画显示算法进行叠加处理，得到新的视频数据，并显示，在判断信息为否时，单独显示当前视频数据对应的画面。
3.根据权利要求1所述的画中画显示系统，其特征在于，所述Type-c分线器模块包括：与所述Type-c数据线连接的Type-c接口、与所述摄像头连接的USB接口、与所述显示屏驱动模块连接的HDMI接口和给所述头戴显示主板供电的供电输出口。
4.根据权利要求3所述的画中画显示系统，其特征在于，所述画中画显示系统还包括用于判断是否进行画中画显示的显示判断按钮。
5.根据权利要求4所述的画中画显示系统，其特征在于，所述显示判断按钮设置于所述视频输出装置上。
6.根据权利要求4所述的画中画显示系统，其特征在于，所述显示判断按钮与所述头戴显示主板连接，且所述显示判断按钮通过所述Type-c分线器模块的USB接口与所述视频输出装置进行数据传输。
7.根据权利要求1所述的画中画显示系统，其特征在于，所述外部设备组件还包括传感器。
8.根据权利要求1所述的画中画显示系统，其特征在于，所述显示屏驱动模块包括：
HDMI接口模块，用于与所述Type-c分线器模块连接，读取由所述视频输出装置发送的HDMI数据信号。
9.一种头戴显示器的画中画显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块、并经由HDMI数据线连接显示屏驱动模块，以驱动显示屏显示当前视频数据对应的画面；
通过Type-c数据线连接Type-c分线器模块、并经由USB数据线对摄像头进行初始化配置；
通过所述USB数据线、Type-c分线器模块及Type-c分线器模块获取由所述摄像头采集的外部图像数据信号；
获取是否显示摄像头拍摄画面的判断信息；
在所述判断信息为是时，将所述摄像头拍摄的画面视频数据与当前画面视频数据用画中画显示算法进行叠加处理，得到新的视频数据，并显示；
在所述判断信息为否时，单独显示当前视频数据对应的画面。
10.根据权利要求9所述的画中画显示方法，其特征在于，通过所述USB数据线、Type-c分线器模块及Type-c分线器模块获取所述判断信息。
11.根据权利要求9所述的画中画显示方法，其特征在于，所述摄像头拍摄的画面显示于所述当前画面中的左上角、右上角、左下角或右下角。
12.一种头戴显示器，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的画中画显示系统。
13.根据权利要求12所述的头戴显示器，其特征在于，所述头戴显示器包括视频输出部、显示主体部和佩带部；所述画中画显示系统的视频输出装置设置于所述视频输出部内，所述头戴显示主板和所述显示屏设置于所述显示主体部内，所述外部设备设置于所述显示主体部外表面或设置于所述佩带部上。
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