CN106154552A - 一种展现虚拟现实内容的系统及头戴式显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种展现虚拟现实内容的系统，该系统包括：液晶显示屏，用于展现图像生成终端输出的虚拟现实图像；光阀门组，包括一组可独立控制打开或关闭状态的光阀门，用于选择性的屏蔽所述液晶显示屏上图像光线的通过；电子电路，连接所述光阀门组，用于按照控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭；光学透镜，用于对通过所述光阀门组后的图像进行放大，以便用户眼睛能通过所述光学透镜看到放大后的图像。本发明能够通过液晶显示屏为用户显示虚拟现实图像，而且避免了用户观看时存在的图像模糊现象。

Description

一种展现虚拟现实内容的系统及头戴式显示设备
技术领域
本发明涉及计算机网络领域，特别是涉及一种展现虚拟现实内容的系统及头戴式显示设备。
背景技术
虚拟现实(Virtual Reality，VR)是近年来出现的高新技术，它可以利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般及时的观察三维空间内的事物。目前可用于VR系统并能实现虚实融合的显示设备主要分为三大类：头戴式显示器、手持式显示器、固定式显示器。
把显示器放在眼睛前面，原本很小的屏幕可以制造出大影像的效果，这种显示器就称为“头戴式显示器”(head-mounted display，HMD)。其作用原理是将显像源贴近人眼投射展示文字图片或是影像信息，近距离的与人眼作用，减少了显像源与产品的大小与重量，所以可以兼具保密性与灵活性。头戴式显示器不仅作为单纯的显示器用途，更大的特点是适用来作为透视显示器，使得虚拟和实景有机结合，从而大大拓展了显示器的功能，因此目前受到了极大的关注。
对于头戴式显示器的显像源、即显示屏，目前最合适的材料是液晶显示屏(例如TFT)，其具有轻巧、供应链充足、成本便宜、分辨率高等优点，但是液晶显示屏由于响应速度慢，所以对于运动图像、或者设备在运动时容易产生模糊的问题，导致用户可能产生眩晕现象，影响了用户体验。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种展现虚拟现实内容的系统，能够通过液晶显示屏为用户显示虚拟现实图像，而且避免了用户观看时存在的图像模糊现象。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种展现虚拟现实内容的系统，该系统包括：液晶显示屏，用于展现图像生成终端输出的虚拟现实图像；光阀门组，包括一组可独立控制打开或关闭状态的光阀门，用于选择性的屏蔽所述液晶显示屏上图像光线的通过；电子电路，连接所述光阀门组，用于按照控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭；光学透镜，用于对通过所述光阀门组后的图像进行放大，以便用户眼睛能通过所述光学透镜看到放大后的图像。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种头戴式显示设备，该设备包括：绑带和外壳，通过所述绑带可将所述外壳绑定在用户头上；集成在外壳中的液晶显示屏，用于展现图像生成终端输出的视频图像；集成在外壳中的光阀门组，包括一组可独立控制打开或关闭状态的光阀门，用于选择性的屏蔽所述液晶显示屏上图像光线的通过；集成在外壳中的电子电路，连接所述光阀门组，用于按照控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭；集成在外壳中的光学透镜，用于对通过所述光阀门组后的图像进行放大，以便用户眼睛能通过所述光学透镜看到放大后的图像。
区别于现有技术，本发明的展现虚拟现实内容的系统，包括：液晶显示屏，用于展现图像生成终端输出的虚拟现实图像；光阀门组，包括一组可独立控制打开或关闭状态的光阀门，用于选择性的屏蔽所述液晶显示屏上图像光线的通过；电子电路，连接所述光阀门组，用于按照控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭；光学透镜，用于对通过所述光阀门组后的图像进行放大，以便用户眼睛能通过所述光学透镜看到放大后的图像；从而能够通过液晶显示屏为用户显示虚拟现实图像，而且避免了用户观看时存在的图像模糊现象。
附图说明
图1是本发明展现虚拟现实内容的系统的第一实施方式的结构示意图；
图2是本发明图1对应实施例中光阀门的一个实施方式的结构示意图；
图3是本发明图1对应实施例中电子电路的一个实施方式的结构示意图；
图4是本发明图1对应实施例中电子电路控制光阀门组的一个实施方式的示意图；
图5是本发明图1对应实施例中电子电路控制光阀门组的另一个实施方式的示意图
图6是本发明头戴式显示设备的第一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
参阅图1，图1是本发明提供的展现虚拟现实内容的系统第一实施方式的结构示意图。
该展现虚拟现实内容的系统100包括：液晶显示屏110，光阀门组120，电子电路130和光学透镜140。
其中，液晶显示屏110，用于展现图像生成终端输出的虚拟现实图像。
具体的，所述图像生成终端可以是计算机、手机或游戏主机等设备。具体的，所述液晶显示屏为薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)显示屏，该显示屏可以是独立的显示屏，也可以是手机上的液晶显示屏。
具体的，当所述液晶显示屏为光学透视式显示屏时，所述图像生成终端输出的虚拟现实图像为图像生成终端根据周围真实环境生成的虚拟图像；当所述液晶显示屏为视频透视式显示屏时，所述图像生成终端输出的虚拟现实图像为头戴摄影机传来的影像与图像生成终端生成的图像合并后虚拟图像。
具体的，液晶显示屏具有有线接口，从而与图像生成终端连接并接收图像生成终端输出的图像信号；或者具有无线接口，能够接收图像生成终端输出的图像信号。
光阀门组120，包括一组可独立控制打开或关闭状态的光阀门，用于选择性的屏蔽所述液晶显示屏上图像光线的通过。
具体的，所述一组光阀门为空间上并列布置的光阀门，他们合在一起可以组成一个长方形、正方形、椭圆形或者圆形，也可以是其他不规则的形状。并且，各个光阀门之间存在一定的缝隙。而且，为了保证图像质量，尽量让光阀门靠近透镜一侧。
可选的，图2是本实施例中的一个光阀门的例子，在所述光阀门组200包括左眼光阀门组210和右眼光阀门组220，通过所述左眼光阀门组210的图像用于展示给用户的左眼，通过所述右眼光阀门组220的图像用于展现给用户的右眼。该例子中，展现在液晶显示屏上的图像是3D的立体图像，用户通过左眼和右眼看到的图像不同。
电子电路130，连接所述光阀门组120，用于按照控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭。
具体的，电子电路具有接口，从而可以将控制信号传送给光阀门组。
图3是本实施例中一个电子电路的例子，在所述电子电路300中包含光线阀门控制器301，它具有接口和光阀门组310直接连接；可选的，所述电子电路300中还包含存储器302，用于存储预先设定的控制逻辑，此时，所述多路光线阀门控制器301用于根据所述存储器302上预先设定的控制逻辑控制所述光阀门组310的各个光阀门进行打开或关闭；可选的，所述电子电路300中包含处理器303，用于根据所述显示屏的当前输出状态(例如，亮度、饱和度、同步信号等)实时生成控制逻辑，此时，所述多路光线阀门控制器301用于根据所述处理器303实时生成的控制逻辑控制所述光阀门组310的各个光阀门进行打开或关闭；可选的，所述电子电路300中包含处理器303和传感器304，所述传感器304、例如惯性传感器、陀螺仪或者电子罗盘等用于感知设备的当前状态，所述处理器303用于根据所述设备的当前状态实时生成控制逻辑，此时，所述多路光线阀门控制器301用于根据所述处理器303实时生成的控制逻辑控制所述光阀门组310的各个光阀门进行打开或关闭。
在本实施例的第一个控制逻辑的例子中，电子电路用来控制光阀门组的控制逻辑为：对于所述光阀门组的各个光阀门，按照空间排列顺序依次执行打开和关闭操作。图4是对该第一个控制逻辑的示意性说明，所述光阀门组400包含N个光阀门，编号分别为1～N，电子电路410根据时序，打开编号为1的光阀门，持续一段时间后关闭，然后打开编号为2的光阀门，持续一段时间后关闭，直到打开编号为N的光阀门后关闭。
在本实施例的第二个控制逻辑的例子中，电子电路用来控制光阀门组的控制逻辑为：将所述光阀门组分为多个子组，每个子组至少包含一个光阀门，对于所述各个子组依次执行打开和关闭操作。图5是对该第二个控制逻辑的示意性说明，所述光阀门组500包含N个光阀门，光阀门的编号分别为1～N，并且分为K个子组，光阀门子组的编号分别为1～K；在图5对应的例子中，将连续的光阀门编排在一个子组，实际环境中也可以将N个光阀门中的任意多个光阀门编成一个子组；电子电路510根据时序，打开编号为1的光阀门子组中所有光阀门，持续一段时间后关闭，然后打开编号为2的光阀门子组中所有光阀门，持续一段时间后关闭，直到打开编号为k的光阀门后关闭。
光学透镜140，用于对通过所述光阀门组120后的图像进行放大，以便用户眼睛能通过所述光学透镜看到放大后的图像。
可选的，当所述光阀门组120包含左眼光阀门组和右眼光阀门组时，所述光学透镜可以包含左眼光学透镜和右眼光学透镜，分别用于为左眼和右眼展示图像。
可选的，所述光学透镜也可以是一系列叠加的镜头，从而为展示图像提供最好的效果。
光阀门组根据所述控制逻辑的控制，只打开部分光阀门，从而只有部分图像可以透过光阀门，经过光学透镜放大后传递给用户观看。只要通过设计合理的控制逻辑，就可以避免由于设备移动或运动图像导致模糊的图像。
区别于现有技术，本发明的展现虚拟现实内容的系统，包括：液晶显示屏，用于展现图像生成终端输出的虚拟现实图像；光阀门组，包括一组可独立控制打开或关闭状态的光阀门，用于选择性的屏蔽所述液晶显示屏上图像光线的通过；电子电路，连接所述光阀门组，用于按照控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭；光学透镜，用于对通过所述光阀门组后的图像进行放大，以便用户眼睛能通过所述光学透镜看到放大后的图像；从而能够通过液晶显示屏为用户显示虚拟现实图像，而且避免了用户观看时存在的图像模糊现象。
参阅图6，图6是本发明提供的头戴式显示设备的第一实施方式的结构示意图。
该头戴式显示设备600包括：绑带610，外壳620，液晶显示屏630，光阀门组640，电子电路650，光学透镜660。可选的，该设备600具有独立的电池用于提供设备所需要的电源。
其中，通过绑带610可将所述外壳620绑定在用户头上。
液晶显示屏630集成在外壳620中，用于展现图像生成终端输出的视频图像，可选的，该设备600还具有独立的处理器用于处理该液晶显示屏上显示的视频图像。其中，液晶显示屏630可以是一个独立的显示屏，也可以是手机上的液晶显示屏。具体的，所述图像生成终端可以是计算机、手机或游戏主机等设备。
具体的，所述液晶显示屏为薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)显示屏。具体的，所述图像生成终端输出的视频图像为图像生成终端根据周围真实环境生成的虚拟图像，或者为头戴摄影机传来的影像与图像生成终端生成的图像合并后虚拟图像。
具体的，液晶显示屏具有有线接口，从而与图像生成终端连接并接收图像生成终端输出的图像信号；或者具有无线接口，能够接收图像生成终端输出的图像信号。
光阀门组640集成在外壳620中，包括一组可独立控制打开或关闭状态的光阀门，用于选择性的屏蔽所述液晶显示屏上图像光线的通过。
电子电路650集成在外壳620中，通过有线接口连接所述光阀门组640，用于按照控制逻辑控制所述光阀门组640的各个光阀门进行打开或关闭。
光学透镜660集成在外壳中，用于对通过所述光阀门组640后的图像进行放大，以便用户眼睛能通过所述光学透镜看到放大后的图像。
可选的，所述光阀门组640包括左眼光阀门组和右眼光阀门组，通过所述左眼光阀门组的图像用于展示给用户的左眼，通过所述右眼光阀门组的图像用于展现给用户的右眼。此时，展现在液晶显示屏上的图像是3D的立体图像，用户通过左眼和右眼看到的图像不同。
具体的，所述光阀门组640中一组光阀门为空间上并列布置的光阀门，整体上组成一个长方形、正方形、椭圆形、圆形或者其他不规则形状。
具体的，电子电路650按照控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭的方式为：电子电路控制所述光阀门组的各个光阀门按照空间排列顺序依次执行打开和关闭操作，或者，光阀门组分为多个子组，每个子组至少包含一个光阀门，所述电子电路控制所述各个光阀门子组依次执行打开和关闭操作。其中，将光阀门组分为多个子组的方式可以是：将空间上连续的光阀门编排在一个子组，或者将光阀门组中的任意多个光阀门编成一个子组。
光阀门组根据所述控制逻辑的控制，只打开部分光阀门，从而只有部分图像可以透过光阀门，经过光学透镜放大后传递给用户观看。只要通过设计合理的控制逻辑，就可以避免由于设备移动或运动图像导致模糊的图像。
区别于现有技术，本发明的头戴式显示设备，包括：绑带和外壳，通过所述绑带可将所述外壳绑定在用户头上；集成在外壳中的液晶显示屏，用于展现图像生成终端输出的视频图像；集成在外壳中的光阀门组，包括一组可独立控制打开或关闭状态的光阀门，用于选择性的屏蔽所述液晶显示屏上图像光线的通过；集成在外壳中的电子电路，连接所述光阀门组，用于按照控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭；集成在外壳中的光学透镜，用于对通过所述光阀门组后的图像进行放大，以便用户眼睛能通过所述光学透镜看到放大后的图像；从而能够通过液晶显示屏为用户显示虚拟现实图像，而且避免了用户观看时存在的图像模糊现象。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种展现虚拟现实内容的系统，其特征在于，包括：
液晶显示屏，用于展现图像生成终端输出的虚拟现实图像；
光阀门组，包括一组可独立控制打开或关闭状态的光阀门，用于选择性的屏蔽所述液晶显示屏上图像光线的通过；
电子电路，连接所述光阀门组，用于按照控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭；
光学透镜，用于对通过所述光阀门组后的图像进行放大，以便用户眼睛能通过所述光学透镜看到放大后的图像。
2.根据权利要求1所述的展现虚拟现实内容的系统，其特征在于：
所述光阀门组包括左眼光阀门组和右眼光阀门组，通过所述左眼光阀门组的图像用于展示给用户的左眼，通过所述右眼光阀门组的图像用于展现给用户的右眼。
3.根据权利要求1所述的展现虚拟现实内容的系统，其特征在于：
所述一组光阀门为空间上并列布置的光阀门，并且可以组成一个长方形、正方形、椭圆形或者圆形。
4.根据权利要求1所述的展现虚拟现实内容的系统，其特征在于：
所述电子电路包括多路光线阀门控制器和存储器；
所述存储器用于存储预先设定的控制逻辑；
所述多路光线阀门控制器用于直接连接所述光阀门组，并根据所述预先设定的控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭。
5.根据权利要求1所述的展现虚拟现实内容的系统，其特征在于：
所述电子电路包括多路光线阀门控制器和处理器；
所述处理器用于根据所述显示屏的当前输出状态实时生成控制逻辑；
所述多路光线阀门控制器用于直接连接所述光阀门组，并根据所述实时生成的控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭。
6.根据权利要求1所述的展现虚拟现实内容的系统，其特征在于：
所述电子电路包括多路光线阀门控制器、处理器和传感器；
所述传感器用于感知设备的当前状态；
所述处理器用于根据所述设备的当前状态实时生成控制逻辑；
所述多路光线阀门控制器用于直接连接所述光阀门组，并根据所述实时生成的控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭。
7.根据权利要求1-6任一所述的展现虚拟现实内容的系统，其特征在于，所述控制逻辑具体为：对于所述光阀门组的各个光阀门，按照空间排列顺序依次执行打开和关闭操作；
或者将所述光阀门组分为多个子组，每个子组至少包含一个光阀门，对于所述各个子组依次执行打开和关闭操作。
8.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：
绑带和外壳，通过所述绑带可将所述外壳绑定在用户头上；
集成在外壳中的液晶显示屏，用于展现图像生成终端输出的视频图像；
集成在外壳中的光阀门组，包括一组可独立控制打开或关闭状态的光阀门，用于选择性的屏蔽所述液晶显示屏上图像光线的通过；
集成在外壳中的电子电路，连接所述光阀门组，用于按照控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭；
集成在外壳中的光学透镜，用于对通过所述光阀门组后的图像进行放大，以便用户眼睛能通过所述光学透镜看到放大后的图像。
9.根据权利要求8所述的头戴式显示设备，其特征在于：
所述光阀门组包括左眼光阀门组和右眼光阀门组，通过所述左眼光阀门组的图像用于展示给用户的左眼，通过所述右眼光阀门组的图像用于展现给用户的右眼。
10.根据权利要求8所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述一组光阀门为空间上并列布置的光阀门，整体上组成一个长方形、正方形、椭圆形或者圆形。
11.根据权利要求8-10任一所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述集成在外壳中的电子电路，连接所述光阀门组，用于按照控制逻辑控制所述光阀门组的各个光阀门进行打开或关闭具体为：
所述电子电路，用于控制所述光阀门组的各个光阀门按照空间排列顺序依次执行打开和关闭操作；
或者，所述光阀门组分为多个子组，每个子组至少包含一个光阀门，所述电子电路，用于控制所述各个光阀门子组依次执行打开和关闭操作。
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