CN106646869A - 一种虚拟实境显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种虚拟实境显示装置，包括：两个凸镜和两个显示面板，凸镜各自对应一显示面板，每个显示面板具有由若干显示像素排列而成的一个中部宽、两端窄的异形矩阵，至少部分显示像素之间的间距随每个显示像素到异形矩阵的中心点的距离而变化。本发明的虚拟实境显示装置降低了作为VR系统显示时的畸变量，提升了影像品质。

Description

一种虚拟实境显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种降低了作为VR系统显示时的畸变量的虚拟实境显示装置。
背景技术
VR(Virtual Reality，虚拟实境)系统：为一头戴式3D显像系统，目的在短距离内透过两个凸透镜放大影像，以致人眼可以享受放大之3D VR影像，但因要在短距离内放大影片，及放大的镜组仅是简单之镜片组，所以造成影片在人眼内产生较大影像畸变量，为了减少此变形量，提升人眼观赏影片长宽比例正确性，所以在面板显示图像时，就预先在面板影像做影像处理。
图1为现有技术的虚拟实境显示装置的示意图。如图1所示，现有技术的虚拟实境显示装置1’，包括：两个凸镜(图中未示出)和两个显示面板2’，所述凸镜各自对应一所述显示面板显示面板2’，每个所述显示面板显示面板2’具有由若干显示像素排列而成的像素矩阵3’。
因为透过预先面板影像处理，会造成影像画质下降，故此专利为透过面板显示画素形状设计，对VR时的畸变预做变形量的补偿，这样影像画质可以不被牺牲，也可以修正人眼影像畸变。但是，利用面板影像预做畸变的补偿，会造成VR放大后的影像品质降低。
有鉴于此，发明人提供了一种降低了作为VR系统显示时的畸变量的虚拟实境显示装置。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种虚拟实境显示装置，克服现有技术的困难，降低了作为VR系统显示时的畸变量，提升了影像品质。
根据本发明的一个方面，提供一种虚拟实境显示装置，包括：两个凸镜和两个显示面板，所述凸镜各自对应一所述显示面板，每个所述显示面板具有由若干显示像素排列而成的一个中部宽、两端窄的异形矩阵，至少部分所述显示像素之间的间距随每个所述显示像素到所述异形矩阵的中心点的距离而变化。优选地，至少部分所述异形矩阵自一矩形虚拟矩阵变形得到，所述异形矩阵的中心点与所述矩形虚拟矩阵的中心点相同，所述矩形虚拟矩阵包括若干矩阵排列的虚拟像素，每个所述虚拟像素与所述异形矩阵的一所述显示像素相对应，至少部分所述异形矩阵的显示像素的位置由所述矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素根据各自的第一偏移量向的中心点偏移得到，所述第一偏移量与每个所述虚拟像素根据该虚拟像素与所述矩形虚拟矩阵的中心点的不同位置关系相匹配。
优选地，以所述矩形虚拟矩阵的中心点为原点划分四个象限，每个所述象限中的虚拟像素相对于原点的坐标为(a，b)，每个所述象限中的虚拟像素与所述原点的距离为C，每个所述象限中对角线的长度为D，根据距离C与长度D的比值S，得到第一偏移量T，所述异形矩阵的显示像素的坐标为【(1-T)×a，(1-T)×b】。
优选地，所述第一偏移量T与所述比值S的函数关系为：
T＝0.439S3-0.2005S2+0.0122S+0.0006。
优选地，所述第一偏移量T随所述比值S正向增大。
优选地，所述异形矩阵的所有显示像素的位置自一矩形虚拟矩阵的虚拟像素的位置偏移得到。
优选地，所述异形矩阵包括中心区域和环绕所述中心区域的周围区域，所述中心区域的显示像素的位置与所述矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素的位置相同，所述周围区域的显示像素的位置根据所述矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素的位置偏移得到。
优选地，所述中心区域的范围为以所述原点为圆心，以所述矩形虚拟矩阵的对角线长度的50％为半径的圆形范围。
优选地，至少部分所述异形矩阵的显示像素的至少一像素参数与所述矩形虚拟矩阵中对应的所述虚拟像素的比值S相匹配，所述像素参数为像素直径、像素开口率、像素电流中的一项。
优选地，所述异形矩阵的所有显示像素的像素参数与所述矩形虚拟矩阵中对应的所述虚拟像素的比值S相匹配。
优选地，所述异形矩阵包括中心区域和环绕所述中心区域的周围区域，所述周围区域的显示像素的像素参数与所述矩形虚拟矩阵中对应的所述虚拟像素的比值S相匹配。
优选地，所述异形矩阵的轮廓是桶形、椭圆形、类椭圆形以及橄榄型中的一种。
有鉴于此，本发明的虚拟实境显示装置无需进行预先面板影像处理，降低了作为VR系统显示时的畸变量，提升了影像品质。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有技术的虚拟实境显示装置的示意图；
图2为本发明的虚拟实境显示装置的示意图；
图3为本发明的虚拟实境显示装置中一个象限的示意图；
图4为本发明的虚拟实境显示装置中比值S与第一偏移量T的函数图形；
图5为本发明的虚拟实境显示装置中的中心区域与周围区域的划分示意图；以及
图6为本发明的虚拟实境显示装置中显示像素与虚拟像素的坐标对比示意图。
附图标记
1’ 虚拟实境显示装置
2’ 显示面板
3’ 像素矩阵
1 虚拟实境显示装置
2 显示面板
3 异形矩阵
30 中心点
31 第一虚拟像素
32 第一显示像素
33 第二虚拟像素
34 第二显示像素
C 虚拟像素与原点的距离
D 象限中对角线的长度
E 中心区域
F 周围区域
S 比值
T 第一偏移量
X 坐标横轴
Y 坐标纵轴
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。
图2为本发明的虚拟实境显示装置的示意图。如图2所示，本发明的第一实施例提供了一种虚拟实境显示装置1，包括：两个凸镜(图中未示出)和两个显示面板2，凸镜各自对应一显示面板2，每个显示面板2具有由若干显示像素排列而成的一个中部宽、两端窄的异形矩阵。本实施例中，以轮廓为桶形的异形矩阵为例，但不以此为限，异形矩阵的轮廓也可以是椭圆形、类椭圆形、橄榄型等等。异形矩阵中的至少部分显示像素之间的间距随每个显示像素到异形矩阵的中心点的距离而变化。至少部分异形矩阵3自一矩形虚拟矩阵变形得到，异形矩阵3的中心点30与矩形虚拟矩阵的中心点30相同，矩形虚拟矩阵包括若干矩阵排列的虚拟像素，每个虚拟像素与异形矩阵3的一显示像素相对应，至少部分异形矩阵3的显示像素的位置由矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素根据各自的第一偏移量向的中心点30偏移得到，第一偏移量与每个虚拟像素根据该虚拟像素与矩形虚拟矩阵的中心点30的不同位置关系相匹配。
图3为本发明的虚拟实境显示装置中一个象限的示意图。如图3所示，本发明中以矩形虚拟矩阵的中心点30为原点划分四个象限，以中心点30右上角的象限为例，每个所述象限中的虚拟像素相对于原点的坐标为(a，b)，每个所述象限中的虚拟像素与原点的距离为C，每个所述象限中对角线的长度为D，根据距离C与长度D的比值S，得到第一偏移量T，异形矩阵3的显示像素的坐标为【(1-T)×a，(1-T)×b】。
图4为本发明的虚拟实境显示装置中比值S与第一偏移量T的函数图形。如图4所示，第一偏移量T与比值S的函数关系可以是为：T＝0.439S3-0.2005S2+0.0122S+0.0006，但不以此为限，在本发明的基础上对第一偏移量T与比值S函数关系进行数学上变形或是调整的技术方案也落在本发明的保护范围之内。第一偏移量T随比值S正向增大。也就是说，离中心点30越远的虚拟像素的第一偏移量T越大。第一偏移量T在矩形虚拟矩阵的中心区域E几乎接近0，但是随着距离C与长度D的比值S的增加，第一偏移量T也跟着正向增长，第一偏移量T的最大值约等于25％。
异形矩阵3的所有显示像素的位置可以自一矩形虚拟矩阵的虚拟像素的位置偏移得到，但不以此为限。
图5为本发明的虚拟实境显示装置中的中心区域E与周围区域F的划分示意图。由于像素矩阵在观看的时候，中心区域E的畸变量是极小的，所以可以不对中心区域E的显示像素进行上述的位置偏移调整，而是仅对中心区域E之外的周围区域F，即对畸变量大的区域进行上述的位置偏移调整，以此降低制成工序和成本。例如：异形矩阵3包括中心区域E和环绕中心区域E的周围区域F，中心区域E的显示像素的位置与矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素的位置相同，周围区域F的显示像素的位置根据矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素的位置偏移得到。中心区域E的范围为以原点为圆心，以矩形虚拟矩阵的对角线长度的50％为半径的圆形范围。
并且，本发明中的虚拟实境显示装置还可以根据虚拟像素的比值S进一步调整其他的像素参数。至少部分异形矩阵3的显示像素的至少一像素参数与矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素的比值S相匹配，像素参数为像素直径、像素开口率、像素电流中的一项。异形矩阵3的所有显示像素的像素参数与矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素的比值S相匹配，但不以此为限，同样地，异形矩阵3也可以包括中心区域E和环绕中心区域E的周围区域F，周围区域F的显示像素的像素参数与矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素的比值S相匹配。
图6为本发明的虚拟实境显示装置中显示像素与虚拟像素的坐标对比示意图。以下，以图6中的两对显示像素和虚拟像素来介绍本发明的虚拟实境显示装置的像素点的位置的定位过程。
以中心点30右上角的象限为例，设第一虚拟像素31的坐标为(5，3)，第一虚拟像素31是该象限中离中心点30最远的位于对角的像素。则第一虚拟像素31与原点的距离C＝5.8，象限中经过原点的对角线的长度D＝5.8。则距离C与长度D的比值S＝100％。第一虚拟像素31的第一偏移量T＝0.439S3-0.2005S2+0.0122S+0.0006，T约等于25％。则第二显示像素34的坐标为【(1-T)×a，(1-T)×b】＝(0.75a，0.75b)，即第二显示像素34的坐标为(3.75，2.25)。
设第二虚拟像素33的坐标为(4，1)。则第二虚拟像素33与原点的距离C＝4.1，象限中经过原点的对角线的长度D＝5.8。则距离C与长度D的比值S＝70.6％。第二虚拟像素33的第一偏移量T＝0.439S3-0.2005S2+0.0122S+0.0006，T约等于6％。则第二显示像素34的坐标为【(1-T)×a，(1-T)×b】＝(0.94a，0.94b)，即第二显示像素34的坐标为(3.76，0.94)。
其他的显示像素与虚拟像素的位置以此类推，此处不再赘述。
本发明透过面板显示像素排列的设计，对作为VR系统显示时的畸变预做变形量的补偿，影像画质可以不被牺牲，也可以修正人眼影像畸变。
综上可知，本发明的虚拟实境显示装置无需进行预先面板影像处理，降低了作为VR系统显示时的畸变量，提升了影像品质。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (12)

1.一种虚拟实境显示装置，其特征在于，包括：两个凸镜和两个显示面板，所述凸镜各自对应一所述显示面板，每个所述显示面板具有由若干显示像素排列而成的一个中部宽、两端窄的异形矩阵，至少部分所述显示像素之间的间距随每个所述显示像素到所述异形矩阵的中心点的距离而变化。
2.如权利要求1所述的虚拟实境显示装置，其特征在于：至少部分所述异形矩阵自一矩形虚拟矩阵变形得到，所述异形矩阵的中心点与所述矩形虚拟矩阵的中心点相同，所述矩形虚拟矩阵包括若干矩阵排列的虚拟像素，每个所述虚拟像素与所述异形矩阵的一所述显示像素相对应，至少部分所述异形矩阵的显示像素的位置由所述矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素根据各自的第一偏移量向的中心点偏移得到，所述第一偏移量与每个所述虚拟像素根据该虚拟像素与所述矩形虚拟矩阵的中心点的不同位置关系相匹配。
3.如权利要求2所述的虚拟实境显示装置，其特征在于：以所述矩形虚拟矩阵的中心点为原点划分四个象限，每个所述象限中的所述虚拟像素相对于所述原点的坐标为(a，b)，每个所述象限中的所述虚拟像素与所述原点的距离为C，每个所述象限中对角线的长度为D，根据距离C与长度D的比值S，得到第一偏移量T，所述异形矩阵的显示像素的坐标为【(1-T)×a，(1-T)×b】。
4.如权利要求3所述的虚拟实境显示装置，其特征在于：所述第一偏移量T与所述比值S的函数关系为：
T＝0.439S3-0.2005S2+0.0122S+0.0006。
5.如权利要求3所述的虚拟实境显示装置，其特征在于：所述第一偏移量T随所述比值S正向增大。
6.如权利要求3所述的虚拟实境显示装置，其特征在于：所述异形矩阵的所有显示像素的位置自所述矩形虚拟矩阵的虚拟像素的位置偏移得到。
7.如权利要求2至5中任意一项所述的虚拟实境显示装置，其特征在于：所述异形矩阵包括中心区域和环绕所述中心区域的周围区域，所述中心区域的显示像素的位置与所述矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素的位置相同，所述周围区域的显示像素的位置根据所述矩形虚拟矩阵中对应的虚拟像素的位置偏移得到。
8.如权利要求7所述的虚拟实境显示装置，其特征在于：所述中心区域的范围为以所述原点为圆心，以所述矩形虚拟矩阵的对角线长度的50％为半径的圆形范围。
9.如权利要求3至6中任意一项所述的虚拟实境显示装置，其特征在于：至少部分所述异形矩阵的显示像素的至少一像素参数与所述矩形虚拟矩阵中对应的所述虚拟像素的比值S相匹配，所述像素参数为像素直径、像素开口率、像素电流中的一项。
10.如权利要求9中所述的虚拟实境显示装置，其特征在于：所述异形矩阵的所有显示像素的像素参数与所述矩形虚拟矩阵中对应的所述虚拟像素的比值S相匹配。
11.如权利要求9中所述的虚拟实境显示装置，其特征在于：所述异形矩阵包括中心区域和环绕所述中心区域的周围区域，所述周围区域的显示像素的像素参数与所述矩形虚拟矩阵中对应的所述虚拟像素的比值S相匹配。
12.如权利要求1中所述的虚拟实境显示装置，其特征在于：所述异形矩阵的轮廓是桶形、椭圆形、类椭圆形以及橄榄型中的一种。
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Patentee after: Shanghai Hehui optoelectronic Co., Ltd

Address before: 201500, building two, building 100, 1, Jinshan Industrial Road, 208, Shanghai, Jinshan District

Patentee before: Shanghai Hehui optoelectronic Co., Ltd