CN107682686A - 一种虚拟现实显示装置、显示设备及显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种VR显示装置、显示设备及显示方法。该VR显示装置包括第一显示面板以及位于第一显示面板显示侧的第二显示面板，第一显示面板与第二显示面板之间具有间隙，第一显示面板和第二显示面板分别用于显示后景图像信息和前景图像信息。从而，当人眼分别观看第一显示面板和第二显示面板的图像时，会根据图像与人眼的距离自适应调节人眼晶状体来感知深度信息。包含有该VR显示装置的VR显示设备，实现了同时通过双眼视差和不同距离下人眼晶状体的调节来感知深度信息，使得人眼的双眼视差与人眼晶状体对大脑的反馈相同，避免了视觉疲劳和眩晕感。本发明还提出了一种VR显示方法。

Description

一种虚拟现实显示装置、显示设备及显示方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种虚拟现实显示装置、显示设备及显示方法。

背景技术

虚拟现实显示设备，简称VR(Virtual Reality，虚拟现实)显示设备，是一种利用显示设备将人对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，模拟人双眼的视觉差，并通过技术手段分别让每只眼睛得到相应的画面，两只眼睛在获取带有差异的画面后在脑海中产生立体感。

现有技术中，VR显示设备实现的立体视觉在眼镜聚焦范围、观察位置和眼球距离等生物学特性上与自然真实显示有很大区别。人眼通过双眼视差和不同距离下人眼晶状体的调节来感知深度信息。现有的VR图像都是从一块屏幕上发出，屏幕上所有图像的景深信息相同，导致人眼在观看屏幕上的图像时晶状体无法实现调节，只能通过双眼视差在脑海中产生立体感，因此使得双眼视差和人眼晶状体对大脑的反馈产生差异，使人容易产生视觉疲劳和眩晕感。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是，提供一种VR显示装置、显示设备及显示方法，以解决VR显示容易使人产生视觉疲劳和眩晕感的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种虚拟现实显示装置，包括第一显示面板以及位于所述第一显示面板显示侧的第二显示面板，所述第一显示面板与所述第二显示面板之间具有间隙，所述第一显示面板和所述第二显示面板分别用于显示后景图像信息和前景图像信息。

可选地，所述第二显示面板包括像素区域和透明区域，所述第一显示面板的图像通过所述透明区域显示。

可选地，所述第二显示面板的透明区域与所述第一显示面板的像素区域一一对应。

可选地，所述第一显示面板的像素区域的宽度为所述第二显示面板的透明区域的宽度的1.5-2.5倍。

可选地，所述第一显示面板和所述第二显示面板满足如下关系：

其中，d为第一显示面板和第二显示面板之间的距离，之为人眼与第二显示面板之间的距离，a为显示装置的宽度，w为第二显示面板的透明区域的宽度。

可选地，所述第二显示面板的像素区域和透明区域依次交替设置。

可选地，所述第二显示面板的像素区域和透明区域的宽度相等。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提出了一种虚拟现实显示设备，包括以上所述的虚拟现实显示装置、与所述虚拟现实显示装置连接的图像处理装置以及设置在所述虚拟现实显示装置显示侧的光学处理装置。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提出了一种虚拟现实显示方法，包括：

将待显示的图像进行处理，获得前景图像信息和后景图像信息；

采用第一显示面板显示后景图像信息，采用第二显示面板显示前景图像信息，所述第二显示面板位于所述第一显示面板的显示侧，所述第一显示面板与所述第二显示面板之间具有间隙。

可选地，所述第二显示面板包括像素区域和透明区域，所述第一显示面板的图像通过所述透明区域显示。

本发明实施例提供了一种VR显示装置、显示设备及显示方法。该VR显示装置，通过将第一显示面板和第二显示面板设置用于显示具有不同景深的图像信息，并且第一显示面板和第二显示面板之间具有间隙，从而使得当人眼观看屏幕时，第一显示面板显示的图像和第二显示面板显示的图像与人眼的距离不相同。进而，当人眼分别观看第一显示面板和第二显示面板的图像时，会根据图像与人眼的距离自适应调节人眼晶状体来感知深度信息。当将该VR显示装置应用在VR显示设置中时，实现了同时通过双眼视差和不同距离下人眼晶状体的调节来感知深度信息，使得人眼的双眼视差与人眼晶状体对大脑的反馈相同，避免了视觉疲劳和眩晕感。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例VR显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例第二显示面板的结构示意图；

图3为本发明实施例VR显示设备的结构示意图。

附图标记说明：

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明实施例中的“前景图像”指的是待显示的图像中呈现出的物理位置靠前的图像部分，“后景图像”指的是待显示的图像中呈现出的物理位置靠后的图像部分；。

本发明实施例提供了一种VR显示装置，该VR显示装置包括第一显示面板以及位于第一显示面板显示侧的第二显示面板，第一显示面板与第二显示面板之间具有间隙，第一显示面板和第二现实面板分别用于显示后景图像信息和前景图像信息。

本发明实施例提出的VR显示装置，由于第一显示面板和第二显示面板分别用于显示后景图像信息和前景图像信息，并且第一显示面板和第二显示面板之间具有间隙，所以，当人眼观看屏幕时，第一显示面板显示的后景图像和第二显示面板显示的前景图像与人眼的距离是不相同的。当人眼分别观看第一显示面板和第二显示面板的图像时，会根据图像与人眼的距离自适应调节人眼晶状体来感知深度信息。当将本发明实施例的VR显示装置应用于VR显示设备时，可以同时通过双眼视差和不同距离下人眼晶状体的调节来感知深度信息，使得人眼的双眼视差与人眼晶状体对大脑的反馈相同，避免视觉疲劳和眩晕感。该VR显示装置，通过第一显示面板和第二显示面板的匹配显示，呈现出更自然的图像景深信息。

在本发明实施例中，第二显示面板设置在第一显示面板的显示侧，为了保证第一显示面板的正常显示，优选地，第二显示面板包括像素区域和透明区域，第一显示面板的图像通过透明区域显示。

下面将通过具体的实施例详细说明本发明实施例的技术方案。

第一实施例：

图1为本发明实施例VR显示装置的结构示意图。图2为本发明实施例第二显示面板20的结构示意图。在本实施例中，第二显示面板的像素区域21为像素列，透明区域22为透明列。

从图1中可以看出，该VR显示装置包括第一显示面板10以及位于第一显示面板10显示侧的第二显示面板20。第一显示面板10与第二显示面板20之间具有间隙d。第一显示面板10和第二显示面板20分别用于显示后景图像信息和前景图像信息。

本领域技术人员容易理解的是，VR显示设备，可以使用一个VR显示装置，采用光学处理装置使得双眼产生视差，从而呈现出三维立体图像，还可以采用两个VR显示装置，分别提供左眼视图和右眼视图，使得双眼产生视差，从而呈现出三维立体图像。

本发明实施例提出的VR显示装置应用于VR显示设备进行图像显示时，图像的前景信息和后景信息分别通过第二显示面板20和第一显示面板10显示。由于第一显示面板10和第二显示面板20之间具有间隙，不处于同一显示面，因此，第一显示面板10和第二显示面板20与人眼的距离是不相同的。在使用VR显示设备时，人眼会自适应调节晶状体来观看分别位于第一显示面板10和第二显示面板20上的图像，即通过自适应调节晶状体来感知深度信息。所以，包含有本发明实施例的VR显示装置的VR显示设备，在双眼视差的基础上，还需要人眼在观看屏幕时，通过人眼晶状体的调节来感知深度信息，从而获取不同景深的图像信息，使得人眼的双眼视差与人眼晶状体对大脑的反馈相同，让观看者在虚拟环境中获得一种更自然的图像景深信息，避免视觉疲劳和眩晕感。

结合图1和图2，第二显示面板20包括像素区域21和透明区域22，第一显示面板10的图像通过透明区域22显示。在图1中同时示出了人眼观看VR显示装置的示意图。当VR显示装置进行图像显示时，前景图像通过第二显示面板20显示，后景图像通过第一显示面板10显示。人眼观看到第二显示面板20显示的前景图像，同时人眼还观看到透过透明区域22的后景图像。因此，位于第一显示面板显示侧的第二显示面板不会影响第一显示面板的显示。

进一步优选地，第二显示面板的透明区域22与第一显示面板的像素区域11一一对应。在本实施例中，第二显示面板的透明区域22和像素区域21分别为透明列和像素列，因此，第一显示面板的像素区域11同样地为像素列。这样，第一显示面板10的每一个像素区域11都可以透过对应的透明区域22进行显示，从而避免了由于第二显示面板20遮挡引起的第一显示面板10显示效果不良的问题。

优选地，第二显示面板的透明区域22在第一显示面板10上的投影位于与该透明区域22相对应的第一显示面板的像素区域11的中部位置，如图1所示。例如，在图1中，第二显示面板的R1透明区域221在第一显示面板10上的投影位于第一显示面板的R1’像素区域的中部位置。这样，第一显示面板的R1’像素区域所显示的图像就可以左右均匀地透过第二显示面板的R1透明区域221进行显示，避免由于透明区域位置偏移导致第一显示面板对应像素区域图像左右显示不均匀的问题。

进一步优选地，第一显示面板的像素区域11的宽度w1为第二显示面板的透明区域22的宽度w的1.5-2.5倍。这样，就可以保证人眼通过第二显示面板的透明区域22可以最大程度地看到第一显示面板的像素区域11的图像，保证后景图像的显示效果。

为了使得后景图像可以透过透明区域完整地显示，第一显示面板10和第二显示面板20满足如下关系：

其中，d为第一显示面板和第二显示面板之间的距离，L为人眼与第二显示面板之间的距离，a为显示装置的宽度，w为第二显示面板的透明区域的宽度。

进一步优选地，第二显示面板20的像素区域21和透明区域22依次交替设置，如图1和图2所示。从而最大程度地避免了第二显示面板20对第一显示面板10的遮挡，将遮挡导致的不良将至最低。从图1中还可以看出，第二显示面板20的每相邻两个像素区域21之间都设置有透明区域22，而且第二显示面板的像素区域21的排序与第一显示面板的像素区域11的排序相同，也就是说，第二显示面板的像素列的颜色排序与第一显示面板的像素列的颜色排序相同，均为R、G、B。这样的VR显示装置，在屏幕的显示侧，第一显示面板10的R1’像素区域与第二显示面板20的R1像素区域可以看作一个完整的R像素区域，其中，R像素区域的一部分用于显示前景图像，一部分用于显示后景图像，而且前景图像和后景图像互不干扰，在保证了景深信息的情况下，获得了良好的显示效果。

在一个优选的实施例中，第二显示面板的像素区域21和透明区域22的宽度相等。这样，从宏观上，透过透明区域22显示的后景图像的像素宽度约等于透明区域22的宽度，从而使得后景图像的像素宽度与前景图像的像素宽度大体相等，从而保证了VR显示装置的显示效果均一性。尤其当第一显示面板的像素区域11的宽度为第二显示面板的透明区域22的宽度的2倍时，可以使得第一显示面板10和第二显示面板20的像素区域数目完全相同，保证了VR显示装置的显示效果。

上述实施例中，介绍了第二显示面板的像素区域为像素列，对应的透明区域为透明列的具体实施方式，容易理解的是，第二显示面板的像素区域和透明区域同样可以为像素行和透明行，或者与像素排布相对应的其他形状，均可以起到相同的技术效果。

第二实施例：

基于上述实施例的发明构思，本发明第二实施例提出了一种VR显示设备，该设备包括上述实施例的VR显示装置、与VR显示装置连接的图像处理装置以及设置在该VR显示装置显示侧的光学处理装置。图3为本发明实施例VR显示设备的结构示意图。从图3中可以看出，该VR显示设备包括VR显示装置、与VR显示装置连接的图像处理装置(图中未示出)以及设置在该VR显示装置显示侧的光学处理装置30。

图像处理装置用于将待显示的图像进行处理，获得前景图像信息和后景图像信息。VR显示装置的第一显示面板显示后景图像信息，第二显示面板显示前景图像信息。其中，第二显示面板位于第一显示面板的显示侧，且第一显示面板与第二显示面板之间具有间隙。

本发明实施例的VR显示设备，通过光学处理装置30使得双眼产生视差，观看到三维立体图像，同时VR显示装置的第一显示面板10和第二显示面板20匹配显示提供具有不同景深的图像，使得人眼自适应调节晶状体来感知深度信息，获得更自然的图像景深信息。

在一个优选的实施例中，光学处理装置包括球面镜片、非球面镜片和菲涅耳透镜中的至少一种。

容易理解的是，VR显示设备还可以采用两个上述实施例的VR显示装置，使双眼分别通过VR显示装置观看不同的图像，产生双眼视差，观看到立体图像，同时，VR显示装置提供具有不同景深的图像信息。

第三实施例：

基于上述实施例的发明构思，本发明第二实施例提出了一种VR显示方法，包括：

将待显示的图像进行处理，获得前景图像信息和后景图像信息；

采用第一显示面板显示后景图像信息，采用第二显示面板显示前景图像信息，第二显示面板位于第一显示面板的显示侧，第一显示面板与第二显示面板之间具有间隙。

在一个优选的实施例中，第二显示面板包括像素区域和透明区域，第一显示面板的图像通过第二显示面板的透明区域显示。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

在本发明实施例的描述中，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，或一体地连接；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发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种虚拟现实显示装置，其特征在于，包括第一显示面板以及位于所述第一显示面板显示侧的第二显示面板，所述第一显示面板与所述第二显示面板之间具有间隙，所述第一显示面板和所述第二显示面板分别用于显示后景图像信息和前景图像信息。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第二显示面板包括像素区域和透明区域，所述第一显示面板的图像通过所述透明区域显示。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第二显示面板的透明区域与所述第一显示面板的像素区域一一对应。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述第一显示面板的像素区域的宽度为所述第二显示面板的透明区域的宽度的1.5-2.5倍。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述第一显示面板和所述第二显示面板满足如下关系：

<mrow> <mi>d</mi> <mo>&lt;</mo> <mfrac> <mrow> <mn>2</mn> <mi>L</mi> </mrow> <mi>a</mi> </mfrac> <mi>w</mi> <mo>,</mo> </mrow>

其中，d为第一显示面板和第二显示面板之间的距离，L为人眼与第二显示面板之间的距离，a为显示装置的宽度，w为第二显示面板的透明区域的宽度。

6.根据权利要求2-5中任意一项所述的显示装置，其特征在于，所述第二显示面板的像素区域和透明区域依次交替设置。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述第二显示面板的像素区域和透明区域的宽度相等。

8.一种虚拟现实显示设备，其特征在于，包括权利要求1-7中任意一项所述的虚拟现实显示装置、与所述虚拟现实显示装置连接的图像处理装置以及设置在所述虚拟现实显示装置显示侧的光学处理装置。

9.一种虚拟现实显示方法，其特征在于，包括：

将待显示的图像进行处理，获得前景图像信息和后景图像信息；

采用第一显示面板显示后景图像信息，采用第二显示面板显示前景图像信息，所述第二显示面板位于所述第一显示面板的显示侧，所述第一显示面板与所述第二显示面板之间具有间隙。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二显示面板包括像素区域和透明区域，所述第一显示面板的图像通过所述透明区域显示。