CN110703443A - 一种vr显示方法及vr观看装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种VR显示方法，VR显示方法的显示部件分别对双眼进行独立的图像传递，图像分别在双眼中显示构成三维影像；显示部件与人眼之间加入近视或远视镜片。VR显示方法的显示部件以遮挡的方式或分块显示形式对人的双眼进行独立分区显示。一种VR观看装置包括外壳、头带、显示部件、眼球追踪仪和镜片模组，外壳侧面连接一头带用于箍挂在人的头部，外壳上表面设有两个插槽，插槽内插入镜片模组或空置，显示部件设置在外壳内并朝向人双眼，眼球追踪仪设置在外壳内并位于显示部件的一旁，眼球追踪仪朝向人双眼并将人双眼的视向信号传递给显示部件，显示部件分别对双眼进行独立的图像传递。

Description

一种VR显示方法及VR观看装置

技术领域

本发明涉及VR显示领域，具体是一种VR显示方法及VR观看装置。

背景技术

最适合用在VR设备上实现3D效果的方法是给双眼看到不同的画面，从而让大脑能够加工出三维信息。

为了让双眼看到的显示屏上的图像信息不一致，现有技术通常通过光偏振来完整，通过在人双眼前分别加上不同偏振方向的偏振光片，让同一屏幕上出现的信息被分别筛选，但存在光的强度被大大缩减以及观看视野过小的问题，现有技术也有通过遮挡的方式进行分光，例如专利CN201410390983.4裸眼3D显示装置，但分光角度非常局限，其仍然基于最基本的静止光栅的遮光方式，只有人双眼的视向朝向屏幕正中时，3D效果才能完全发挥，但当人双眼看向一旁、偏离中心线较大时，由于单只眼睛的视野角度发生了改变，光栅还以原始的挡光位置进行遮挡的话，常常会遮光不充分，从而让只由左眼看到的显示单元被右眼看到了一部分，从而在人双眼处造成重影，大大影响观看体验甚至引发头晕呕吐等不良反应。而且，现有的VR设备对于近视或远视眼不友好，常常需要在佩戴眼镜的基础上带上VR设备，耳朵附近皮肤挤压难受，佩戴体验极差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种VR显示方法及VR观看装置，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种VR显示方法，VR显示方法的显示部件分别对双眼进行独立的图像传递，图像分别在双眼中显示构成三维影像；显示部件与人眼之间加入近视或远视镜片。

进一步的，VR显示方法的显示部件以遮挡的方式对人的双眼进行独立分区显示，显示部件与人双眼之间加入挡光部件，双眼看到的分别是显示部件上竖直交错分布的条状区域。挡光部件根据人双眼的视向进行位置调整。

VR显示主要是要将二维显示屏上的画面传输给人眼睛后能够被人的大脑加工成带有景深信息的三维画面，根据现有技术中关于三维显示的几种方式，最适合用在VR设备上的是给双眼看到不同的画面，从而让大脑能够加工出三维信息。

在显示部件与人眼之间加入近视或远视镜片，使得近视或远视使用者可以摘掉原先的眼镜而使用设备上的镜片，从而佩戴舒适，镜片可以使用叠加的形式，用若干片镜片拼凑出度数合适的总的镜片模组。显示部件与人双眼之间加入挡光部件就是为了实现人眼观看到的画面不同，挡光部件为一条条的竖直条纹，左眼与右眼看到的分别是显示部件上的一条条竖直间隔分布的条纹发光区域，但只要挡光部件制作地较细，同时由于眼睛并非一个点状接收处，而是一个具有宽度的图像接收处，左眼与右眼分别看到的图像仍能连接成一个区域，分别在左眼与右眼上显示预定的画面，让人大脑加工出D影像。

作为另一种进一步方案，VR显示方法的显示部件以分块形式进行显示，显示部件的两块显示区域分别朝向人的双眼，两块显示区域的相互靠近的一侧为曲面、并向人双眼延伸。两块显示区域的曲面侧端部的中心点与人双眼的两根连线所成夹角为大于150度。两块显示区域根据人双眼视向进行画面比例调整。两块显示区域分别朝向人的双眼显示不同的图像信息，图像的连续性更好。

一种VR观看装置包括外壳、头带、显示部件、眼球追踪仪和镜片模组，外壳侧面连接一头带用于箍挂在人的头部，外壳上表面设有两个插槽，插槽内插入镜片模组或空置，显示部件设置在外壳内并朝向人双眼，眼球追踪仪设置在外壳内并位于显示部件的一旁，眼球追踪仪朝向人双眼并将人双眼的视向信号传递给显示部件，显示部件分别对双眼进行独立的图像传递。

头带是设备使用时用于绑紧到人头部的部件，外壳是其他部件的安装位置，眼球追踪仪是一种能够识别出人眼视向信息的零件，其安装位置确认后，可以以电信号的方式给出眼球追踪仪所在平面上，人眼视向点的位置坐标，将眼球追踪仪安装在显示部件的一旁，用于检测人眼看向显示部件上的部位，从而对显示部件的图像信息进行调整，以便以一个优化的方向显示给人的双眼。插槽用于安装镜片模组，镜片模组的若干片镜片依次插入插槽内，从而让近视或远视使用者能够摘掉自己的原始眼镜，镜片模组包括若干片度数相异的标准度数镜片，通过叠加的方式获得与使用者度数相匹配的镜片模组。

进一步的，显示部件包括图像层和光栅层，图像层包括若干像素块作为基本发光单元，光栅层包括透光板、驱动电极和信号接头，驱动电极通过信号接头与眼球追踪仪进行电性连接，驱动电极设置在透光板的上下两侧，驱动电极接收电信号并在透光板上激发出若干道竖直分布的挡光条纹。

图像层是发光层，其上有一个个的像素块作为基本的图像单元，图像层的图像信息来自于外界传递过来的VR影像，直接播放即可，而光栅层是用于遮挡的一层结构，光栅层其主要包括透光板，透光板上下侧的驱动电极收到信号后，可以被迫改变内部的光学或晶体结构，显示出一条条的不透光的挡光条，类似于一块辅助的显示屏，不过显示屏是透明的，而且图案只限于竖直条纹。

作为另一种进一步方案，显示部件包括显示屏，显示屏有两块，分别位于人两眼之前，每块显示屏包括位于中间的纯平段和位于两侧的曲面段、收边段，两块显示屏的曲面段相互靠近并向人双眼所在平面延伸，两块曲面段端部的中心分别与双眼的连线的夹角大于150度。

显示部件是两块带曲面的显示屏，并且两块曲面段端部的中心分别与双眼的连线的夹角大于度，这样人的双眼就只能分别接收一块显示屏的图像信息了，中间部分由于非常靠近人的鼻梁处，已经处于单只眼睛的视野范围之外了，所以左眼不能越过曲面段的端部看到右眼前的那块显示屏的内容，右眼亦然。分块显示的显示部件分别显示给双眼，图像上完全连续，双眼组合出来的3D图像流畅性更好。

由于曲面段与纯平段和人眼的距离具有显著区别，所以在显示上需要对曲面段的图像进行一些水平方向的拉伸或压缩，这一步骤在外界传递过来的原始图像中已经做好或进入显示屏后再行处理均可，推荐在外界进行图像横向拉伸与压缩处理，以便减轻本VR观看装置的电气结构。分块显示的显示部件的曲面段会由于人眼视向的不同产生图像偏移与变形，所以眼球追踪仪的加入，是为了应对图像变形的，与前述改变挡光条位置与宽度有所不同。

作为优化，镜片模组包括若干镜片和设置在镜片顶部的拉环，镜片插入插槽时，拉环上端裸露在外壳外。拉环方便外界更换与取用镜片，防止直接手拿镜片造成磨损或污染。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过分光显示的方式，在人的双眼中显示不同的图像，从而让人的大脑能够构件处三维信息；不论是通过遮挡光的形式或者分块显示的形式，眼球追踪仪的加入，让装置能够应对人眼视向的改变造成的感光区域变化，在人的双眼中依然构件完整的、无杂质的不同图像，保证连续性，无重影，确保观看体验；镜片模组的加入让使用者可以摘除自身的眼镜，佩戴体验上大大改善。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的使用时的俯视示意图；

图2为本发明遮挡式分光的俯视原理图一；

图3为本发明遮挡式分光的俯视原理图二；

图4为本发明光栅层从水平方向看过去的正视图；

图5为本发明遮挡式分光的侧视原理图；

图6为本发明分块式分光的俯视原理图。

图中：1-外壳、11-插槽、2-头带、3-显示部件、4-图像层、41-像素块、5-光栅层、51-挡光条、52-驱动电极、53-信号接头、6-显示屏、61-纯平段、62-曲面段、63-收边段、7-眼球跟踪仪、9-镜片模组、91-镜片、92-拉环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种VR显示方法，VR显示方法的显示部件分别对双眼进行独立的图像传递，图像分别在双眼中显示构成三维影像；显示部件与人眼之间加入近视或远视镜片。VR显示方法的显示部件以遮挡的方式对人的双眼进行独立分区显示，显示部件与人双眼之间加入挡光部件，双眼看到的分别是显示部件上竖直交错分布的条状区域。挡光部件根据人双眼的视向进行位置调整。

VR显示主要是要将二维显示屏上的画面传输给人眼睛后能够被人的大脑加工成带有景深信息的三维画面，根据现有技术中关于三维显示的几种方式，最适合用在VR设备上的是给双眼看到不同的画面，从而让大脑能够加工出三维信息。

在显示部件与人眼之间加入近视或远视镜片，使得近视或远视使用者可以摘掉原先的眼镜而使用设备上的镜片，从而佩戴舒适，镜片可以使用叠加的形式，用若干片镜片拼凑出度数合适的总的镜片模组。显示部件与人双眼之间加入挡光部件就是为了实现人眼观看到的画面不同，挡光部件为一条条的竖直条纹，左眼与右眼看到的分别是显示部件上的一条条竖直间隔分布的条纹发光区域，但只要挡光部件制作地较细，同时由于眼睛并非一个点状接收处，而是一个具有宽度的图像接收处，左眼与右眼分别看到的图像仍能连接成一个区域，分别在左眼与右眼上显示预定的画面，让人大脑加工出3D影像。

如图1所示，VR观看装置包括外壳1、头带2、显示部件3、眼球追踪仪7和镜片模组9，外壳1侧面连接一头带2用于箍挂在人的头部，外壳1上表面设有两个插槽11，插槽11内插入镜片模组9或空置，显示部件3设置在外壳1内并朝向人双眼，如图5所示，眼球追踪仪7设置在外壳1内并位于显示部件3的一旁，眼球追踪仪7朝向人双眼并将人双眼的视向信号传递给显示部件3，显示部件3分别对双眼进行独立的图像传递。

头带2是设备使用时用于绑紧到人头部的部件，外壳1是其他部件的安装位置，眼球追踪仪7是一种能够识别出人眼视向信息的零件，其安装位置确认后，可以以电信号的方式给出眼球追踪仪7所在平面上，人眼视向点的位置坐标，将眼球追踪仪7安装在显示部件3的一旁，用于检测人眼看向显示部件3上的部位，从而对显示部件3的图像信息进行调整，以便以一个优化的方向显示给人的双眼。插槽11用于安装镜片模组9，镜片模组9的若干片镜片依次插入插槽11内，从而让近视或远视使用者能够摘掉自己的原始眼镜，镜片模组9包括若干片度数相异的标准度数镜片，通过叠加的方式获得与使用者度数相匹配的镜片模组9。

如图2、3所示，显示部件3包括图像层4和光栅层5，图像层4包括若干像素块41作为基本发光单元，光栅层5包括透光板、驱动电极52和信号接头53，驱动电极52通过信号接头53与眼球追踪仪7进行电性连接，驱动电极52设置在透光板的上下两侧，驱动电极52接收电信号并在透光板上激发出若干道竖直分布的挡光条纹。

图像层4是发光层，其上有一个个的像素块41作为基本的图像单元，图像层4的图像信息来自于外界传递过来的VR影像，直接播放即可，而光栅层5是用于遮挡的一层结构，如图4所示，光栅层5其主要包括透光板，透光板上下侧的驱动电极52收到信号后，可以被迫改变内部的光学或晶体结构，显示出一条条的不透光的挡光条51，类似于一块辅助的显示屏，不过显示屏是透明的，而且图案只限于竖直条纹。

以图像层4最左侧的像素块41发出的光为例阐释眼球追踪仪7与光栅层5的联动逻辑：如图2所示，当人眼为视向1时，图像层4最左侧的像素块41发出的光需要被图2上标识的挡光条51遮挡从而阻止其到达右眼，而当人眼为视向2时，如图3所示，原先的挡光条51已经不能完全遮挡最左侧像素块41发出的光了，其需要向两侧分别延长L1和L2的长度才能满足使用，此时，眼球追踪仪7识别到双眼的视向出现了改变，然后给到光栅层5位置信号，使其调整挡光条51位置与宽度，重新让最左侧的像素块41发出的光一点也到达不了右眼，防止造成重影影响观感。其余像素块41所对应的挡光条51也应按上述逻辑根据人双眼的视向进行调整，以便双眼分别获得最优的、无杂质的图像。

如图5所示，镜片模组9包括若干镜片91和设置在镜片91顶部的拉环92，镜片91插入插槽11时，拉环92上端裸露在外壳1外。拉环92方便外界更换与取用镜片91，防止直接手拿镜片91造成磨损或污染。

本装置的使用过程是：人将VR观看装置通过头带2带上头部，近视或远视者选取合适度数的镜片91插入插槽11内，然后外界的VR图像接入图像层4，眼球跟踪仪7追踪人双眼的视向，调整光栅层5挡光条51的位置与宽度，让同一竖直线上的图像层4区域只被一只眼睛看见，并且图像层4是竖直间隔交错地显示给双眼的。

实施例二：

一种VR显示方法，VR显示方法的显示部件分别对双眼进行独立的图像传递，图像分别在双眼中显示构成三维影像；所述显示部件与人眼之间加入近视或远视镜片。VR显示方法的显示部件以分块形式进行显示，显示部件的两块显示区域分别朝向人的双眼，两块显示区域的相互靠近的一侧为曲面、并向人双眼延伸。两块显示区域的曲面侧端部的中心点与人双眼的两根连线所成夹角为大于150度。两块显示区域根据人双眼视向进行画面比例调整。

如图1所示，VR观看装置包括外壳1、头带2、显示部件3、眼球追踪仪7和镜片模组9，外壳1侧面连接一头带2用于箍挂在人的头部，外壳1上表面设有两个插槽11，插槽11内插入镜片模组9或空置，显示部件3设置在外壳1内并朝向人双眼，如图5所示，眼球追踪仪7设置在外壳1内并位于显示部件3的一旁，眼球追踪仪7朝向人双眼并将人双眼的视向信号传递给显示部件3，显示部件3分别对双眼进行独立的图像传递。

如图6所示，显示部件3包括显示屏6，显示屏6有两块，分别位于人两眼之前，每块显示屏6包括位于中间的纯平段61和位于两侧的曲面段62、收边段63，两块显示屏6的曲面段62相互靠近并向人双眼所在平面延伸，两块曲面段62端部的中心分别与双眼的连线的夹角大于150度(图6中的角度A)。

镜片模组9包括若干镜片91和设置在镜片91顶部的拉环92，镜片91插入插槽11时，拉环92上端裸露在外壳1外。

除了显示部件3换成的曲面式的显示屏6外，其余部件、特征与实施例一相同。

显示部件3是两块带曲面的显示屏6，并且两块曲面段62端部的中心分别与双眼的连线的夹角大于150度，这样人的双眼就只能分别接收一块显示屏6的图像信息了，中间部分由于非常靠近人的鼻梁处，已经处于单只眼睛的视野范围之外了，所以左眼不能越过曲面段62的端部看到右眼前的那块显示屏6的内容，右眼亦然。分块显示的显示部件3分别显示给双眼，图像上完全连续，双眼组合出来的3D图像流畅性更好。

由于曲面段62与纯平段61和人眼的距离具有显著区别，所以在显示上需要对曲面段62的图像进行一些水平方向的拉伸或压缩，这一步骤在外界传递过来的原始图像中已经做好或进入显示屏6后再行处理均可，推荐在外界进行图像横向拉伸与压缩处理，以便减轻本VR观看装置的电气结构。分块显示的显示部件3的曲面段会由于人眼视向的不同产生图像偏移与变形，所以眼球追踪仪7的加入，是为了应对图像变形的，与实施例一中改变挡光条51位置与宽度有所不同。

本装置的使用过程是：人将VR观看装置通过头带2带上头部，近视或远视者选取合适度数的镜片91插入插槽11内，然后外界的VR图像接入图像层4，眼球跟踪仪7追踪人双眼的视向，调整曲面段62的图像压缩、拉伸比例，调整两块显示屏6图像的水平偏移量，以完整连续的、不同的图像分别显示给人的双眼。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种VR显示方法，其特征在于：所述VR显示方法的显示部件分别对双眼进行独立的图像传递，图像分别在双眼中显示构成三维影像；所述显示部件与人眼之间加入近视或远视镜片。

2.根据权利要求1所述的一种VR显示方法，其特征在于：所述VR显示方法的显示部件以遮挡的方式对人的双眼进行独立分区显示，所述显示部件与人双眼之间加入挡光部件，双眼看到的分别是显示部件上竖直交错分布的条状区域。

3.根据权利要求2所述的一种VR显示方法，其特征在于：所述挡光部件根据人双眼的视向进行位置调整。

4.根据权利要求1所述的一种VR显示方法，其特征在于：所述VR显示方法的显示部件以分块形式进行显示，显示部件的两块显示区域分别朝向人的双眼，两块显示区域的相互靠近的一侧为曲面、并向人双眼延伸。

5.根据权利要求4所述的一种VR显示方法，其特征在于：所述两块显示区域的曲面侧端部的中心点与人双眼的两根连线所成夹角为大于150度。

6.根据权利要求4所述的一种VR显示方法，其特征在于：所述两块显示区域根据人双眼视向进行画面比例调整。

7.一种VR观看装置，其特征在于：所述VR观看装置包括外壳(1)、头带(2)、显示部件(3)、眼球追踪仪(7)和镜片模组(9)，所述外壳(1)侧面连接一头带(2)用于箍挂在人的头部，所述外壳(1)上表面设有两个插槽(11)，所述插槽(11)内插入镜片模组(9)或空置，所述显示部件(3)设置在外壳(1)内并朝向人双眼，所述眼球追踪仪(7)设置在外壳(1)内并位于显示部件(3)的一旁，眼球追踪仪(7)朝向人双眼并将人双眼的视向信号传递给显示部件(3)，所述显示部件(3)分别对双眼进行独立的图像传递。

8.根据权利要求7所述的一种VR观看装置，其特征在于：所述显示部件(3)包括图像层(4)和光栅层(5)，所述图像层(4)包括若干像素块(41)作为基本发光单元，所述光栅层(5)包括透光板、驱动电极(52)和信号接头(53)，所述驱动电极(52)通过信号接头(53)与眼球追踪仪(7)进行电性连接，驱动电极(52)设置在透光板的上下两侧，驱动电极(52)接收电信号并在透光板上激发出若干道竖直分布的挡光条纹。

9.根据权利要求7所述的一种VR观看装置，其特征在于：所述显示部件(3)包括显示屏(6)，所述显示屏(6)有两块，分别位于人两眼之前，每块显示屏(6)包括位于中间的纯平段(61)和位于两侧的曲面段(62)、收边段(63)，两块显示屏(6)的曲面段(62)相互靠近并向人双眼所在平面延伸，两块曲面段(62)端部的中心分别与双眼的连线的夹角大于150度。

10.根据权利要求7所述的一种VR观看装置，其特征在于：所述镜片模组(9)包括若干镜片(91)和设置在镜片(91)顶部的拉环(92)，所述镜片(91)插入插槽(11)时，拉环(92)上端裸露在外壳(1)外。

Images