CN1613025A - 头戴式显示器 - Google Patents
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Abstract
一种头戴式显示器(10)，可以包括单个液晶显示元件(12)。显示元件(12)可以连续地产生左边和右边的图像对。可以使用光束分离器(14)来连续地向左眼提供第一图像，并且向右眼提供随后的图像等等，以便可以从单个显示元件(12)中产生立体图像。结果，在一些实施例中，可以降低头戴式显示器(10)的功耗、成本、尺寸和重量。
Description
背景
本发明一般涉及显示在用户的前面出现的图像的头戴式显示器。
头戴式显示器可以使用配置在靠近用户眼睛位置的液晶显示器来显示看起来似乎在用户前面浮动的虚拟图像。该液晶显示器可能非常小，并且因此相对轻，这样就产生了非常轻便的显示系统。例如，图像可以出现在用户的前面，允许用户在来回移动的同时可以继续看到图像。这些在帮助完成相对复杂的任务，诸如产品组装时可能是有用的。
当然，能够制作的头戴式显示器越轻，显示器产生图像而越不会对用户造成不便。由显示器的重量给用户的移动造成的防碍越多，用户就越不太可能使用这些类型的显示器。
通常，头戴式显示器包括在每只眼睛前面的液晶显示器。这样，可以产生有立体感的或者三维图像。
然而，用于每只眼睛的光学元件和显示器的附加重量可能给用户增加头戴式显示器的负担。
因此需要更优的方法用于提供具有立体观看效果的头戴式显示器。
附图说明
图1是描述本发明的一个实施例的图示；
图2是描述本发明另一个实施例的图示；和
图3是描述本发明另一个实施例的图示。
详细说明
参考图1，头戴式显示器10可以包括液晶显示器12。液晶显示器12可以耦合到未示出的适当的处理装置。这些装置可以产生图像用于在液晶显示器12上显示。在有些情况下，处理装置可以是头戴式显示器的一部分，而在其他的情况下，处理装置可能与其远离。
液晶显示器12产生的图像穿过液晶显示器光闸、反射镜和光束分离器14。光束分离器14的液晶显示器光闸在一种情况下允许图像穿过光束分离器14，并在随后的情况下由此被反射。
这样，当图像被反射时，它可以被用户的右眼看到，如图1中的R所示。相反，当图像被透射时，其可以从抛物面反射镜16反射，用于由用户的左眼来观察(图1中的L)。
光束分离器14将光束分离成两个分开的图像，并且由于其液晶显示器光闸的操作而以不同的次数进行分离。液晶显示器光闸是改变光束分离器14的透射率和/或反射率特征的电子启动装置。这样，在一种情况下，光束分离器14作为反射器，在接下来的情况下，其作为有效的透明装置。最终，左边和右边的图像可以被连续地施加到左眼和右眼。如果以足够高的速度执行图像的这一连续交替，则其可能不会被用户注意到。
作为如图1所示的头戴式显示器10的配置结果，不需要第二液晶显示器12。即，单个液晶显示器12可以在不同的时间情况下向左眼和右眼提供不同的图像或帧。结果，观察者认为他或者她正在观看持续立体的左边和右边的图像。通过光束分离器14的操作，左边和右边的图像可以连续地产生，并且选择性地提供给左眼和右眼。
结果，在有些实施例中，可以显著地降低头戴式显示器10的功耗、重量和尺寸。因为液晶光闸相对轻，所以添加光闸并且除去液晶显示器导致了相当大的重量减轻。此外，液晶光闸可基本上比附加的液晶显示器更加廉价。
参考图2，显示器12如与图1相关的描述那样操作，然而光束分离器14a仅提供光束分离的功能。在这样情况下，对于由用户的左眼(L)和右眼(R)所观察的每个左边和右边的图像，提供了液晶显示器光闸18a和18b。这样稍微增加了头戴式显示器10a的重量和尺寸。然而，它可以简化光束分离器14的设计。
最后参考图3，头戴式显示器10b可以包括液晶显示器光闸20。在这样的情况下，由液晶显示器12产生的图像可以被选择地并且连续地分给左眼和右眼。例如，在第一时间情况下，显示器12图像可以被光束分离器22反射到反射镜26a，用于右眼观察，在接下来的时间情况下，其可以被透射并且然后被反射镜22反射到反射镜26b，用于左眼来观察。
虽然反射镜被说明用于向左眼和右眼提供图像，但是在其他的实施例中可以使用包括光纤光学装置、玻璃、全息照相或者这些装置的组合的各种其他的波导。
在一个实施例中，适配器24可以适应于对于左眼和右眼的图像传播的不同长度。这样，适配器22可以是对于左边和右边的图像具有不同性质的透镜，以便如用户所见，图像似乎是来自于相同的距离。在本发明的一个实施例中，显示器12、光束分离器20和反射镜22可以全部形成在可能包括其他部件诸如处理器的集成电路14上。另外，例如使用微机械加工技术，可以将元件12，20和22形成在集成电路14硅衬底上。这种集成可以极大地降低最终产品的尺寸。
虽然通过有限的实施例已经描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解的是可以从中进行各种改变和变型。目的在于附加的权利要求涵盖在本发明的真实精神和范围内的所有的这些修改和变型。
Claims (20)
1.一种方法，包括：
从单个显示器中产生图像；以及
从头戴式显示器中连续地将该图像提供给左眼和右眼。
2.根据权利要求1的方法，其中产生图像包括在第一时间情况下将光束反射到第一光路，并且在第二时间情况下将光束传输到第二光路。
3.根据权利要求2的方法，包括光束分离光束来提供用于左眼和右眼分开的图像。
4.根据权利要求3的方法，包括光束分离光束来提供在不同时间情况下对于每只眼睛的不同的图像。
5.根据权利要求1的方法，包括将光束分离到左边和右边的通道，并且向用户的眼睛选择地显示每个通道。
6.根据权利要求1的方法，包括从显示器中产生图像，并且分离光束包括将图像分离到用于左眼和右眼的两个通道中。
7.根据权利要求6的方法，包括向不同的眼睛传输每个通道。
8.根据权利要求7的方法，包括解释在第一和第二通道之间的路径长度的差异。
9.根据权利要求8的方法，包括在第一通道上、第一时间情况下向用户的一只眼睛显示图像，并且在第二时间情况下向用户的另一只眼睛显示第二时间情况下的图像。
10.一种头戴式显示器，包括：
单个显示元件；以及
在不同的时间情况下，向用户的左眼和右眼提供来自所述显示元件的图像的装置。
11.根据权利要求10的显示器，其中所述装置包括光束分离器。
12.根据权利要求11的显示器，其中所述装置包括液晶光闸。
13.根据权利要求12的显示器，其中所述装置包括单个液晶光闸。
14.根据权利要求12的显示器，其中所述装置包括一对液晶光闸，每只眼睛一个。
15.根据权利要求13的显示器，其中所述液晶光闸是与光束分离器集成的。
16.根据权利要求13的显示器，其中所述液晶光闸和所述光束分离器是分开的装置。
17.根据权利要求10的显示器，包括集成电路，其包括显示元件、光束分离器和液晶光闸。
18.根据权利要求17的显示器，包括适配器，用来适应于从显示元件到左眼和右眼的光的不同路径长度。
19.根据权利要求18的显示器，包括传输介质，用于向所述左眼和右眼传输由光束分离器分离的光。
20.根据权利要求19的显示器，其中所述传输介质包括反射表面。
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