CN207264022U - 虚拟现实显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种虚拟现实显示装置，其包括：透镜模块、显示模块、遮蔽模块、控制模块和壳体，透镜模块与显示模块平行，显示模块、遮蔽模块与控制模块电性连接，透镜模块、显示模块、遮蔽模块和控制模块设置在壳体上。本实用新型虚拟现实显示装置结构简单，改善了虚拟现实显示设备的显示效果。

Description

虚拟现实显示装置

技术领域

本实用新型涉及一种显示装置，尤其是一种虚拟现实显示装置。

背景技术

自Oculus的DK系列虚拟现实头盔面试以来，国内国外VR头盔层出不穷。其中比较典型的有连接PC主机的，如OCULUS RIFT，有自带处理微机的VR一体机，如大朋M2，但是这些VR头戴式显示产品都有显示效果差强人意，成本高昂，性能不稳定等缺陷，难以在大众消费市场进行大规模推广。

实用新型内容

鉴于上述状况，有必要提供一种可以提高虚拟现实显示效果，并能有效降低成本的虚拟现实显示装置。

一种虚拟现实显示装置，其包括：透镜模块、显示模块、遮蔽模块、控制模块和壳体，所述透镜模块与所述显示模块平行，所述显示模块、所述遮蔽模块与所述控制模块电性连接，所述透镜模块、所述显示模块、所述遮蔽模块和所述控制模块设置在所述壳体上。

所述透镜模块包含第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜在同一平面。

所述第一透镜和所述第二透镜连接或分离。

所述显示模块包括有显示屏。

所述控制模块控制所述遮蔽模块遮蔽人的左眼或右眼。

所述遮蔽模块包括遮蔽框体和遮蔽体，所述遮蔽体活动设置在所述遮蔽框体中。

所述遮蔽体在所述遮蔽框体中左右向反复活动。

一种虚拟现实显示方法，在所述显示屏上交错显示针对左眼视觉/右眼视觉为中心的图像帧的同时，交错遮挡右眼/左眼。

在所述显示屏上交错显示针对左眼视觉/右眼视觉为中心的图像帧之前，根据所述第一透镜、所述第二透镜的物理特性和所述第一透镜、所述第二透镜与所述显示屏的间距情况，对针对左眼视觉/右眼视觉为中心的图像帧进行对应的变形设置。

本实用新型通过控制模块控制显示模块和遮蔽模块有机联合工作，反复依次遮挡左、右眼，反复依次显示针对右、左眼的图像，使人的左右眼的可观察到显示屏范围尽可能的宽广，从而拓展人眼的视角，提高了显示屏的显示效率，增强虚拟现实装置的沉浸感，提高产品的性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例的虚拟现实装置结构示意图。

图2是本实用新型实施例的虚拟现实装置结构示意图。

其中：透镜模块110，第一透镜111，第二透镜112；

显示模块120，遮蔽模块130，框体131，滑板132，驱动机构133，凹槽134，

控制模块140，壳体150。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参见图1和图，本实用新型实施例一，一种虚拟现实装置，其瞳距固定，遮蔽模块部分为横向推拉式遮蔽结构。

本实用新型虚拟现实显示装置，其包括：透镜模块110、显示模块120、遮蔽模块130、控制模块140和壳体150，透镜模块110与显示模块120平行，显示模块120、遮蔽模块130与控制模块140电性连接客，透镜模块110、显示模块120、遮蔽模块130和控制模块140设置在壳体150上。

透镜模块110包括两块透镜，即第一透镜111和第二透镜112，一透镜111和第二透镜112在同一平面上，透镜为凸透镜，可为单凸透镜或双凸透镜。显示模块120包括显示屏和相关驱动控制模组，第一透镜111的中心点与显示屏左半部的中心点所形成的直线与第一透镜111和显示屏垂直，第二透镜112的中心点与显示屏的右半部中心点所形成的直线与第二透镜112和显示屏垂直。

显示屏与透镜的间距可以根据产品要求设置，在本实施例中，显示屏与透镜的间距设置在20-60mm，透镜直径可以根据显示屏与透镜的间距及产品性能的需求进行配置或更换，透镜直径可设置在30-70mm。

遮蔽模块130包括：框体131、滑板132和驱动机构133，框体131的大小可以覆盖显示屏，框体131内侧设置有凹槽134，凹槽1340.的内表面光滑，滑板132设置在框体131中，滑板132的外尺寸大小与框体131的凹槽内尺寸匹配，使滑板132可沿框体131中的凹槽134滑动，从而反复遮蔽人的左眼或右眼。驱动机构有两种，一种是由电机和曲轴组成的结构，一种是由旋转双向丝杠组成的结构。

当驱动机构133采用由电机和曲轴组成的方案时，电机活动连接曲轴的一端，曲轴的另一端活动连接滑板132，从而带动滑板132沿凹槽134的轴向水平滑动，实现对人的左眼或右眼的反复遮挡。

当驱动机构133采用旋转双向丝杠结构时，参见图2，其驱动机构为图2中示意，在凹槽134中循环活动(如图2中箭头例示活动)，从而带动滑板132左右活动，实现对人的左眼或右眼的遮挡。

遮蔽模块130中的滑板132左右活动的频率由控制模块140控制，根据现在的情况需要，其频率可以在60～240Hz之间。

控制模块140对显示模块120和遮挡模块130进行控制。

显示模块120的显示屏交错显示针对左/右眼视觉为中心的图像，显示的图像根据透镜的焦距和透镜与显示屏的间距进行相应的逆向畸变，从而使图像经透镜的折射后，投射到人眼上的图像为正常形态的图像。当显示屏显示针对左眼为中心的图像时，控制模块140控制遮挡模块130中的滑板132活动到右眼前方的位置以遮挡人的右眼，此时左眼看到的是显示屏尽可能大的区域显示的图像或者整块屏显示的图像，显示范围会尽可能的大，从而可以让人眼的视角更大，提高显示屏的显示效率。当显示屏显示针对右眼为中心的图像时，控制模块140控制遮挡模块130中的滑板132活动到左眼前方的位置以遮挡人的左眼。如此反复，使人的左右眼的可观察到显示屏范围尽可能的宽广，从而拓展人眼的视角，提高了显示屏的显示效率，增强虚拟现实装置的沉浸感，提高产品的性能。

为详细说明整个虚拟现实装置，对其相关工作原理和工作步骤作进一步说明。

根据透镜的直径、焦距、曲率等物理特性，对虚拟现实图像进行畸变，再经过透镜逆向畸变，从而，投射在人眼的图像及为正常图像。其工作步骤如下：

第一步，对显示屏显示的图像进行预处理。例如，对显示屏显示的图像帧按先后顺序编号为n1、n2、n3、n4……分别表示设置为对应针对左眼视觉、右眼视觉、左眼视觉、右眼视觉……为中心的图像帧。

第二步，根据透镜的物理特性和透镜与显示屏的间距情况，对针对左眼视觉/右眼视觉为中心的图像进行对应变形设置。即针对左眼视觉为中心的图像进行变形设置时，图像帧的变形中心点是以左眼视觉中心向显示屏垂直投射的区域为中心，并根据此中心对整帧图像进行适应性变形。同理，针对右眼视觉为中心的图像进行变形设置时，图像帧的变形中心点是以右眼视觉中心向显示屏垂直投射的区域为中心，并根据此中心对整帧图像进行适应性变形。

具体的说明，为了让使用者在视觉上拥有真实的沉浸感，虚拟现实装置需尽可能的覆盖人眼的视觉范围，本实用新型技术方案中的凸透镜即可实现此功能，但是利用凸透镜将正常的图像投射到人的眼中时，图像是扭曲的。为解决这个问题，需要先扭转图像，根据透镜的焦距、曲率、直径和透镜与显示屏的间距等数据，形成特定的算法生成凸透镜对应的畸变图像，然后这些畸变图像在经过凸透镜投射到人眼之后，就会变成正常的图像，从而让人感觉到真实的位置投射以及大视角范围的覆盖。

第三步，在显示屏上交错显示针对左眼视觉/右眼视觉为中心的图像的同时，交错遮挡右眼/左眼。

即，显示图像帧n1，遮挡右眼；显示图像帧n2，遮挡左眼；显示图像帧n3，遮挡右眼；显示图像帧n4，遮挡左眼……显示图像帧n1+n，遮挡右眼；显示图像帧n2+n，遮挡左眼。如此，每次人的左眼或右眼看到的即为整块显示屏显示的图像。因为人眼的视觉有短时间的停留，针对左/右眼显示的图像帧交错显示和交错遮蔽右眼/左眼的频率超过60Hz以上，即可从视觉上，让人眼感觉视觉未被遮挡，并让左/右眼分别看到针对左/右眼的图像，从而实现沉浸式虚拟现实显示的良好效果。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种虚拟现实显示装置，其特征在于：其包括：透镜模块、显示模块、遮蔽模块、控制模块和壳体，所述透镜模块与所述显示模块平行，所述显示模块、所述遮蔽模块与所述控制模块电性连接，所述透镜模块、所述显示模块、所述遮蔽模块和所述控制模块设置在所述壳体上。

2.如权利要求1所述的虚拟现实显示装置，其特征在于：所述透镜模块包含第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和所述第二透镜在同一平面。

3.如权利要求2所述的虚拟现实显示装置，其特征在于：所述第一透镜和所述第二透镜连接或分离。

4.如权利要求1所述的虚拟现实显示装置，其特征在于：所述显示模块包括有显示屏。

5.如权利要求1或4所述的虚拟现实显示装置，其特征在于：所述控制模块控制所述遮蔽模块遮蔽人的左眼或右眼。

6.如权利要求1所述的虚拟现实显示装置，其特征在于：所述遮蔽模块包括遮蔽框体和遮蔽体，所述遮蔽体活动设置在所述遮蔽框体中。

7.如权利要求6所述的虚拟现实显示装置，其特征在于：所述遮蔽体在所述遮蔽框体中左右向反复活动。