光束導引式頭戴式近眼顯示器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種光束導引式頭戴式近眼顯示器，包括：外殼、顯示屏以及光束導引單元，其中：所述顯示屏設置在所述外殼內(nèi)部，面向人眼用于顯示圖像；所述光束導引單元設置為包含多個光束導引子單元，所述每個光束導引子單元具有第一端和第二端，所述第一端設置為靠近或貼附所述顯示屏，并覆蓋所述顯示屏的至少一個像素，所述第二端設置為靠近人眼并距離人眼具有第一距離，所述顯示屏的光線通過所述第一端被所述光束導引子單元所導引后通過所述第二端進入人眼。
【專利說明】
光束導引式頭戴式近眼顯示器
技術領域
[0001]本實用新型涉及光場成像技術領域，特別涉及一種具有大視場角的光束導引式頭戴式近眼顯示器。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)攝像機的成像過程，是對于三維空間景物采取了二維投影的方式，只是將光線的強度在探測器像元上進行累加，也就是說只考慮了物體的在像平面上的空間分布，而丟棄掉了光線的傳播方向信息，并限制了圖像的重塑性。
[0003]相比，光場成像技術則保留了對圖像重塑的可能性，能夠得到更加靈活化、多元化的圖像信息，具有非常廣泛的應用前景。如可以通過對光場圖片的數(shù)字重聚焦技術，計算出對焦在不同深度的二維圖像，實現(xiàn)“先拍照后對焦”的功能；提高聚焦能力，擺脫失焦、跑焦困擾;增加對圖片處理的靈活性;通過光場數(shù)據(jù)合成視角圖像實現(xiàn)3D顯示;通過對光場數(shù)據(jù)的反演，數(shù)字化校正光學系統(tǒng)像差，降低光學系統(tǒng)設計和加工難度等?？梢哉f，光場成像技術能夠延伸到目前所有應用到光學成像的領域，擴展現(xiàn)有光學成像技術能夠獲得的信息量。
[0004]對光束導引式頭戴式近眼顯示器而言，視場角的大小決定了光束導引式頭戴式近眼顯示器的視野范圍，視場角越大，視野就越大，能拍攝到更多的圖像。目前，有例如4*4個30萬像素的攝像頭拼成一個光束導引式頭戴式近眼顯示器，最后總的光束導引式頭戴式近眼顯示器的分辨率只有35萬，每個攝像頭拍攝到大量的信息是重復的。
[0005]因此，需要一種能有效地擴大光束導引式頭戴式近眼顯示器的視場角以提高分辨率的裝置和方法。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種光束導引式頭戴式近眼顯示器，包括:夕卜殼、顯示屏以及光束導引單元，其中:所述顯示屏設置在所述外殼內(nèi)部，面向人眼用于顯示圖像;所述光束導引單元設置為包含多個光束導引子單元，所述每個光束導引子單元具有第一端和第二端，所述第一端設置為靠近或貼附所述顯示屏，并覆蓋所述顯示屏的至少一個像素，所述第二端設置為靠近人眼并距離人眼具有第一距離，所述顯示屏的光線通過所述第一端被所述光束導引子單元所導引后通過所述第二端進入人眼。
[0007]優(yōu)選地，所述光束導引子單元設置為兩端開口的空心錐形筒狀結(jié)構(gòu)，所述錐形筒狀結(jié)構(gòu)設置為第一筒孔及孔徑小于所述第一筒孔孔徑的第二筒孔，所述第一筒孔為所述第一端，所述第二筒孔為所述第二端。
[0008]優(yōu)選地，所述光束導弓I子單元設置為光纖，具有纖芯、第一端和第二端以及光纖包層，所述纖芯設置為兩端開口的空心錐形筒狀結(jié)構(gòu)或兩端開口的空心圓柱結(jié)構(gòu)或兩端開口中部凹陷結(jié)構(gòu)或兩端開口中部凸起結(jié)構(gòu)。
[0009]優(yōu)選地，所述光束導引單元可同時設置于面向人眼一側(cè)的左、右顯示屏或任一左或右顯示屏。
[0010]優(yōu)選地，所述顯示屏設置為IXD顯示屏或LED顯示屏或LCOS顯示器。
[0011]優(yōu)選地，所述顯示屏設置為距離人眼25mm-40mm。
[0012]優(yōu)選地，所述第一距離設置為8mm-15mm。
[0013]優(yōu)選地，所述筒孔孔徑設置為10um-200um。
[0014]優(yōu)選地，所述光束導引子單元設置為由不透光材料制成。
[0015]優(yōu)選地，所述顯示器還包括遮光罩，用于固定所述光束導引單元，所述遮光罩包括側(cè)罩和上、下底罩，所述上下底罩設置有通孔，所述通孔與所述光束導引子單元的筒孔一一對應，并大小匹配。
[0016]根據(jù)本實用新型的改進的光束導引式頭戴式近眼顯示器，可以獲取大視場角光場圖像。
【附圖說明】
[0017]參考隨附的附圖，本實用新型更多的目的、功能和優(yōu)點將通過本實用新型實施方式的如下描述得以闡明，其中:
[0018]圖1示意性示出根據(jù)本實用新型的光束導引式頭戴式近眼顯示器的原理圖；
[0019]圖2示出了根據(jù)本實用新型的光束導引式頭戴式近眼顯示器的應用圖；
[0020]圖3示出了根據(jù)本實用新型的光束導引式頭戴式近眼顯示器的遮光罩的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖4a_圖4e示出了根據(jù)本實用新型的光束導引單元設置為光纖的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0022]通過參考示范性實施例，本實用新型的目的和功能以及用于實現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本實用新型并不受限于以下所公開的示范性實施例;可以通過不同形式來對其加以實現(xiàn)。說明書的實質(zhì)僅僅是幫助相關領域技術人員綜合理解本實用新型的具體細節(jié)。
[0023]在下文中，將參考附圖描述本實用新型的實施例。在附圖中，相同的附圖標記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。
[0024]圖1示意性示出根據(jù)本實用新型的光束導引式頭戴式近眼顯示器的原理圖，如圖1所示，光束導引式頭戴式近眼顯示器，包括:外殼105、顯示屏101以及光束導引單元，其中:顯示屏101設置在所述外殼105內(nèi)部，面向人眼用于顯示圖像;所述光束導引單元設置為包含多個光束導引子單元103，所述每個光束導引子單元103具有第一端102和第二端104，所述第一端102設置為靠近或貼附所述顯示屏101，并覆蓋所述顯示屏101的至少一個像素，所述第二端104設置為靠近人眼并距離人眼具有第一距離D，所述顯示屏101的光線通過所述第一端102被所述光束導引子單元103所導引后通過所述第二端104進入人眼。
[0025]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述光束導引子單元103為兩端開口的空心錐形筒狀結(jié)構(gòu)，所述錐形筒狀結(jié)構(gòu)具有第一筒孔102及孔徑小于所述第一筒孔102孔徑的第二筒孔104，其中，第一筒孔102為第一端，第二筒孔104為第二端。
[0026]根據(jù)本實用新型的一個實施例，光束導引子單元103設置為由不透光材料制成，其中，
[0027]所述第一筒孔102貼于所述顯示屏101面向人眼的一側(cè)，使得所述顯示屏的至少一個像素分別落入各個第一筒孔102中，所述空心錐形筒狀結(jié)構(gòu)的錐形高度設置為使得所述第二筒孔104距離人眼具有第一距離D，其中第一距離D的范圍設置為8mm-15mm，所述顯示屏距離人眼的范圍設置為25mm-40mm。
[0028]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述筒孔孔徑設置為10um-200um。
[0029]根據(jù)本實用新型的一個實施例，光束導引單元可同時設置于面向人眼一側(cè)的左、右顯示屏或任一左或右顯示屏；
[0030]根據(jù)本實用新型的一個實施例，光束導引式頭戴式近眼顯示器還包括遮光罩105，用于固定所述光束導引子單元103。
[0031]圖2示出了根據(jù)本實用新型的光束導引式頭戴式近眼顯示器的應用圖，如圖2所示，用戶201佩戴所述光束導引式頭戴式近眼顯示器202，光束導引式頭戴式近眼顯示器202包括:外殼203、顯示屏204以及光束導引單元，顯示屏204設置在所述外殼203內(nèi)部，面向人眼用于顯示圖像，光束導引子單元103的第一端102貼于所述顯示屏204面向人眼的一側(cè)，用于導引顯示屏204的像素，將顯示屏204的像素匯聚成細光束傳遞至人眼。
[0032]根據(jù)本實用新型的一個實施例，顯示屏204設置為IXD顯示屏或CMOS圖像傳感器；
[0033]根據(jù)本實用新型的一個實施例，顯示屏204設置為距離人眼25mm-40mm。
[0034]圖3示出了根據(jù)本實用新型的光束導引式頭戴式近眼顯示器的遮光罩的結(jié)構(gòu)圖；如圖3所示，光束導引式頭戴式近眼顯示器還包括遮光罩300，用于固定所述光束導引單元，其中，遮光罩300包括側(cè)罩304和上底罩302和下底罩303，上下底罩設置有通孔305，所述通孔305與所述光束導引子單元301的筒孔306—一對應，并大小匹配，所述筒孔為第一端或/和第二端；
[0035]根據(jù)本實用新型的一個實施例，光束導引子單元103的第一端102連接的所述遮光罩300的上底罩302貼合于所述顯示屏204面向人眼的一側(cè)。
[0036]圖4a_圖4e示出了根據(jù)本實用新型的光束導引單元設置為光纖的結(jié)構(gòu)圖；所述光束導引單元400設置為光纖，具有纖芯403、第一端402和第二端404以及光纖包層:
[0037]如圖4a所示，纖芯403設置為兩端開口的空心圓柱結(jié)構(gòu)，光源401朝向第一端402發(fā)射光束，通過空心圓柱結(jié)構(gòu)的纖芯403，使得部分光束成水平方向由第二端404射出；
[0038]如圖4b和4c所示，纖芯403設置為兩端開口的空心錐形筒狀結(jié)構(gòu)，光源401朝向第一端402發(fā)射光束，通過空心錐形筒狀結(jié)構(gòu)的纖芯403，使得部分光束成水平方向由第二端404射出;
[0039]如圖4d和4e所示，纖芯403設置為兩端開口中部凹陷結(jié)構(gòu)和兩端開口中部凸起結(jié)構(gòu)，光源401朝向第一端402發(fā)射光束，通過兩端開口中部凹陷結(jié)構(gòu)和兩端開口中部凸起結(jié)構(gòu)的纖芯403，使得部分光束成水平方向由第二端404射出；
[0040]根據(jù)本實用新型的光束導引式頭戴式近眼顯示器，結(jié)構(gòu)簡單，能為光場成像收集大視角的光線，從而有效地擴大光束導引式頭戴式近眼顯示器的視場角。
[0041]本實用新型的組成要素在附圖中被簡單描繪，這些要素的尺寸、形狀、以及要素之間的距離不一定反映實際的情況。
[0042]應當理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應當用作對本實用新型所要求保護內(nèi)容的限制。
[0043]結(jié)合這里披露的本實用新型的說明和實踐，本實用新型的其他實施例對于本領域技術人員都是易于想到和理解的。說明和實施例僅被認為是示例性的，本實用新型的真正范圍和主旨均由權(quán)利要求所限定。
【主權(quán)項】
1.一種光束導引式頭戴式近眼顯示器，包括:外殼、顯示屏以及光束導引單元，其中: 所述顯示屏設置在所述外殼內(nèi)部，面向人眼用于顯示圖像； 所述光束導引單元設置為包含多個光束導引子單元，所述每個光束導引子單元具有第一端和第二端，所述第一端設置為靠近或貼附所述顯示屏，并覆蓋所述顯示屏的至少一個像素，所述第二端設置為靠近人眼并距離人眼具有第一距離，所述顯示屏的光線通過所述第一端被所述光束導引子單元所導引后通過所述第二端進入人眼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束導引式頭戴式近眼顯示器，其特征在于:所述光束導引子單元設置為兩端開口的空心錐形筒狀結(jié)構(gòu)，所述錐形筒狀結(jié)構(gòu)設置為第一筒孔及孔徑小于所述第一筒孔孔徑的第二筒孔，所述第一筒孔為所述第一端，所述第二筒孔為所述第二端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束導引式頭戴式近眼顯示器，其特征在于:所述光束導引子單元設置為光纖，具有纖芯、第一端和第二端以及光纖包層，所述纖芯設置為兩端開口的空心錐形筒狀結(jié)構(gòu)或兩端開口的空心圓柱結(jié)構(gòu)或兩端開口中部凹陷結(jié)構(gòu)或兩端開口中部凸起結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束導引式頭戴式近眼顯示器，其特征在于:所述光束導引單元可同時設置于面向人眼一側(cè)的左、右顯示屏或任一左或右顯示屏。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束導引式頭戴式近眼顯示器，其特征在于:所述顯示屏設置為IXD顯示屏或LED顯示屏或LCOS顯示器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束導引式頭戴式近眼顯示器，其特征在于:所述顯示屏設置為距離人眼25mm-40mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束導引式頭戴式近眼顯示器，其特征在于:所述第一距離設置為 8mm-15mm08.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光束導引式頭戴式近眼顯示器，其特征在于:所述筒孔孔徑設置為 10um-200um。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光束導引式頭戴式近眼顯示器，其特征在于:所述光束導引子單元設置為由不透光材料制成。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光束導引式頭戴式近眼顯示器，其特征在于:所述顯示器還包括遮光罩，用于固定所述光束導引單元，所述遮光罩包括側(cè)罩和上、下底罩，所述上下底罩設置有通孔，所述通孔與所述光束導引子單元的筒孔一一對應，并大小匹配。
【文檔編號】G02B27/01GK205450447SQ201521066312
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月18日
【發(fā)明人】覃攭
【申請人】北京蟻視科技有限公司