头戴显示器制造技术

本实用新型专利技术公开一种影像设备技术领域的头戴显示器，包括显示元件、用于放大所述显示元件的光学元件以及头部固定装置，所述显示元件、光学元件设置在头部固定装置上，所述光学元件的周边放大倍率大于中心放大倍率，所述显示元件连接有对图像进行反畸变预处理来抵消光学元件的畸变的图像处理模块；通过提高所述光学元件周边放大倍率来扩大视场范围，维持光学元件中心区域较低放大倍率以确保中心区域具有较高的分辨率；且为了校正光学元件因为周边放大倍率比中心放大倍率大而导致的畸变,通过图像处理模块对图像进行反畸变预处理后，抵消了光学元件的畸变，使得眼睛看到的图像是正常的图像。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及影像设备
，尤其涉及一种头戴显示器。
技术介绍
头戴显示器(Head-Mounted Display, HMD)有两个重要的性能参数:视场范围和显示分辨率(清晰度)，现有的产品很难同时做到大视场范围和高显示分辨率，主要是现有的产品力争做到中心显示分辨率与周边显示分辨率都要好，在这个前提下要同时做到大视场很困难，因为这对显示元件的总像素和光学系统设计加工有很高的要求，且总像素高对图像处理单元处理的要求也很高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有大视场范围和中心视场具高分辨率的头戴显示器。为实现上述目的，本技术的技术方案为提供一种头戴显示器，包括显示元件、用于放大所述显示元件的光学元件以及头部固定装置，所述显示元件、光学元件设置在头部固定装置上，所述光学元件的周边放大倍率大于中心放大倍率，所述显示元件连接有对图像进行反畸变预处理来抵消光学元件的畸变的图像处理模块；通过提高所述光学元件周边放大倍率来扩大视场范围，维持光学元件中心区域较低放大倍率以确保中心区域具有较高的分辨率；且为了校正光学元件因为周边放大倍率比中心放大倍率大而导致的畸变，通过图像处理模块对图像进行反畸变预处理后，抵消了光学元件的畸变，使得眼睛看到的图像是正常的图像。较佳地，所述头部固定装置设有能检测使用者头部的位置或运动趋势的头部运动跟踪模块，头部运动跟踪模块与显示元件连接；根据头部运动信息显示元件显示相应的图像，使用者通过移动头部可以看到更大视场的图像，使用灵活。较佳地，所述光学元件为离轴光学结构。较佳地，所述光学元件具有半透半反射凹面镜。较佳地，所述半透半反射凹面镜背面设有通过改变电压来调节凹面镜对环境光的透过率的液晶调光层。较佳地，所述光学元件具有全反射凹面镜。较佳地，所述头戴显示器还设有存有虚拟播放场景数据的存储模块。与现有技术相比，本技术包括显示元件、用于放大所述显示元件的光学元件以及头部固定装置，所述显示元件、光学元件设置在头部固定装置上，所述光学元件的周边放大倍率大于中心放大倍率，所述显示元件连接有对图像进行反畸变预处理来抵消光学元件的畸变的图像处理模块；通过提高所述光学元件周边放大倍率来扩大视场范围，维持光学元件中心区域较低放大倍率以确保中心区域具有较高的分辨率；且为了校正光学元件因为周边放大倍率比中心放大倍率大而导致的畸变，通过图像处理模块对图像进行反畸变预处理后，抵消了光学元件的畸变。同时，仅通图像处理模块对图像进行反畸变预处理，以及通过将光学元件的周边大倍率大于中心放大倍率，在扩大视场范围的同时又能使得中心区域具有较高的分辨率，一方面满足使用者的视觉享受，另一方面降低了本技术的制作难度。附图说明图1为本技术的原理图。图2为本技术光学元件为反射式的结构示意图。图3为本技术光学元件为折射式的结构示意图。图4为本技术光学元件为折反混合式的结构示意图。图5为本技术光学元件放大倍率分布的三种形式示意图。图6为本技术结构示意图。图7为本技术另一视角结构示意图。具体实施方式以下结合附图和优选实施例对本技术作进一步说明。请参照图1 7所示，为本技术提供的头戴显示器，包括显示元件1、用于放大所述显示元件I的光学元件2以及头部固定装置5，所述头部固定装置5用于将头戴显示器固定在头部合适的位置，所述显示元件1、光学元件2设置在头部固定装置5上，所述光学元件2的周边放大倍率大于中心放大倍率，所述显示元件I连接有对图像进行反畸变预处理来抵消光学元件2的畸变的图像处理模块3，所述图像处理模块3设置在头部固定装置上，当然，所述图像处理模块3亦可设置于所述显示元件I上；通过提高所述光学元件2周边放大倍率来扩大视场范围，维持光学元件2中心区域较低放大倍率以确保中心区域具有较高的分辨率；且为了校正光学元件2因为周边放大倍率比中心放大倍率大而导致的畸变，通过图像处理模块3对图像进行反畸变预处理后，抵消了光学元件2的畸变，使得眼睛看到的图像是正常的图像6。较佳地，所述头部固定装置5设有能检测使用者头部的位置或运动趋势的头部运动跟踪模块4，头部运动跟踪模块4与显示元件I连接；根据头部运动信息显示元件I显示相应的图像，使用者通过移动头部可以看到更大视场的图像，使用灵活。所述头部运动跟踪模块4可以为惯性传感器、电子陀螺仪或其它运动感应传感器，利用头部运动跟踪模块4使显示画面可相对于外部环境静止，使用者可以通过移动头部来转移视野范围，使用者通过移动头部可以观看很大视场的画面，通过移动头部可以实现用较低像素的显示元件I观看闻像素的影片如IMAX影片。较佳地，所述光学元件2为离轴光学结构。较佳地，所述光学元件2具有全反射凹面镜，通过调整全反射凹面镜中心和周边的曲率来实现光学元件2的周边放大倍率大于中心放大倍率。当然，所述光学元件2亦可具有半透半反射凹面镜，较佳地，所述半透半反射凹面镜背面设有通过改变电压来调节凹面镜对环境光的透过率的液晶调光层(图未示)。本技术实现光学元件2周边放大倍率大中心放大倍率小的具体方式有:对于反射式光学系统，通过调整反射镜中心和周边的曲率来实现；对于折射式光学系统，通过调整透镜的表面曲率来实现；如果是折反混合式光学系统，可以通过以上两种方式或者其中任一种方式来实现；本技术光学系统不限于以上三种方式，任何现有光学技术能够实现且具有中心放大倍率小于周边放大倍率这一成像特征的光学系统均属于本技术的保护范围。本技术可以是单目显示也可以是双目立体显示。较佳地，本技术设有存储模块(图未示)，所述存储模块中存有虚拟播放场景数据。该存有虚拟播放场景数据的存储模块与显示元件连接I。即显示元件I除了显示输入片源的视频内容，还可在片源的视频内容周边显示一个附加的虚拟播放场景，此播放场景可以是影剧院或野外等场景，有多个场景模式可供选择；此虚拟的播放场景可以显示为2D的也可以显示为3D的，可以是静态的也可以是动态的；利用头部运动跟踪模块4，此虚拟的播放环境可随头部的移动变换视角。与现有技术相比，本技术包括显示元件1、用于放大所述显示元件I的光学元件2以及头部固定装置5，所述显示元件1、光学元件2设置在头部固定装置5上，所述光学元件2的周边放大倍率大于中心放大倍率，所述显示元件I连接有对图像进行反畸变预处理来抵消光学元件2的畸变的图像处理模块3 ;通过提高所述光学元件2周边放大倍率来扩大视场范围，维持光学元件2中心区域较低放大倍率以确保中心区域具有较高的分辨率；且为了校正光学元件2因为周边放大倍率比中心放大倍率大而导致的畸变，通过图像处理模块3对图像进行反畸变预处理后，抵消了光学元件2的畸变。同时，仅通过图像处理模块3对图像进行反畸变预处理，以及通过将光学元件2的周边大倍率大于中心放大倍率，在扩大视场范围的同时又能使得中心区域具有较高的分辨率，一方面满足使用者的视觉享受，另一方面降低了本技术的制作难度。以上所揭露的仅为本技术的优选实施例而已，当然不能以此来限定本技术之权利范围，因此依本技术申请专利范围所作的等同变化，仍属本技术所涵盖的范围。权利要求1.一种头戴显示器，包括显示元件、用于放大所述显示元件的光学元件以及头部固定装置，所述显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种头戴显示器，包括显示元件、用于放大所述显示元件的光学元件以及头部固定装置，所述显示元件、光学元件设置在头部固定装置上，其特征在于：所述光学元件的周边放大倍率大于中心放大倍率，所述显示元件连接有对图像进行反畸变预处理来抵消光学元件的畸变的图像处理模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：虢登科，
申请(专利权)人：虢登科，
类型：实用新型
国别省市：