光束导引式头戴式近眼显示器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种光束导引式头戴式近眼显示器，包括：外壳、显示屏以及光束导引单元，其中：所述显示屏设置在所述外壳内部，面向人眼用于显示图像；所述光束导引单元设置为包含多个光束导引子单元，所述每个光束导引子单元具有第一端和第二端，所述第一端设置为靠近或贴附所述显示屏，并覆盖所述显示屏的至少一个像素，所述第二端设置为靠近人眼并距离人眼具有第一距离，所述显示屏的光线通过所述第一端被所述光束导引子单元所导引后通过所述第二端进入人眼。
【专利说明】
光束导引式头戴式近眼显示器
技术领域
[0001]本实用新型涉及光场成像技术领域，特别涉及一种具有大视场角的光束导引式头戴式近眼显示器。
【背景技术】
[0002]传统摄像机的成像过程，是对于三维空间景物采取了二维投影的方式，只是将光线的强度在探测器像元上进行累加，也就是说只考虑了物体的在像平面上的空间分布，而丢弃掉了光线的传播方向信息，并限制了图像的重塑性。
[0003]相比，光场成像技术则保留了对图像重塑的可能性，能够得到更加灵活化、多元化的图像信息，具有非常广泛的应用前景。如可以通过对光场图片的数字重聚焦技术，计算出对焦在不同深度的二维图像，实现“先拍照后对焦”的功能；提高聚焦能力，摆脱失焦、跑焦困扰;增加对图片处理的灵活性;通过光场数据合成视角图像实现3D显示;通过对光场数据的反演，数字化校正光学系统像差，降低光学系统设计和加工难度等。可以说，光场成像技术能够延伸到目前所有应用到光学成像的领域，扩展现有光学成像技术能够获得的信息量。
[0004]对光束导引式头戴式近眼显示器而言，视场角的大小决定了光束导引式头戴式近眼显示器的视野范围，视场角越大，视野就越大，能拍摄到更多的图像。目前，有例如4*4个30万像素的摄像头拼成一个光束导引式头戴式近眼显示器，最后总的光束导引式头戴式近眼显示器的分辨率只有35万，每个摄像头拍摄到大量的信息是重复的。
[0005]因此，需要一种能有效地扩大光束导引式头戴式近眼显示器的视场角以提高分辨率的装置和方法。
【实用新型内容】
[0006]根据本实用新型的一个方面，提供了一种光束导引式头戴式近眼显示器，包括:夕卜壳、显示屏以及光束导引单元，其中:所述显示屏设置在所述外壳内部，面向人眼用于显示图像;所述光束导引单元设置为包含多个光束导引子单元，所述每个光束导引子单元具有第一端和第二端，所述第一端设置为靠近或贴附所述显示屏，并覆盖所述显示屏的至少一个像素，所述第二端设置为靠近人眼并距离人眼具有第一距离，所述显示屏的光线通过所述第一端被所述光束导引子单元所导引后通过所述第二端进入人眼。
[0007]优选地，所述光束导引子单元设置为两端开口的空心锥形筒状结构，所述锥形筒状结构设置为第一筒孔及孔径小于所述第一筒孔孔径的第二筒孔，所述第一筒孔为所述第一端，所述第二筒孔为所述第二端。
[0008]优选地，所述光束导弓I子单元设置为光纤，具有纤芯、第一端和第二端以及光纤包层，所述纤芯设置为两端开口的空心锥形筒状结构或两端开口的空心圆柱结构或两端开口中部凹陷结构或两端开口中部凸起结构。
[0009]优选地，所述光束导引单元可同时设置于面向人眼一侧的左、右显示屏或任一左或右显示屏。
[0010]优选地，所述显示屏设置为IXD显示屏或LED显示屏或LCOS显示器。
[0011]优选地，所述显示屏设置为距离人眼25mm-40mm。
[0012]优选地，所述第一距离设置为8mm-15mm。
[0013]优选地，所述筒孔孔径设置为10um-200um。
[0014]优选地，所述光束导引子单元设置为由不透光材料制成。
[0015]优选地，所述显示器还包括遮光罩，用于固定所述光束导引单元，所述遮光罩包括侧罩和上、下底罩，所述上下底罩设置有通孔，所述通孔与所述光束导引子单元的筒孔一一对应，并大小匹配。
[0016]根据本实用新型的改进的光束导引式头戴式近眼显示器，可以获取大视场角光场图像。
【附图说明】
[0017]参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中:
[0018]图1示意性示出根据本实用新型的光束导引式头戴式近眼显示器的原理图；
[0019]图2示出了根据本实用新型的光束导引式头戴式近眼显示器的应用图；
[0020]图3示出了根据本实用新型的光束导引式头戴式近眼显示器的遮光罩的结构图；
[0021]图4a_图4e示出了根据本实用新型的光束导引单元设置为光纤的结构图。
【具体实施方式】
[0022]通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例;可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。
[0023]在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0024]图1示意性示出根据本实用新型的光束导引式头戴式近眼显示器的原理图，如图1所示，光束导引式头戴式近眼显示器，包括:外壳105、显示屏101以及光束导引单元，其中:显示屏101设置在所述外壳105内部，面向人眼用于显示图像;所述光束导引单元设置为包含多个光束导引子单元103，所述每个光束导引子单元103具有第一端102和第二端104，所述第一端102设置为靠近或贴附所述显示屏101，并覆盖所述显示屏101的至少一个像素，所述第二端104设置为靠近人眼并距离人眼具有第一距离D，所述显示屏101的光线通过所述第一端102被所述光束导引子单元103所导引后通过所述第二端104进入人眼。
[0025]根据本实用新型的一个实施例，所述光束导引子单元103为两端开口的空心锥形筒状结构，所述锥形筒状结构具有第一筒孔102及孔径小于所述第一筒孔102孔径的第二筒孔104，其中，第一筒孔102为第一端，第二筒孔104为第二端。
[0026]根据本实用新型的一个实施例，光束导引子单元103设置为由不透光材料制成，其中，
[0027]所述第一筒孔102贴于所述显示屏101面向人眼的一侧，使得所述显示屏的至少一个像素分别落入各个第一筒孔102中，所述空心锥形筒状结构的锥形高度设置为使得所述第二筒孔104距离人眼具有第一距离D，其中第一距离D的范围设置为8mm-15mm，所述显示屏距离人眼的范围设置为25mm-40mm。
[0028]根据本实用新型的一个实施例，所述筒孔孔径设置为10um-200um。
[0029]根据本实用新型的一个实施例，光束导引单元可同时设置于面向人眼一侧的左、右显示屏或任一左或右显示屏；
[0030]根据本实用新型的一个实施例，光束导引式头戴式近眼显示器还包括遮光罩105，用于固定所述光束导引子单元103。
[0031]图2示出了根据本实用新型的光束导引式头戴式近眼显示器的应用图，如图2所示，用户201佩戴所述光束导引式头戴式近眼显示器202，光束导引式头戴式近眼显示器202包括:外壳203、显示屏204以及光束导引单元，显示屏204设置在所述外壳203内部，面向人眼用于显示图像，光束导引子单元103的第一端102贴于所述显示屏204面向人眼的一侧，用于导引显示屏204的像素，将显示屏204的像素汇聚成细光束传递至人眼。
[0032]根据本实用新型的一个实施例，显示屏204设置为IXD显示屏或CMOS图像传感器；
[0033]根据本实用新型的一个实施例，显示屏204设置为距离人眼25mm-40mm。
[0034]图3示出了根据本实用新型的光束导引式头戴式近眼显示器的遮光罩的结构图；如图3所示，光束导引式头戴式近眼显示器还包括遮光罩300，用于固定所述光束导引单元，其中，遮光罩300包括侧罩304和上底罩302和下底罩303，上下底罩设置有通孔305，所述通孔305与所述光束导引子单元301的筒孔306—一对应，并大小匹配，所述筒孔为第一端或/和第二端；
[0035]根据本实用新型的一个实施例，光束导引子单元103的第一端102连接的所述遮光罩300的上底罩302贴合于所述显示屏204面向人眼的一侧。
[0036]图4a_图4e示出了根据本实用新型的光束导引单元设置为光纤的结构图；所述光束导引单元400设置为光纤，具有纤芯403、第一端402和第二端404以及光纤包层:
[0037]如图4a所示，纤芯403设置为两端开口的空心圆柱结构，光源401朝向第一端402发射光束，通过空心圆柱结构的纤芯403，使得部分光束成水平方向由第二端404射出；
[0038]如图4b和4c所示，纤芯403设置为两端开口的空心锥形筒状结构，光源401朝向第一端402发射光束，通过空心锥形筒状结构的纤芯403，使得部分光束成水平方向由第二端404射出;
[0039]如图4d和4e所示，纤芯403设置为两端开口中部凹陷结构和两端开口中部凸起结构，光源401朝向第一端402发射光束，通过两端开口中部凹陷结构和两端开口中部凸起结构的纤芯403，使得部分光束成水平方向由第二端404射出；
[0040]根据本实用新型的光束导引式头戴式近眼显示器，结构简单，能为光场成像收集大视角的光线，从而有效地扩大光束导引式头戴式近眼显示器的视场角。
[0041]本实用新型的组成要素在附图中被简单描绘，这些要素的尺寸、形状、以及要素之间的距离不一定反映实际的情况。
[0042]应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。
[0043]结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
【主权项】
1.一种光束导引式头戴式近眼显示器，包括:外壳、显示屏以及光束导引单元，其中: 所述显示屏设置在所述外壳内部，面向人眼用于显示图像； 所述光束导引单元设置为包含多个光束导引子单元，所述每个光束导引子单元具有第一端和第二端，所述第一端设置为靠近或贴附所述显示屏，并覆盖所述显示屏的至少一个像素，所述第二端设置为靠近人眼并距离人眼具有第一距离，所述显示屏的光线通过所述第一端被所述光束导引子单元所导引后通过所述第二端进入人眼。2.根据权利要求1所述的光束导引式头戴式近眼显示器，其特征在于:所述光束导引子单元设置为两端开口的空心锥形筒状结构，所述锥形筒状结构设置为第一筒孔及孔径小于所述第一筒孔孔径的第二筒孔，所述第一筒孔为所述第一端，所述第二筒孔为所述第二端。3.根据权利要求1所述的光束导引式头戴式近眼显示器，其特征在于:所述光束导引子单元设置为光纤，具有纤芯、第一端和第二端以及光纤包层，所述纤芯设置为两端开口的空心锥形筒状结构或两端开口的空心圆柱结构或两端开口中部凹陷结构或两端开口中部凸起结构。4.根据权利要求1所述的光束导引式头戴式近眼显示器，其特征在于:所述光束导引单元可同时设置于面向人眼一侧的左、右显示屏或任一左或右显示屏。5.根据权利要求1所述的光束导引式头戴式近眼显示器，其特征在于:所述显示屏设置为IXD显示屏或LED显示屏或LCOS显示器。6.根据权利要求1所述的光束导引式头戴式近眼显示器，其特征在于:所述显示屏设置为距离人眼25mm-40mm。7.根据权利要求1所述的光束导引式头戴式近眼显示器，其特征在于:所述第一距离设置为 8mm-15mm08.根据权利要求2所述的光束导引式头戴式近眼显示器，其特征在于:所述筒孔孔径设置为 10um-200um。9.根据权利要求2所述的光束导引式头戴式近眼显示器，其特征在于:所述光束导引子单元设置为由不透光材料制成。10.根据权利要求2所述的光束导引式头戴式近眼显示器，其特征在于:所述显示器还包括遮光罩，用于固定所述光束导引单元，所述遮光罩包括侧罩和上、下底罩，所述上下底罩设置有通孔，所述通孔与所述光束导引子单元的筒孔一一对应，并大小匹配。
【文档编号】G02B27/01GK205450447SQ201521066312
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月18日
【发明人】覃攭
【申请人】北京蚁视科技有限公司