显示装置及其显示方法与流程

本发明涉及到虚拟现实的技术领域，特别是涉及到一种显示装置及其显示方法。

背景技术：

现有的虚拟现实体验，往往仅通过分视和视差提供立体视体验，或者提供固定焦距的播放装置，使用者虽然可以获得不同深度的立体视，但是不能模拟真实场景使得用户需要去判断目标远近来进行视距的调节。

技术实现要素：

本发明的主要目的为提供一种显示装置及其显示方法，旨在解决调节立体视影像的问题。

本发明提出一种基于虚拟现实显示的装置，包括部件和驱动模块；

所述部件包括依次层叠设置的显示屏、镜头和反射镜；

所述驱动模块驱动并改变所述显示屏与所述镜头间的相对距离，和/或所述镜头与所述反射镜间的相对距离。

进一步地，所述驱动模块包括电压控制模块以及传感器；

其中，所述传感器包括压电堆、单层压电陶瓷、压电薄膜传感器中的至少一种；

所述压电堆由若干个所述压电薄膜传感器互相叠合形成；

所述传感器分别固定设置于所述显示屏与所述镜头之间，和/或固定设置于所述镜头与所述反射镜之间，所述电压控制模块改变所述传感器沿其伸缩方向正对的两面的电压信号。

进一步地，还包括获取模块；

所述获取模块获取到所述显示屏内显示图像的立体视信息，所述获取模块将获取到的所述立体视信息传输至所述电压控制模块，所述电压控制模块根据所述立体视信息改变所述传感器伸缩方向正对两面的电压信号。

进一步地，所述驱动模块沿其伸缩方向正对的两面分别贴合固定所述显示屏与镜头之间，和/或贴合固定设置于所述镜头和反射镜之间。

进一步地，所述镜头为多镜片镜头，所述多镜片之间层叠设置，所述驱动模块驱动所述多镜片镜头中至少两个镜片间的间距改变。

进一步地，所述驱动模块包括超声马达、步进电机、直流电机中的一种。

进一步地，所述驱动模块还包括景深信息获取模块和动力控制模块；

所述景深信息获取模块获取到所述显示屏内显示图像的立体视信息，所述景深信息获取模块将获取到的所述立体视信息传输至所述动力控制模块；

所述动力控制模块根据所述立体视信息控制所述驱动模块改变所述显示屏与所述镜头间的相对距离，和/或所述镜头与所述反射镜间的相对距离。

进一步地，所述显示屏包括左右分屏的显示屏或者位于同一平面上左右并列的两个独立设置的显示屏。

进一步地，还包括头盔壳体，所述部件和所述驱动模块设置于所述壳体上。

进一步地，所述显示屏竖直设置于所述头盔壳体顶部；

所述头盔壳体正面设置有至少一个所述反射镜，位于所述头盔壳体顶部的所述显示屏显示的内容发射至所述反射镜上，通过所述反射镜反射至用户的眼球。

本发明还提出了一种基于上述所述显示装置的显示方法，包括以下步骤：

驱动模块获取到显示屏内显示图像的立体视信息；

根据获取到的所述立体视信息，驱动并改变显示屏与镜头间的相对距离，和/或所述镜头与反射镜间的相对距离。

本发明的显示装置及其显示方法的有益效果为，通过改变层叠设置的显示屏、镜头、反射镜间至少一个区间的相对距离，进而改变眼球至显示屏的等效距离，使得使用者获取到清晰的立体图像；且使用者获得不同深度体验的立体视的同时，需要通过调节眼视距以获得清晰的图像，可以通过合适的播放内容进行眼调节训练或眼肌放松，且获得更加逼真的虚拟现实体验。

附图说明

图1是本发明一实施例中显示装置的结构示意图1；

图2是本发明一实施例中显示装置的结构示意图2；

图3是本发明一实施例中使用者使用时结构示意图；

图4是本发明实施例中显示装置的显示方法步骤示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1-2所示，提出本发明的一种显示装置，包括部件10和驱动模块20；部件10包括依次设置的显示屏1、镜头2和反射镜3；驱动模块20驱动并改变显示屏1与镜头2间的相对距离，和/或镜头2与反射镜3间的相对距离。

虚拟现实显示的装置以vr头显出现于市场，vr头显(虚拟现实显示头戴式设备)，是一种利用头戴式显示器将人对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。头戴式显示器显示原理是通过立体视差，左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。其包括显示屏1、显示屏1前的镜头2、反射镜3依次设置组成，用于为使用者眼前营造一个虚拟的逼真的立体视体验。

立体视差为当物体离观察者越近，左右眼所看到物体的差别越大，形成双眼视差值越大。视差就是从有一定距离的两个点上观察同一个目标所产生的方向差异。从目标看两个点之间的夹角，叫做这两个点的视差角，两点之间的连线称作基线。只要知道视差角度和基线长度，就可以计算出目标和观测者之间的距离。

在本实施例中，通过改变显示屏1与镜头2，和/或镜头2与反射镜3之间的相对距离，根据光学系统改变立体视的焦距，使用者获得不同深度的立体视的同时，需要通过调节眼视距获得清晰的图像，可以通过合适的播放内容进行眼调节训练或眼肌放松，且获得更加逼真的虚拟现实体验。

当虚拟现实显示等效于6m以外的物体，由于物体发出或反射的光线在到达眼的折光系统时已近于平行，人眼无需调节，即可在视网膜上成清晰的像。随着物体的移近，物体发出的光线越来越辐散，将成像在视网膜之后，因而成像是模糊的，需人眼进行调节，使近处辐散的光线仍可在视网膜上成清晰的像，通过调节改变立体视的焦距，使用者进而调节眼视距获得清晰的图像。

在本实施例中，驱动模块包括电压控制模块以及传感器4；其中，传感器4包括压电堆、单层压电陶瓷、压电薄膜传感器中的至少一种；压电堆由若干个压电薄膜传感器互相叠合形成；传感器分别固定设置于显示屏1与镜头2之间，和/或固定设置于镜头2与反射镜3之间，电压控制模块改变传感器沿其伸缩方向正对的两面的电压信号。

压电薄膜传感器是由压电薄膜制成的传感器，当拉伸或弯曲一片压电薄膜(例如压电聚偏氟乙烯pvdf高分子膜)，压电薄膜上下电极表面之间就会产生一个电信号(电荷或电压)，并且同拉伸或弯曲的形变成比例。压电薄膜很薄，质轻，非常柔软，可以无源工作，因此可以广泛应用于医用传感器，尤其是需要探测细微的信号时。

对于上述单层压电陶瓷，当电压作用于单层压电陶瓷时，单层压电陶瓷就会随电压和频率的变化产生机械变形。

在一具体实施例中，传感器4分别固定设置于显示屏1与镜头2之间，当获取到显示屏1内显示图像的立体视信息后，根据立体视信息，通过电压控制模块改变传感器4沿其伸缩方向正对的两面的电压信号，进而传感器4由于两端的电压变化，实现一个拉伸或者弯曲的形变，进而改变显示屏1与镜头2之间的相对距离。如预设可以中和使用者的屈光不正问题的焦距，或者，预先设置调整焦距为远视，通过引导近视使用者进行强制远视调节，改变使用者的眼视距，当获取到显示屏1内的显示图像的不同深度时，根据预设的焦距，改变传感器4两端的电压，改变显示屏1与镜头2之间的相对距离，进而改变使用者眼球至显示屏1的焦距，使用者获得立体视的同时需要模拟观察真实场景通过眼视距调节，实现眼调节训练或眼肌放松。

在其他实施例中，传感器4还可以固定设置于镜头2与反射镜3之间，当获取到显示屏1内显示图像的立体视信息后，根据立体视信息通过电压控制模块改变位于镜头2与反射镜3之间的传感器4沿其伸缩方向正对的两面的电压信号，进而传感器4由于两端的电压变化，实现一个拉伸或者弯曲的形变，进而改变镜头2与反射镜3之间的相对距离。

在本实施例中，还包括获取模块，获取模块获取到显示屏1内显示图像的立体视信息，获取模块将获取到的立体视信息传输至电压控制模块，电压控制模块通过立体视信息改变传感器4伸缩方向正对两面的电压信号。

在第一具体实施例中，上述传感器4采用压电薄膜传感器，压电薄膜传感器两端分别连接显示屏1和镜头2；根据获取到显示屏1内显示图像的立体视的深度，电压控制模块包括有变压电路，变压电路改变显示屏1和镜头2之间的电压，压电薄膜传感器受到电压变化进而自身伸缩，改变显示屏1和镜头2之间的间距，进而改变眼球至显示屏1的焦距，使用者获得立体视的同时需要模拟观察真实场景通过眼视距调节，实现眼调节训练或眼肌放松。

在第二具体实施例中，上述压电薄膜传感器两端分别连接镜头2和反射镜3。根据获取到显示屏1内显示图像的立体视的不同深度，电压控制模块改变显示屏1和镜头2之间的电压，如预设可以中和使用者的屈光不正问题的焦距，或者，预先设置调整焦距为远视，通过引导近视使用者进行强制远视调节，改变使用者的眼视距，当获取到显示屏1内的显示图像的不同深度时，根据预设的焦距，改变传感器4两端的电压，压电薄膜传感器受到两侧电压变化进而自身伸缩，改变显示屏1和镜头2之间的间距，进而改变眼球至显示屏1的焦距，使用者获得立体视的同时需要模拟观察真实场景通过眼视距调节，实现眼调节训练或眼肌放松。

在其他具体实施例中，驱动模块还可以采用单层压电陶瓷，单层压电陶瓷两端连接于显示屏1和镜头2之间或者连接镜头2和反射镜3之间，根据获取到显示屏1内显示图像的立体视的不同深度，电压控制模块包括有变压电路，变压电路改变显示屏1和镜头2之间的电压，当电压作用于单层压电陶瓷时，单层压电陶瓷就会随电压的变化产生机械变形，进而改变所在区域的间距，改变眼球至显示屏1的焦距，使用者获得立体视的同时需要模拟观察真实场景通过眼视距调节，实现眼调节训练或眼肌放松。

在其他具体实施例中，驱动模块还包括压电堆，多个压电薄膜传感器互相叠合，增大其变形的能力，当压电堆两侧的电压发生变化，压电堆伸缩的距离更大，更易调整其所在区间的距离，进而改变眼球至显示屏1的焦距，使用者获得立体视的同时需要模拟观察真实场景通过眼视距调节，实现眼调节训练或眼肌放松。

在另一实施例中，驱动模块包括第一驱动模块和第二驱动模块；第一驱动模块两端分别连接显示屏1和镜头2，第二驱动模块两端分别连接镜头2和反射镜3。

在第三具体实施例中，驱动模块采用压电薄膜传感器，设置有至少两个压电薄膜传感器，其中至少一个压电薄膜传感器两端分别连接显示屏1和镜头2，至少一个压电薄膜传感器两端分别连接镜头2和反射镜3，根据获取到显示屏1内显示图像的立体视的不同深度，电压控制模块改变显示屏1和镜头2之间的电压，镜头2和反射镜3之间的电压，压电薄膜传感器随电压的变化产生机械变形伸缩，进而改变所在区域的间距，改变眼球至显示屏1的焦距，使用者获得立体视的同时需要模拟观察真实场景通过眼视距调节，实现眼调节训练或眼肌放松。

在其他具体实施例中，驱动模块还可以采用压电堆，压电堆至少包括两个，至少一个压电堆连接于显示屏1和镜头2之间，至少一个压电堆连接于镜头2和反射镜3之间，利用显示屏1和镜头2之间的电压变化，镜头2和反射镜3之间的电压变化，压电堆随电压的变化产生机械变形伸缩，进而改变所在区域的间距，改变眼球至显示屏1的焦距，使用者获得立体视的同时需要模拟观察真实场景通过眼视距调节，实现眼调节训练或眼肌放松。

其中，驱动模块沿其伸缩方向正对的两面分别贴合固定显示屏1与镜头2之间，和/或贴合固定设置于镜头2和反射镜3之间。

在第四具体实施例中，镜头2还包括多镜片镜头，多镜片之间层叠设置，驱动模块驱动多镜片镜头中至少两个镜片间的间距改变。镜头2设置有多个镜片，可以通过在任意两镜片之间设置一压电薄膜传感器，或者每两镜片之间设置一压电薄膜传感器，根据两镜片之间的电压变化，压电薄膜传感器自身实现伸缩，改变位于压电薄膜传感器两端镜片的间距，如每一压电薄膜传感器的最大改变量在5μm内，如果改变立体视的焦距需要多个压电薄膜传感器实现，可以采用压电堆设置于两镜片之间，增加其自身的伸缩量，改变位于压电薄膜传感器两端镜片之间的间距，改变眼球至显示屏1的焦距，使用者获得立体视的同时需要模拟观察真实场景通过眼视距调节，实现眼调节训练或眼肌放松。在其他具体实施例中，驱动模块可以采用单层压电陶瓷，也可以采用其他动力装置改变多镜片镜头内的镜片间的间距，进而改变立体视的焦距。

通过驱动显示屏1和/或镜头2、光路中的反射镜3沿其垂线活动，改变其屈光度。其中，眼睛折射光线的作用叫屈光，用光焦度来表示屈光的能力，叫做屈光度。屈光度是屈光力的大小单位，以d表示，即指平行光线经过该屈光物质，以焦点在1m时该屈光物质的屈光力为1屈光度或1d。以透镜而言，是指透镜焦度的单位如一透镜的焦距1m时，则此镜片的屈折力为1d屈光度与焦距或反应。

在一实施例中，上述驱动模块包括超声马达、步进电机、直流电机中的一种。可通过驱动齿轮带动部件10内显示屏1、镜头2和反射镜3至少一个区间的相对位置的前后移动。

在一具体实施例中，部件10内设置有齿轮，通过超声马达提供动力，驱动齿轮带动显示屏1沿其垂线活动，改变显示屏1与镜头2间的间距，刺激使用者的眼睛改变其屈光度，进而改变眼球至显示屏1的焦距，实现眼调节训练或眼肌放松。

在一实施例中，驱动模块还包括信息获取模块和动力控制模块，信息获取模块获取到显示屏1内显示图像的立体视信息，信息获取模块将获取到的立体视信息传输至动力控制模块；动力控制模块根据立体视信息控制驱动模块改变显示屏1与镜头2间的相对距离，和/或镜头2与反射镜3间的相对距离。

根据使用者的眼睛的屈光度以及使用目的对信息获取模块进行设置，设置适合使用者使用的需求的焦距，如预设可以中和使用者的屈光不正问题的焦距，或者，预先设置调整焦距为远视，通过引导近视使用者进行强制远视调节，改变使用者的眼视距等，实现对使用者进行实现眼调节训练。

在本实施例中，显示屏1可以采用左右分屏的显示屏或者两个独立设置的液晶显示屏。采用左右分屏的显示屏，或者两个独立设置的液晶显示屏，可以改变双眼视差，进而改变立体视差。

在本实施例中，包括头盔壳体，所述部件10和所述驱动模块设置于所述壳体上。显示屏1竖直设置于头盔壳体顶部；头盔壳体正面设置有至少一个反射镜3，位于头盔壳体顶部的显示屏1显示的内容发射至反射镜3上，通过反射镜3反射至所述用户的眼球。

如图3所示，将显示屏1设置于头盔壳体的顶部，改变重心的位置，使该装置的重心设置于头盔顶部，位于头盔顶部的显示屏1的显示图像经过镜头2发送至反射镜3，可以通过新增反射镜3实现一次或者多次将显示屏1中的光线反射投影至使用者的眼球，通过改变眼球至显示屏1的等效距离，使得使用者获取到清晰的立体图像同时，主动要求使用者眼经去调节适应，训练调节和放松，可以保障长时间使用的舒适性。

本发明的显示装置，通过改变层叠设置的显示屏1、镜头2、反射镜3间至少一个区间的相对距离，进而改变眼球至显示屏1的等效距离，使得使用者获取到清晰的立体图像；使用者获得不同深度体验的立体视的同时，需要通过调节眼视距获得清晰的图像，可以通过合适的播放内容进行眼调节训练或眼肌放松，且获得更加逼真的虚拟现实体验。

参照图4所示，提出了一种基于上述实施例中显示装置的显示方法，包括以下步骤：

步骤s1，驱动模块获取到显示屏1内显示图像的立体视信息；

步骤s2，根据获取到的所述立体视信息，驱动并改变显示屏1与镜头2间的相对距离，和/或镜头2与反射镜3间的相对距离。

以上步骤中，驱动模块获取到显示屏1内显示图像的立体视信息，根据获取到的立体视信息，驱动并改变显示屏1与镜头2间的相对距离，和/或镜头2与反射镜3间的相对距离。

其中，驱动模块包括电压控制模块以及传感器4；传感器4包括压电堆、单层压电陶瓷、压电薄膜传感器中的至少一种；压电堆由若干个压电薄膜传感器互相叠合形成；传感器4分别固定设置于显示屏1与镜头2之间，和/或固定设置于镜头2与反射镜3之间，电压控制模块改变传感器沿其伸缩方向正对的两面的电压信号。

压电薄膜传感器是由压电薄膜制成的传感器，当拉伸或弯曲一片压电薄膜(压电聚偏氟乙烯pvdf高分子膜)，压电薄膜上下电极表面之间就会产生一个电信号(电荷或电压)，并且同拉伸或弯曲的形变成比例。压电薄膜很薄，质轻，非常柔软，可以无源工作，因此可以广泛应用于医用传感器，尤其是需要探测细微的信号时。

对于上述单层压电陶瓷，当电压作用于单层压电陶瓷时，单层压电陶瓷就会随电压和频率的变化产生机械变形。

在一具体实施例中，传感器4分别固定设置于显示屏1与镜头2之间，当获取到显示屏1内显示图像的立体视信息后，根据立体视信息通过电压控制模块改变传感器4沿其伸缩方向正对的两面的电压信号，进而传感器4由于两端的电压变化，实现一个拉伸或者弯曲的形变，进而改变显示屏1与镜头2之间的相对距离。在其他实施例中，传感器4还可以固定设置于镜头2与反射镜3之间，当获取到显示屏1内显示图像的立体视信息后，根据立体视信息通过电压控制模块改变位于镜头2与反射镜3之间的传感器4沿其伸缩方向正对的两面的电压信号，进而传感器4由于两端的电压变化，实现一个拉伸或者弯曲的形变，进而改变镜头与反射镜之间的相对距离。如预设可以中和使用者的屈光不正问题的焦距，或者，预先设置调整焦距为远视，通过引导近视使用者进行强制远视调节，改变使用者的眼视距，当获取到显示屏4内的显示图像的不同深度时，根据预设的焦距，改变传感器4两端的电压，改变显示屏与镜头之间的相对距离，进而改变使用者眼球至显示屏4的焦距，使用者获得立体视的同时需要模拟观察真实场景通过眼视距调节，实现眼调节训练或眼肌放松。

通过获取模块获取到显示屏内显示图像的立体视信息，获取模块将获取到的立体视信息传输至电压控制模块，电压控制模块通过立体视信息改变传感器4伸缩方向正对两面的电压信号。

在一实施例中，驱动模块包括电压控制模块、获取模块以及传感器，获取模块获取到立体视信息，并将所述立体视信息传输至电压控制模块，所述电压控制模块根据立体视信息改变传感器伸缩方向正对两面的电压信息。

在另一实施例中，驱动机构模块包括景深信息获取模块和动力控制模块，还包括超声马达、步进电机、直流电机中的一种，景深信息获取模块获取到显示屏4内显示图像的立体视信息，并根据获取到的立体视信息传输至动力控制模块，动力控制模块根据立体视信息控制驱动模块改变显示屏1与镜头2间的相对距离，和/或镜头2与反射镜3间的相对距离。

本发明的显示装置及其显示方法，通过改变层叠设置的显示屏1、镜头2、反射镜3间至少一个区间的相对距离，进而改变眼球至显示屏1的等效距离，使用者获得不同深度体验的立体视的同时，需要通过调节眼视距以获得清晰的图像，可以通过合适的播放内容进行眼调节训练或眼肌放松，且获得更加逼真的虚拟现实体验。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。