[实用新型]头戴式2D观影设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及图像显示技术领域，具体涉及图像观看设备。

背景技术

人们现在越来越多的使用手机/平板看视频或浏览网页，肉眼一般要与显示设备保持一定的距离，通常这个距离在150mm以上时就能较舒适的长久观看。但手机屏幕小、观看体验并不好，而且直接用手机观看，环境光干扰大，沉浸感差，手壁臂累，远远达不到电影院的观看效果。

随着VR的兴起，头戴观影设备也兴起了，其中针对手机的VR镜就受到普遍关注。其成本低，使用方便，可排除环境干扰、获得大屏幕观感和较好的沉浸感。但是由于尺寸和佩戴舒适感的要求，手机的显示设备距离人眼必须要较近，因为离远了尺寸会较大，并且增加沉重感，造成佩戴不稳，或影响舒适性。若果显示屏与人眼的距离比较小时(如100mm内)，人眼直接观看显示屏会比较难受。并且，很多现有VR设备是需要显示设备分屏显示，实际上降低了显示设备的分辨率。当显示设备采用手机和平板等非定制设备时，影响是很大的，但是对于2D影像来说，分屏实际是不需要的，只会带来分辨率下降的负面影响。

也基于上述原因，我们必须要解决图像与人眼的距离问题，最好要达到150毫米以上，同时又不能使头戴设备的体积过大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：

1、通过现有头戴观影设备，如VR镜，肉眼所观看到影像在观感上是离自己非常近的，通常采用分屏加光学放大元器件的方式来解决这个问题，但分屏后分辨率下降，影响了观影舒适性的问题。

2、直接手持手机观看视频，维持肉眼距离显示设备150mm或以上时手臂很累，并且直接用手机观看，环境光干扰大，沉浸感差的问题；

3、头戴观影设备中，如果直接将显示屏放置在人眼正前方150毫米远处，显然设备的尺寸过大，不仅影响设备外形，还影响佩戴的舒适性。

4、我们的设备必须解决图像到眼睛的距离要足够大，同时尺寸要足够小这两个相互“矛盾的问题”。

为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：提供了一种头戴式2D观影设备，包括一面位于人眼前方的反射镜，反射镜向前倾斜的放置于人眼正前方，反射镜的后上方设置有显示设备固定结构，所述显示设备固定结构使插入其中的显示设备向反射镜倾斜，显示设备中的图形经反射镜反射入人眼，用来在人眼前方相对反射镜更远处形成显示设备所显示影像的虚像；或者包括一面位于人眼前方的反射镜，反射镜向后倾斜的放置于人眼正前方，反射镜的后下方设置有显示设备固定结构，所述显示设备固定结构使插入其中的显示设备向反射镜倾斜，显示设备中的图形经反射镜反射入人眼，用来在人眼前方相对反射镜更远处形成显示设备所显示影像的虚像。

所述反射镜后方设置有两个分别与人眼的左眼和右眼位置对应的光学放大元器件，两个光学放大元器件分别将反射镜的图像放大后分别投射入左眼，右眼。

所述光学放大元器件为一片凸透镜或多片镜片组成的放大镜头。

两个所述光学放大元器件的前方或后方分别设置有一个光学折射元器件，将光线向双眼的内侧折射，使人眼观看到的虚像比经过反射镜反射和光学放大元器件放大后的更远。

所述光学折射元器件为楔形镜。

所述反射镜后方设置有两个与人眼的左眼和右眼位置对应的光学折射元器件，将光线向双眼的内侧折射，使人眼观看到的虚像比经过反射镜反射更远。

所述显示设备固定结构使插入其中的显示设备与水平线的夹角和反射镜背面与水平线的夹角的关系为：

β＝45°+α/2

式中：α、显示设备与水平线的夹角，β、反射镜背面与水平线的夹角。

当显示屏是矩形时，反射镜的形状是等腰梯形，反射镜的高度为：

|EN|≈2/3|AB|

式中：AB、显示设备所显示图像的高度；

反射镜与人眼齐平处的长度为：

|FG|＝1/2(d1+d2)

式中：d1、瞳距，d2、显示设备所显示图像的长度。

人眼到反射镜最远边缘的距离(h1)的长度为:

h 1≈h/2+1/2[|EN|*sin(90°-β)]

式中：h、人眼到虚像的距离，EN、反射镜的高度，β、反射镜背面与水平线的夹角。

本实用型的有益效果是：