一种头戴式人机交互装置的制造方法

文档序号:10462504阅读:441来源:国知局
一种头戴式人机交互装置的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及图像显示技术领域,尤其涉及一种头戴式人机交互装置。
【【背景技术】】
[0002]头戴式显示器(head mounted display)是近年来发展的一项新技术,具体的应用可以主要分为虚拟现实(virtual reality)和增强现实(augmented reality)两种。其中,增强现实头戴式显示器有光学透视式和视频透视式两种实现方式。
[0003]现有的头戴式显示器通常仅能单一实现虚拟现实或增强现实,若同时需要实现虚拟现实和增强现实,通常需要两套头戴式显示器。目前也有头戴式显示器可以同时用于虚拟现实与增强现实,但其增强现实通过视频透视方式实现,采用视频透视的方式时摄像头拍摄到显示的过程由延时,并且摄像头的拍摄角度和人眼自然视觉的感受有较大区别,使得增强现实的临场感较差。
【【实用新型内容】】
[0004]本实用新型旨在克服现有技术的以上缺陷,提供新的改进的头戴式人机交互装置,以能够同时实现虚拟现实和光学透视式增强现实两者。
[0005]为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种头戴式人机交互装置,所述头戴式人机交互装置包括罩体、固定组件、摄像组件、显示组件、分光镜和处理器,所述罩体开设有视窗开口和入射开口,所述视窗开口和入射开口分设于所述罩体的两侧,所述视窗开口与人眼轮廓相匹配;所述固定组件用于将所述罩体固定于人体头部;所述摄像组件设置于所述罩体的外壁,用于扫描外界物体的3D轮廓和探测物体离设备的距离;所述显示组件包括显示托架和固定于所述显示托架的显示屏,所述显示托架可拆卸地安装于所述罩体的顶端,所述显示屏与所述摄像组件电性连接,当所述显示托架闭合时,所述显示组件与所述罩体包围成一容纳空间,所述显示屏发出的显示光线经所述透镜和所述视窗开口进入人眼;所述分光镜的一端可拆卸的安装于所述显示托架远离所述罩体的一端,当所述显示托架张开时,调整所述显示托架、所述分光镜呈预设角度,所述显示屏发出的显示光线经所述分光镜、所述入射开口和所述视窗开口进入人眼,外部的环境光线经所述分光镜、所述入射开口和所述视窗开口进入人眼;所述处理器与所述显示屏电性连接,并将其生成的增强图像信号传输给所述显示屏。
[0006]—些实施例中,所述分光镜为平面分光镜。
[0007]—些实施例中,所述头戴式人机交互装置还包括平面反射镜和对应所述显示屏设置的透镜,所述平面反射镜可拆卸地转动安装于所述显示托架远离所述罩体的一端,当所述平面反射镜安装于所述显示托架时,调整所述显示托架、所述平面反射镜呈预设角度,所述显示屏发出的显示光线经所述透镜、所述平面反射镜、所述入射开口和所述视窗开口进入人眼。
[0008]—些实施例中,所述分光镜为曲面分光镜。
[0009]—些实施例中,所述头戴式人机交互装置还包括曲面反射镜,所述曲面反射镜可拆卸地转动安装于所述显示托架远离所述罩体的一端,当所述曲面反射镜安装于所述显示托架时,调整所述显示托架、所述曲面反射镜呈预设角度,所述显示屏发出的显示光线经所述曲面反射镜、所述入射开口和所述视窗开口进入人眼。
[0010]—些实施例中,所述固定组件为两端分别连接于所述罩体两侧的弹性带状结构。[0011 ] 一些实施例中,所述摄像组件包括至少I摄像头。
[0012]—些实施例中,所述摄像头设置于所述罩体的顶端,或者设置于所述罩体的左眼位和右眼位之间。
[0013]—些实施例中,所述分光镜的反射强度为0-1。
[0014]与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:本实用新型实施例提供的头戴式人机交互装置仅通过一套设备即可实现虚拟现实和光学透视式增强现实两种功能,且成本低廉,临场效果好。
【【附图说明】】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本实用新型实施例的头戴式人机交互装置的第一实施方式的结构示意图,呈增强现实模式;
[0017]图2是图1所示的头戴式人机交互装置在调整视觉模式时的动作示意图;
[0018]图3是图1所示的头戴式人机交互装置呈虚拟现实的结构示意图;
[0019]图4是本实用新型实施例头戴式人机交互装置的工作原理示意框图;
[0020]图5是本实用新型实施例的头戴式人机交互装置的第二实施方式的结构示意图,呈增强现实模式;
[0021]图6是图5所示的头戴式人机交互装置呈虚拟现实模式的结构示意图;
[0022]图7是本实用新型实施例的头戴式人机交互装置的第三实施方式的结构示意图,呈增强现实模式;
[0023]图8是图7所示的头戴式人机交互装置呈虚拟现实模式的结构示意图;
[0024]图9是本实用新型实施例的头戴式人机交互装置的第四实施方式的结构示意图,呈增强现实模式;
[0025]图10是图9所示的头戴式人机交互装置呈虚拟现实模式的结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0026]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0027]参照图1至图4,本实用新型一实施例提供了一种头戴式人机交互装置,该头戴式人机交互装置包括罩体100、固定组件200、摄像组件300、显示组件400、分光镜500和处理器600。
[0028]罩体100开设有视窗开口(图中未示意)和入射开口 101,视窗开口和入射开口 101分设于罩体100的两侧,视窗开口与人眼轮廓相匹配。
[0029]固定组件200用于将罩体100固定于人体头部700。
[0030]摄像组件300设置于罩体100的外壁,用于扫描外界物体的3D轮廓和探测物体离设备的距离。
[0031 ] 显示组件400包括显示托架410和固定于显示托架410的显示屏420和对应显示屏420设置的透镜430,显示托架410可拆卸地安装于罩体100的顶端,显示屏420与摄像组件300电性连接。
[0032]当显示托架410闭合时,显示组件400与罩体100包围成一容纳空间,摄像头300获取的图像信号呈现于显示屏420,显示屏420发出的显示光线经透镜430和视窗开口进入人目艮,此时该头戴式人机交互装置呈虚拟现实模式。
[0033]分光镜500的一端可拆卸的安装于显示托架410远离罩体100的一端,当显示托架410张开时,调整显示托架410、分光镜500呈预设角度,显示屏420发出的显示光线经透镜430,分光镜500、入射开口 101和视窗开口进入人眼,外部的环境光线经分光镜500、入射开口 101和视窗开口进入人眼;处理器600与显示屏420电性连接,并将其生成的增强图像信号传输给显示屏420 ο此时,该头戴式人机交互装置呈光学透视式增强现实模式。
[0034]该头戴式人机交互装置能够仅使用一套设备即可实现虚拟显示和光学透视式增强现实两种功能,成本低廉,临场效果好。
[0035]参照图1至图3,在本实用新型头戴式人机交互装置的第一实施方式中,分光镜500为平面分光镜。
[0036]当显示托架410闭合时,摄像头300获取的图像信号呈现于显示屏420,显示屏420发出的显示光线经透镜430和视窗开口进入人眼,此时该头戴式人机交互装置呈虚拟现实模式。
[0037]当显示托架410张开时,调整显示托架410、分光镜500呈预设角度,显示屏420发出的显不光线经透镜430,分光镜500、入射开口 101和视窗开口进入人眼,外部的环境光线经分光镜500、入射开口 101和视
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