具有手势控制功能的头戴显示器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及具有手势控制功能的头戴显示器，包括头戴部和主体部；主体部包括用于实现近眼画面显示的目镜和显示屏；主体部或头戴部上设置有用于获取人手图像的摄像头组件，摄像头组件包括至少一个摄像头；摄像头组件安装于主体部外壳的下表面上，且摄像头组件摄像的光轴方向相对于水平视线方向向下偏移15?95°；主体部包括与摄像头组件连接、通过人手图像进行人手跟踪识别、并将识别结果显示在显示屏上的手势识别模块。本方案使得用户不需举起双手来配合摄像头的拍摄方向，只需在更加习惯的双手下垂状态下进行特定的手势操作控制即可；使得手势识别更加精准，提高手势识别控制的反应速度，进一步提升头戴显示器产品的用户体验。
【专利说明】
具有手势控制功能的头戴显示器
技术领域
[0001]本实用新型涉及智能终端设备技术领域，更具体地说，涉及具有手势控制功能的头戴显示器。
【背景技术】
[0002]随着电子器件不断向超微型化发展，以及新的计算机、微电子、光电器件和通信理论和技术的发展，可穿戴计算这种基于“以人为本” “人机合一”的新型模式已经成为可能。在一个典型的可穿戴计算系统架构中，头戴式显示装置是关键的组成部分。头戴显示装置通过光学技术，将微型图像显示器(例如透射式或反射式液晶显示屏，有机电致发光器件，DMD器件)发出的视频图像光引导到使用者的瞳孔，在使用者的近目范围实现虚拟、放大图像，为使用者提供直观、可视的图像、视频、文字信息。
[0003]现有的头戴式显示装置一般通过线缆连接的主控制器实现信号的输入和显示画面的控制，或者通过触摸等方式实现显示画面的控制。但是，无论是对于封闭式或开放式的头戴显示器而言，由于其佩戴时会遮蔽用户的眼睛，这些控制方式操作起来都不太方便，导致用户体验较差。
[0004]而在现有的通过手势识别进行操作控制的头戴显示装置中，其摄像头的安装位置一般与视线的水平方向平行设置，用户需要举起双手来完成操控手势，导致用户体验较差。同时，拍摄方向与水平方向平行设置还会导致获取的手势图像背景复杂，使得手势识别时图像处理难度加大，降低了手势识别效率，使得用户体验较差。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有手势控制功能的头戴显示器。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]构造一种具有手势控制功能的头戴显示器，包括头戴部和具有显示功能的主体部;所述主体部包括用于实现近眼画面显示的目镜和显示屏;所述目镜包括至少一个光学成像组件，分别相对于左眼和/或右眼观看的显示屏成像;其中，所述主体部或所述头戴部上设置有用于获取人手图像的摄像头组件，所述摄像头组件包括至少一个摄像头;其中，所述摄像头组件安装于所述主体部外壳的下表面上，且所述摄像头组件摄像的光轴方向相对于水平视线方向向下偏移15-95°;所述主体部包括与所述摄像头组件连接、用于通过所述人手图像进行人手跟踪识别、并将识别结果显示在所述显示屏上的手势识别模块。
[0008]本实用新型所述的头戴显示器，其中，所述摄像头组件包括一个摄像头，所述摄像头设置在所述主体部外壳的下表面中间位置。
[0009]本实用新型所述的头戴显示器，其中，所述摄像头组件包括两个摄像头，两个所述摄像头分别设置在所述主体部外壳的下表面的左右两边，两个所述摄像头同步采集两幅或两幅以上的人手图像并传送至所述手势识别模块。
[0010]本实用新型所述的头戴显示器，其中，所述头戴显示器为实现封闭式近眼显示的头戴显示器。
[0011]本实用新型所述的头戴显示器，其中，所述头戴显示器为实现开放式近眼显示的头戴显示器。
[0012]本实用新型所述的头戴显示器，其中，所述摄像头通过旋转轴安装于所述主体部外壳的下表面上，以便于在相对于水平视线方向向下偏移15-95°的范围内连续或离散调节拍摄角度。
[0013]本实用新型所述的头戴显示器，其中，所述主体部的外壳上设置有用于调节两个所述光学成像组件之间距离的瞳距调节结构。
[0014]本实用新型所述的头戴显示器，其中，所述主体部的外壳上设置有用于调节所述光学成像组件与人眼之间距离的焦距调节结构。
[0015]本实用新型所述的头戴显示器，其中，所述头戴部与所述主体部可拆卸连接或固定连接。
[0016]本实用新型所述的头戴显示器，其中，所述头戴部与所述主体部可相对转动连接。
[0017]本实用新型的有益效果在于:通过将摄像头组件安装于所述主体部外壳的下表面上，且摄像头组件摄像的光轴方向相对于水平视线方向向下偏移15-95°设置，使得在采用手势对头戴显示器进行操作控制时，用户不需举起双手来配合摄像头的拍摄方向，只需在更加习惯的双手下垂状态下进行特定的手势操作控制即可；同时，将摄像头组件摄像的光轴方向相对于水平视线方向向下偏移15-95°设置，还能避免摄像头水平拍摄时过于复杂的背景画面带来的图像处理干扰，使得手势识别更加精准，提高手势识别控制的反应速度，进一步提升头戴显示器产品的用户体验。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，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附图:
[0019]图1是本实用新型较佳实施例的具有手势控制功能的封闭式头戴显示器仰视结构示意图一；
[0020]图2是本实用新型较佳实施例的具有手势控制功能的封闭式头戴显示器仰视结构示意图二；
[0021]图3是本实用新型较佳实施例的具有手势控制功能的开放式头戴显示器立体结构示意图一；
[0022]图4是本实用新型较佳实施例的具有手势控制功能的开放式头戴显示器立体结构示意图二；
[0023]图5是图4中的头戴显示器使用状态示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0025]本实用新型较佳实施例的具有手势控制功能的头戴显示器结构如图1、图2、图3、图4和图5所示，包括头戴部10和具有显示功能的主体部20;头戴部10与主体部20可拆卸连接或固定连接;主体部20包括用于实现近眼画面显示的目镜和显示屏；目镜包括两个光学成像组件，分别相对于左眼和右眼观看的显示屏成像;其中，主体部20或头戴部10上设置有用于获取人手图像的摄像头组件，摄像头组件包括至少一个摄像头30;其中，摄像头组件安装于主体部20外壳的下表面上，且摄像头组件摄像的光轴方向相对于水平视线方向向下偏移15-95°;主体部20包括与摄像头组件连接、用于通过人手图像进行人手跟踪识别、并将识别结果显示在显示屏上的手势识别模块。
[0026]上述实施例中，通过将摄像头组件安装于主体部20外壳的下表面上，且摄像头组件摄像的光轴方向相对于水平视线方向向下偏移15-95°设置，使得在采用手势对头戴显示器进行操作控制时，用户不需举起双手来配合摄像头30的拍摄方向，只需在更加习惯的双手下垂状态下进行特定的手势操作控制即可，参阅图5;同时，将摄像头组件摄像的光轴方向相对于水平视线方向向下偏移15-95°设置，还能避免摄像头30水平拍摄时过于复杂的背景画面带来的图像处理干扰，使得手势识别更加精准，提高手势识别控制的反应速度，进一步提升头戴显示器产品的用户体验。
[0027]进一步地，上述头戴显示器中，摄像头组件包括一个摄像头30，摄像头30设置在主体部20外壳的下表面中间位置。手势识别模块通过对摄像头30获取的人手图像进行变形修正、外极线校正、稠密视差图计算等处理后，再综合利用人手图像信息和稠密视差图进行人手的鲁棒跟踪，并在跟踪过程中进行手势识别。
[0028]优选地，上述头戴显示器中，摄像头组件包括两个摄像头30，两个摄像头30分别设置在主体部20外壳的下表面的左右两边，两个摄像头30同步采集两幅或两幅以上的人手图像并传送至手势识别模块，可实现立体图像的手势识别。当摄像头组件包括两个或两个以上摄像头30时，摄像头组件摄像的光轴方向分别是每个摄像头30的摄像光轴方向。即，当摄像头组件包括两个或两个以上摄像头30时，其中每个摄像头30的摄像光轴反向均相对于水平视线方向向下偏移15-95°设置。
[0029]上述各实施例的头戴显示器中，头戴显示器为封闭式近眼显示的头戴显示器，如图1和图2所示；或者是开放式近眼显示的头戴显示器，如图3和图4所示。其中，封闭式近眼显示的头戴显示器中，主体部20的外壳完全遮蔽用户的双眼进行显示，在开放式近眼显示的头戴显示器中，主体部20的外壳只是悬空并相对于用户的双眼设置，使得其中的目镜和显示屏可相对于双眼成像。具体地，开放式近眼显示包括光学透视式和光学非透视。
[0030]优选地，如图1和图2所示，主体部20的外壳上设置有用于调节两个光学成像组件之间距离的瞳距调节结构40，以适应不同瞳距的用户使用。
[0031]进一步优选地，当头戴显示器为封闭式近眼显示的头戴显示器时，主体部20的外壳上设置有用于调节光学成像组件与人眼之间距离的焦距调节结构，以适应不同视力程度的用户使用。
[0032]上述实施例中，摄像头组件摄像的光轴方向相对于水平视线方向向下偏移15-95°具体可以是，摄像头组件摄像的光轴方向相对于水平视线方向向下偏移15°、20°、25°、30°、 35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°、90°或95°。[〇〇33]进一步地，上述头戴显示器中，摄像头30通过旋转轴安装于主体部20外壳的下表面上，以便于在相对于水平视线方向向下偏移15-95°的范围内连续或离散调节拍摄角度。 摄像头30与手势识别模块通过有线或无线连接实现图像数据传输。[〇〇34]上述头戴显示器中，头戴部10与主体部20可拆卸连接或固定连接;或者，头戴部10 与主体部20可相对转动连接，以便于摄像头30在相对于水平视线方向向下偏移15-95°的范围内连续或离散调节拍摄角度。
[0035]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种具有手势控制功能的头戴显示器，包括头戴部和具有显示功能的主体部;所述主体部包括用于实现近眼画面显示的目镜和显示屏；所述目镜包括至少一个光学成像组件，分别相对于左眼和/或右眼观看的显示屏成像;其特征在于，所述主体部或所述头戴部上设置有用于获取人手图像的摄像头组件，所述摄像头组件包括至少一个摄像头;其中，所述摄像头组件安装于所述主体部外壳的下表面上，且所述摄像头组件摄像的光轴方向相对于水平视线方向向下偏移15-95°;所述主体部包括与所述摄像头组件连接、用于通过所述人手图像进行人手跟踪识别、并将识别结果显示在所述显示屏上的手势识别模块。2.根据权利要求1所述的头戴显示器，其特征在于，所述摄像头组件包括一个摄像头，所述摄像头设置在所述主体部外壳的下表面中间位置。3.根据权利要求1所述的头戴显示器，其特征在于，所述摄像头组件包括两个摄像头，两个所述摄像头分别设置在所述主体部外壳的下表面的左右两边，两个所述摄像头同步采集两幅或两幅以上的人手图像并传送至所述手势识别模块。4.根据权利要求1所述的头戴显示器，其特征在于，所述头戴显示器为实现封闭式近眼显示的头戴显示器。5.根据权利要求1所述的头戴显示器，其特征在于，所述头戴显示器为实现开放式近眼显示的头戴显示器。6.根据权利要求1所述的头戴显示器，其特征在于，所述摄像头通过旋转轴安装于所述主体部外壳的下表面上，以便于在相对于水平视线方向向下偏移15-95°的范围内连续或离散调节拍摄角度。7.根据权利要求1所述的头戴显示器，其特征在于，所述主体部的外壳上设置有用于调节两个所述光学成像组件之间距离的瞳距调节结构。8.根据权利要求1所述的头戴显示器，其特征在于，所述主体部的外壳上设置有用于调节所述光学成像组件与人眼之间距离的焦距调节结构。9.根据权利要求1所述的头戴显示器，其特征在于，所述头戴部与所述主体部可拆卸连接或固定连接。10.根据权利要求1所述的头戴显示器，其特征在于，所述头戴部与所述主体部可相对转动连接。
【文档编号】G06F3/01GK205679856SQ201620518207
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月31日 公开号201620518207.2, CN 201620518207, CN 205679856 U, CN 205679856U, CN-U-205679856, CN201620518207, CN201620518207.2, CN205679856 U, CN205679856U
【发明人】彭华军
【申请人】深圳纳德光学有限公司