一种头戴式设备以及增强现实装置的制作方法

本发明涉及图像显示装置技术领域，更具体的说，涉及一种头戴式设备以及增强现实装置。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，智能手机的功能也越来越强大，在最初的远程无线通话的功能基础上，还具有了图像采集、图像显示、声音采集、声音播放、网络购物以及智能家居系统控制等多种功能，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

在手机上集成ar(增强现实)功能，是智能手机当下发展的一个趋势，可以通过智能手机在采集的真实场景图像中增加虚拟的图像，并显示具有虚拟图像的合成图像，以实现更丰富的图像显示。

现有的具有ar功能的手机，使用者只能通过智能手机的显示屏查看增强现实后的合成图像，无法直接观看周围环境的景物。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明技术方案提供了一种头戴式设备以及增强现实装置，在进行增强现实显示的同时，使用者可以直接观看到周围环境的景物。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种头戴式设备，所述头戴式设备包括：

第一入光口、第二入光口以及出光口；

所述第一入光口用于获取显示电子设备出射的第一光学影像信息；所述第二入光口用于周围环境的第二光学影像信息；所述第一光学影像信息与所述第二光学影像信息叠加融合形成合成图光学影像信息；所述出光口用于向使用者展示所述合成光学影像信息。

优选的，在上述头戴式设备中，所述头戴式设备包括：第一光学元件以及第二光学元件；

所述第二光学元件具有相对设置的第一表面以及第二表面；

所述第一光学元件用于将所述第一入光口获取的所述第一光学影像信息反射至所述第二光学元件的第一表面；

所述第二光学元件能够透射所述第二光学影像信息，并通过所述第一表面反射所述第一光学影像信息；

透过所述第二光学元件的所述第二光学影像信息与经过所述第二光学元件的第一表面反射的所述第一光学影像信息在传播过程中融合形成合成图光学影像信息。

优选的，在上述头戴式设备中，所述第一光学元件为反射镜；

所述第二光学元件为透镜，所述透镜的第一表面具有选择薄膜，所述选择薄膜用于透射所述第二光学影像信息，并反射所述第一光学影像信息。

优选的，在上述头戴式设备中，所述反射镜为平面反射镜或是曲面反射镜；

当所述反射镜为曲面反射镜时，所述曲面反射镜的反射面为凹面。

优选的，在上述头戴式设备中，所述透镜为曲面透镜，其第一表面为凹面，其第二表面为凸面。

优选的，在上述头戴式设备中，所述第一光学影像信息为偏振光；

所述第二光学影像信息为非偏振光；

所述选择薄膜为偏光分光膜，能够反射偏振光，并透射非偏振光。

优选的，在上述头戴式设备中，所述显示电子设备具有显示面板以及设置在所述显示面板背面的摄像头；

所述摄像头用于采集所述第二光学影像信息，并基于所述第二光学影像信息生成所述第一光学影像信息，通过所述显示面板显示所述第一光学影像信息。

优选的，在上述头戴式设备中，还包括：

壳体，所述壳体具有用于安装所述显示电子设备的安装装置。

一种增强现实装置，所述增强现实装置包括：

头戴式设备，所述头戴式设备包括第一入光口、第二入光口以及出光口；所述第一入光口用于获取显示电子设备出射的第一光学影像信息；所述第二入光口用于周围环境的第二光学影像信息；所述第一光学影像信息与所述第二光学影像信息叠加融合形成合成图光学影像信息；所述出光口用于向使用者展示所述合成光学影像信息；

显示电子设备，所述显示电子设备安装在所述头戴式设备上。

优选的，在上述增强现实装置中，所述显示电子设备具有显示面板以及设置在所述显示面板背面的摄像头；

所述摄像头用于采集所述第二光学影像信息，并基于所述第二光学影像信息生成所述第一光学影像信息，通过所述显示面板显示所述第一光学影像信息。

本发明技术方案提供的头戴式设备以及增强现实装置中，通过第一入光口获取显示电子设备出射的第一光学影像信息，通过第二入光口获取周围环境的第二光学影像信息，所述第一光学影像信息与所述第二光学影像信息叠加融合形成合成图光学影像信息；通过所述出光口向使用者展示所述合成光学影像信息。所述第一光学影像信息以及所述第二光学影像信息在所述头戴式设备中自由叠加融合形成合成图光学影像信息，是光学影像信息的直接融合叠加，无光电转换过程，合成光学影像信息直接展示给使用者，无需光电转换过程即可使得使用者观看到周围环境的景物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种头戴式设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种头戴式设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种头戴式设备的结构示意图，所示头戴式设备10包括：第一入光口11、第二入光口12以及出光口13。

所述第一入光口11用于获取显示电子设备14出射的第一光学影像信息111；所述第二入光口12用于周围环境的第二光学影像信息112；所述第一光学影像信息111与所述第二光学影像信息112叠加融合形成合成图光学影像信息113；所述出光口13用于向使用者展示所述合成光学影像信息113。

本发明实施例所述头戴式设备10中，所述第一光学影像信息111以及所述第二光学影像信息112在所述头戴式设备10中自由叠加融合形成合成图光学影像信息113，是光学影像信息的直接融合叠加，无光电转换过程，合成光学影像信息直接展示给使用者15，无需光电转换过程即可使得使用者15观看到周围环境的景物。

参考图2，图2为本发明实施例提供的另一种头戴式设备的结构示意图，在图2所示头戴式设备10中，所述头戴式设备10包括：第一光学元件a以及第二光学元件b。所述第二光学元件b具有相对设置的第一表面b1以及第二表面b2。

所述第一光学元件a用于将所述第一入光口11获取的所述第一光学影像信息111反射至所述第二光学元件b的第一表面b1。所述第二光学元件b能够透射所述第二光学影像信息112，并通过所述第一表面b1反射所述第一光学影像信息111。透过所述第二光学元件b的所述第二光学影像信息112与经过所述第二光学元件b的第一表面b1反射的所述第一光学影像信息111在传播过程中融合形成合成图光学影像信息113。

本发明实施例所述头戴式设备中，第一光学影像信息111和所述第二光学影像信息112直接在光场中自由融合叠加形成所述合成光学影像信息113，通过光学器件实现所述第一光学影像信息111和所述第二光学影像信息112的融合叠加，无需光电转换装置，系统结构简单，成本低。

具体的，所述第一光学元件a为反射镜，所述第二光学元件b为透镜，所述透镜的第一表面b1具有选择薄膜，所述选择薄膜用于透射所述第二光学影像信息112，并反射所述第一光学影像信息111。

可选的，所述反射镜为平面反射镜或是曲面反射镜。当所述反射镜为曲面反射镜时，所述曲面反射镜的反射面为凹面，以便于将显示电子设备14出射的第一光学影像信息111进行汇聚后反射至所述第二光学元件b的第一表面b1，降低系统体积。

可选的，所述透镜为曲面透镜，其第一表面b1为凹面，可以更大视角的采集第二光学影像信息112，其第二表面b2为凸面，可以汇聚光束，调节第一光学影像信息111以及第二光学影像信息111叠加融合形成的合成光学影像信息113的窗口大小，便于使用者15观看。

周围环境的第二光学影像信息112为非偏振光。当显示电子设备14出射的所述第一光学影像信息111为偏振光时，可以设置所述选择薄膜为偏光分光膜，能够反射偏振光，并透射非偏振光。其他实施方式中，还可以设置所述选择薄膜为半反半透膜，此时无需要求第一光学影像信息111为偏振光，也可以时非偏振光。

如图2所示，所述显示电子设备14具有显示面板以及设置在所述显示面板背面的摄像头21。所述摄像头21用于采集所述第二光学影像信息，并基于所述第二光学影像信息生成所述第一光学影像信息，通过所述显示面板显示所述第一光学影像信息。

具体的，所述显示电子设备14可以为智能手机，所述摄像头21可以为智能手机的后置摄像头。通过智能手机的显示屏为该头戴式设备显示第一光学影像信息111，通过其后置摄像头实时采集周围环境的第二光学影像信息112，进而生成第一光学影像信息111。

本发明实施例中，通过第一光学影像信息111在第二光学影像信息112内添加虚拟图像信息，以形成合成光学影像信息113，进而实现增强现实的图像显示。

本发明实施例中，第一光学影像信息111为基于第二光学影像信息112生成的光学影像信息，当使用者佩戴该头戴式设备时，如果使用者15的视线方向改变，显示电子设备14可以实时获取第一光学影像信息中的空间位置以及景物图像等信息，进行环境重建，确定使用者15的实施位置以及姿势，生成与使用者当前位置以及姿势匹配的虚拟图像，更加真实的在周围环境实际的第二光学影响信息中添加虚拟图像信息，使得增强现实的图像显示效果更加真实生动，提高显示效果以及质量。

可选的，所述头戴式设备还包括：壳体，所述壳体具有用于安装所述显示电子设备14的安装装置。在图1以及图2中未示出所述壳体以及所述安装装置。所述显示电子设备14和所述壳体可拆卸的安装。可以根据实际需求设计所述壳体的结构以及所述安装装置的结构，本发明实施例中对此不作具体限定。所述显示电子设备14相对于所述头戴式设备的位置可以调节，以便于调节使用者14需要观看的视角。可以通过设置所述安装装置，使得所述显示电子设备14相对于所述头戴式设备可以转动连接。

通过上述描述可知，本发明实施例所述头戴式设备中，第一光学影像信息111和所述第二光学影像信息112直接在光场中自由融合叠加形成所述合成光学影像信息113，通过光学器件实现所述第一光学影像信息111和所述第二光学影像信息112的融合叠加，无需光电转换装置，系统结构简单，成本低。周围环境的第二光学影像信息直接通过所述头戴式设备进入使用者15的眼睛，使用者无需通过显示电子设备15获取经过光电转换后的第二光学影像信息112，使得使用者15可以获取更加真实的周围环境的光学影像信息，显示效果更加真实生动，提高了显示效果以及质量。

基于上述实施例所述的头戴式设备，本发明另一实施例还提供了一种增强现实装置，该增强现实装置包括：头戴式设备以及显示电子设备。

所述头戴式电子设备为上述实施例所述的头戴式电子设备，包括第一入光口、第二入光口以及出光口；所述第一入光口用于获取显示电子设备出射的第一光学影像信息；所述第二入光口用于周围环境的第二光学影像信息；所述第一光学影像信息与所述第二光学影像信息叠加融合形成合成图光学影像信息；所述出光口用于向使用者展示所述合成光学影像信息；

显示电子设备，所述显示电子设备安装在所述头戴式设备上。所述显示电子设备相对于所述头戴式设备的位置可以调节。具体的，所述头戴式设备具有壳体，所述壳体具有安装装置用于安装所述显示电子设备，可以通过设置所述安装装置的结构，使得所述显示电子设备相对于所述头戴式设备的位置可以调节。

可选的，所述显示电子设备具有显示面板以及设置在所述显示面板背面的摄像头；所述摄像头用于采集所述第二光学影像信息，并基于所述第二光学影像信息生成所述第一光学影像信息，通过所述显示面板显示所述第一光学影像信息。具体实现方式可以参看上述实施例描述，在此不再赘述。

本发明实施例所述增强现实装置中，显示电子设备显示的第一光学影像信息以及周围环境的第二光学影像信息直接在所述头戴式设备中进行融合叠加，形成合成光学影像信息，二者的融合无需光电转换，直接是光学影像信息的自容叠加融合，使用者无需通过显示电子设备15获取经过光电转换后的第二光学影像信息112，使得使用者15可以获取更加真实的周围环境的光学影像信息，显示效果更加真实生动，提高了显示效果以及质量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的所述增强现实装置而言，由于其与实施例公开的所述头戴式设备相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见所述头戴式设备相应部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。