头戴式显示装置的制造方法_2

文档序号:8921657阅读:来源:国知局
28]在本实施例中,可反可透镜4位于光学放大透镜组3下方,与图像显示屏2呈30度?60度夹角,图像显示屏2发出的图像光信息经光学放大透镜组3透射后,经可反可透镜4反射至人眼21,在人眼视网膜上形成放大的虚像。
[0029]在本实施例中,头戴式显示装置还包括用于获取头戴式显示装置外部图像的图像采集模块,如图1所示,图像采集模块包括一个或多个摄像头,其中可以通过RGB摄像头51和RGB摄像头52采集头戴式显示装置外部的环境图像,解析环境图像获取环境光信息、物体的位置距离信息,也可以通过RGB摄像头51与景深摄像头52配合,进行头戴式显示装置外部环境图像的采集,对环境物体进行测距、获取物体的三维影像以及捕捉用户的手势动作等。
[0030]在本实施例中,头戴式显示装置根据图像采集模块获取的环境图像,包括环境光信息、物体位置及景深信息等,可以通过图像识别解析进而获取与所述环境或物体相关的信息内容,将信息内容发送至图像显示屏进行显示,例如,识别出环境图像中包含的建筑物,获取与环境图像中建筑物相关的介绍内容后,发送至图像显示屏进行显示;也可以根据环境图像信息及物体景深信息,进一步获取与环境图像能够融合显示的图像或文字内容,发送至图像显示屏进行显示,例如,头戴式显示装置外部环境图像为辽阔的海面,将能够与之融合的巨大的轮船图像发送至图像显示屏进行显示;还可以根据环境图像的色彩信息、亮度信息等,将功能应用的显示界面和/或用户交互界面与环境图像进行叠加显示,例如,将通话界面、邮件界面、短信界面、日程提醒界面等通过图像显示屏进行显示。
[0031]本发明实施例头戴式显示装置通过光学系统形成两路光学通路,外界环境图像与图像显示屏中显示图像能够通过两路光学通路分别传送至使用者双眼,在使用者双眼视网膜上叠加融合,使得头戴式显示装置的使用者以正常视野查看外界真实环境的同时,能够获得图像显示屏显示的与真实环境图像相关的内容或者其他能够与外界环境图像融合的内容,叠加显示后具有增强现实的显示效果。
[0032]本发明实施例头戴式显示装置,还包括用于通过检测人眼眼球运动状态确定人眼视线信息的视线跟踪模块,视线跟踪模块包括采集人眼图像的摄像头。
[0033]在本实施例中,如图2所示,头戴式显示装置中的视线跟踪模块可以通过摄像头61和摄像头62分别采集左右眼眼球附近区域的图像,当使用者的眼睛注视不同的方向或不同距离的物体时,眼部会产生细微的变化,这些变化会产生可以提取的眼部特征,通过图像识别(如瞳孔定位、眼角点检测等)提取眼部图像特征进行人眼的定位跟踪以及眼球的运动状态分析,从而根据视线模型估算使用者的视线方向,同时根据双眼视线夹角计算出使用者注视的目标物体的位置。也可以通过摄像头61和摄像头62连续获取从人眼角膜和瞳孔反射的红外线从而记录视线变化,具体地,通过红外线辅助光源照射人脸部,在人眼角膜表面形成反射亮斑,人眼在注视不同位置时眼球发生相应的转动,视线跟踪模块根据人眼角膜上的反射亮斑与人眼瞳孔中心点相对位置的变化,确定人眼视线的变化及注视的位置,实现视线跟踪的目的。
[0034]本发明实施例头戴式显示装置,根据图像采集模块获取的外界图像及物体景深信息,结合视线跟踪模块获取的人眼视线信息,能够准确地确定使用者正在注视的真实环境中的物体,通过图像识别与信息获取,控制图像显示屏在对应位置显示与使用者当前注视的物体相关的内容,经头戴式显示装置的光学系统的两路光学路径传输后,图像显示屏中显示的内容融合显示在使用者的真实视野中,实现使用者在注视真实环境物体时,能够同时在视野中(如真实物体的附近区域)查看到与真实环境物体相关的内容,具有增强现实的显示效果。
[0035]在上述任一实施例中,如图5所示,本发明头戴式显示装置还包括像素遮蔽层7,像素遮蔽层7位于可反可透镜4远离人眼一侧,用于根据图像显示屏显示的图像内容在可反可透镜4中的投影位置,调节像素遮蔽层7对应区域的透光率。具体地,像素遮蔽层7可以是调光液晶屏或调光液晶膜,通过在外加电场的作用下改变液晶微滴的排列分布顺序,能够实现像素级别的透光率调节。
[0036]本发明头戴式显示装置,像素遮蔽层位于可反可透镜远离人眼一侧,外界环境光信息透过像素遮蔽层后到达可反可透镜。该头戴式显示装置根据图像显示屏显示的图像内容经光学放大透镜组透射后在可反可透镜中的投影位置,调节像素遮蔽层中与该位置对应区域的透光率。外界环境光强时,像素遮蔽层中对应区域的透光率降低,减少该位置区域的透光量;外界环境光弱时,像素遮蔽层中对应区域的透光率提高,增加该位置区域的透光量,从而调整像素遮蔽层中对应区域在可反可透镜中的投影位置的光强,在图像显示屏中显示的内容与使用者的真实视觉图像进行融合时,降低由于外部环境光强度过强或过弱导致的外部环境光线对图像显示屏中显示内容可见度及显示效果的影响。进一步地,还可以根据环境条件或使用需求,调整像素遮蔽层整体区域的透光率,例如,可以使像素遮蔽层整体调整至不透光状态,完全阻隔外部环境光透过可反可透镜到达人眼,从而使人眼只接收来自图像显示屏发出的图像光信息。
[0037]在上述任一实例中,本发明头戴式显示装置还包括交互控制模块,交互控制模块包括如下之一或组合:手势交互单元,与图像采集模块连接,通过图像采集模块获取手势图像,并根据图像采集模块获取的手势图像,识别确定手势交互指令;眼动交互单元,与视线跟踪模块连接,通过视线跟踪模块获取人眼眼球运动状态图像,并根据视线跟踪模块获取的眼动状态图像,识别确定眼动交互指令;体感交互单元,通过传感器采集人体的肢体动作信息,根据获取的肢体动作信息,识别确定体感交互指令;语音交互单元,通过麦克风采集语音信息,根据获取的语音信息,识别确定语音交互指令。
[0038]本发明头戴式显示装置,通过交互控制单元获取使用者的交互控制指令,包括手势交互指令、眼动交互指令、体感交互指令和/或语音交互指令,使用者可以根据交互控制指令对头戴式显示装置进行控制和操作,例如,调整图像显示屏的亮度、控制图像显示屏显示内容的切换调整以及根据图像显示屏中显示的用户交互界面进行交互操作等。
[0039]在上述任一实施例中,本发明头戴式显示装置还包括供电模块,通过电路与图像显示屏、图像采集模块、视线跟踪模块和交互控制模块连接,通过内置或外接电源为头戴式显示装置供电。
[0040]在上述任一实施例中,本发明头戴式显示装置的光学放大透镜组,可以是单片菲涅尔透镜或多片菲涅尔透镜组合,也可以是球面透镜、非球面透镜或多个球面和/或非球面透镜的组合,亦可以是菲涅尔透镜与球面透镜和/或非球面透镜的组合。
[0041]在上述任一实施例中,本发明头戴式显示装置的图像显示屏将图像进行左右分屏显示,分屏显示后的左右屏图像经光学系统的光路传输后,分别被使用者的左右眼接收。其中,图像显示屏中分屏显示的可以是格式一致的左右分屏图像,也可以是存在预设视差的左右分屏
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