一種頭戴式人機(jī)交互裝置的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及圖像顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頭戴式人機(jī)交互裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]頭戴式顯示器(head mounted display)是近年來發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)，具體的應(yīng)用可以主要分為虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented reality)兩種。其中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器有光學(xué)透視式和視頻透視式兩種實(shí)現(xiàn)方式。
[0003]現(xiàn)有的頭戴式顯示器通常僅能單一實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，若同時需要實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，通常需要兩套頭戴式顯示器。目前也有頭戴式顯示器可以同時用于虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，但其增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)通過視頻透視方式實(shí)現(xiàn)，采用視頻透視的方式時攝像頭拍攝到顯示的過程由延時，并且攝像頭的拍攝角度和人眼自然視覺的感受有較大區(qū)別，使得增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的臨場感較差。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0004]本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷，提供新的改進(jìn)的頭戴式人機(jī)交互裝置，以能夠同時實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)和光學(xué)透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)兩者。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種頭戴式人機(jī)交互裝置，所述頭戴式人機(jī)交互裝置包括罩體、固定組件、攝像組件、顯示組件、分光鏡和處理器，所述罩體開設(shè)有視窗開口和入射開口，所述視窗開口和入射開口分設(shè)于所述罩體的兩側(cè)，所述視窗開口與人眼輪廓相匹配;所述固定組件用于將所述罩體固定于人體頭部;所述攝像組件設(shè)置于所述罩體的外壁，用于掃描外界物體的3D輪廓和探測物體離設(shè)備的距離;所述顯示組件包括顯示托架和固定于所述顯示托架的顯示屏，所述顯示托架可拆卸地安裝于所述罩體的頂端，所述顯示屏與所述攝像組件電性連接，當(dāng)所述顯示托架閉合時，所述顯示組件與所述罩體包圍成一容納空間，所述顯示屏發(fā)出的顯示光線經(jīng)所述透鏡和所述視窗開口進(jìn)入人眼；所述分光鏡的一端可拆卸的安裝于所述顯示托架遠(yuǎn)離所述罩體的一端，當(dāng)所述顯示托架張開時，調(diào)整所述顯示托架、所述分光鏡呈預(yù)設(shè)角度，所述顯示屏發(fā)出的顯示光線經(jīng)所述分光鏡、所述入射開口和所述視窗開口進(jìn)入人眼，外部的環(huán)境光線經(jīng)所述分光鏡、所述入射開口和所述視窗開口進(jìn)入人眼；所述處理器與所述顯示屏電性連接，并將其生成的增強(qiáng)圖像信號傳輸給所述顯示屏。
[0006]—些實(shí)施例中，所述分光鏡為平面分光鏡。
[0007]—些實(shí)施例中，所述頭戴式人機(jī)交互裝置還包括平面反射鏡和對應(yīng)所述顯示屏設(shè)置的透鏡，所述平面反射鏡可拆卸地轉(zhuǎn)動安裝于所述顯示托架遠(yuǎn)離所述罩體的一端，當(dāng)所述平面反射鏡安裝于所述顯示托架時，調(diào)整所述顯示托架、所述平面反射鏡呈預(yù)設(shè)角度，所述顯示屏發(fā)出的顯示光線經(jīng)所述透鏡、所述平面反射鏡、所述入射開口和所述視窗開口進(jìn)入人眼。
[0008]—些實(shí)施例中，所述分光鏡為曲面分光鏡。
[0009]—些實(shí)施例中，所述頭戴式人機(jī)交互裝置還包括曲面反射鏡，所述曲面反射鏡可拆卸地轉(zhuǎn)動安裝于所述顯示托架遠(yuǎn)離所述罩體的一端，當(dāng)所述曲面反射鏡安裝于所述顯示托架時，調(diào)整所述顯示托架、所述曲面反射鏡呈預(yù)設(shè)角度，所述顯示屏發(fā)出的顯示光線經(jīng)所述曲面反射鏡、所述入射開口和所述視窗開口進(jìn)入人眼。
[0010]—些實(shí)施例中，所述固定組件為兩端分別連接于所述罩體兩側(cè)的彈性帶狀結(jié)構(gòu)。[0011 ] 一些實(shí)施例中，所述攝像組件包括至少I攝像頭。
[0012]—些實(shí)施例中，所述攝像頭設(shè)置于所述罩體的頂端，或者設(shè)置于所述罩體的左眼位和右眼位之間。
[0013]—些實(shí)施例中，所述分光鏡的反射強(qiáng)度為0-1。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型實(shí)施例提供的頭戴式人機(jī)交互裝置僅通過一套設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)和光學(xué)透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)兩種功能，且成本低廉，臨場效果好。
【【附圖說明】】
[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的頭戴式人機(jī)交互裝置的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，呈增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式；
[0017]圖2是圖1所示的頭戴式人機(jī)交互裝置在調(diào)整視覺模式時的動作示意圖；
[0018]圖3是圖1所示的頭戴式人機(jī)交互裝置呈虛擬現(xiàn)實(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例頭戴式人機(jī)交互裝置的工作原理示意框圖；
[0020]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的頭戴式人機(jī)交互裝置的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，呈增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式；
[0021]圖6是圖5所示的頭戴式人機(jī)交互裝置呈虛擬現(xiàn)實(shí)模式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的頭戴式人機(jī)交互裝置的第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，呈增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式；
[0023]圖8是圖7所示的頭戴式人機(jī)交互裝置呈虛擬現(xiàn)實(shí)模式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例的頭戴式人機(jī)交互裝置的第四實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，呈增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式；
[0025]圖10是圖9所示的頭戴式人機(jī)交互裝置呈虛擬現(xiàn)實(shí)模式的結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0026]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0027]參照圖1至圖4，本實(shí)用新型一實(shí)施例提供了一種頭戴式人機(jī)交互裝置，該頭戴式人機(jī)交互裝置包括罩體100、固定組件200、攝像組件300、顯示組件400、分光鏡500和處理器600。
[0028]罩體100開設(shè)有視窗開口(圖中未示意)和入射開口 101，視窗開口和入射開口 101分設(shè)于罩體100的兩側(cè)，視窗開口與人眼輪廓相匹配。
[0029]固定組件200用于將罩體100固定于人體頭部700。
[0030]攝像組件300設(shè)置于罩體100的外壁，用于掃描外界物體的3D輪廓和探測物體離設(shè)備的距離。
[0031 ] 顯示組件400包括顯示托架410和固定于顯示托架410的顯示屏420和對應(yīng)顯示屏420設(shè)置的透鏡430，顯示托架410可拆卸地安裝于罩體100的頂端，顯示屏420與攝像組件300電性連接。
[0032]當(dāng)顯示托架410閉合時，顯示組件400與罩體100包圍成一容納空間，攝像頭300獲取的圖像信號呈現(xiàn)于顯示屏420，顯示屏420發(fā)出的顯示光線經(jīng)透鏡430和視窗開口進(jìn)入人目艮，此時該頭戴式人機(jī)交互裝置呈虛擬現(xiàn)實(shí)模式。
[0033]分光鏡500的一端可拆卸的安裝于顯示托架410遠(yuǎn)離罩體100的一端，當(dāng)顯示托架410張開時，調(diào)整顯示托架410、分光鏡500呈預(yù)設(shè)角度，顯示屏420發(fā)出的顯示光線經(jīng)透鏡430，分光鏡500、入射開口 101和視窗開口進(jìn)入人眼，外部的環(huán)境光線經(jīng)分光鏡500、入射開口 101和視窗開口進(jìn)入人眼;處理器600與顯示屏420電性連接，并將其生成的增強(qiáng)圖像信號傳輸給顯示屏420 ο此時，該頭戴式人機(jī)交互裝置呈光學(xué)透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模式。
[0034]該頭戴式人機(jī)交互裝置能夠僅使用一套設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)虛擬顯示和光學(xué)透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)兩種功能，成本低廉，臨場效果好。
[0035]參照圖1至圖3，在本實(shí)用新型頭戴式人機(jī)交互裝置的第一實(shí)施方式中，分光鏡500為平面分光鏡。
[0036]當(dāng)顯示托架410閉合時，攝像頭300獲取的圖像信號呈現(xiàn)于顯示屏420，顯示屏420發(fā)出的顯示光線經(jīng)透鏡430和視窗開口進(jìn)入人眼，此時該頭戴式人機(jī)交互裝置呈虛擬現(xiàn)實(shí)模式。
[0037]當(dāng)顯示托架410張開時，調(diào)整顯示托架410、分光鏡500呈預(yù)設(shè)角度，顯示屏420發(fā)出的顯不光線經(jīng)透鏡430，分光鏡500、入射開口 101和視窗開口進(jìn)入人眼，外部的環(huán)境光線經(jīng)分光鏡500、入射開口 101和視