頭戴式顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)及圖像顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頭戴式顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]增強現(xiàn)實(Augmented Reality，簡稱AR)，是利用虛擬物體或信息對真實場景進行現(xiàn)實增強的技術(shù)。增強現(xiàn)實技術(shù)通?；跀z像頭等圖像采集設(shè)備獲得到的真實物理環(huán)境影像，通過計算機系統(tǒng)識別分析及查詢檢索將與之存在關(guān)聯(lián)的文本內(nèi)容、圖像內(nèi)容或圖像模型等虛擬生成的擴展信息或虛擬場景顯示在真實物理環(huán)境影像中，從而使用戶能夠獲得到身處的現(xiàn)實物理環(huán)境中的真實物體的標注、說明等相關(guān)擴展信息或者體驗到現(xiàn)實物理環(huán)境中真實物體的立體的、突出強調(diào)的增強視覺效果。增強現(xiàn)實技術(shù)通過對虛擬對象與現(xiàn)實環(huán)境進行充分地融合，能夠有效地為用戶提供認知周圍真實環(huán)境的擴展信息或圖像展示效果，同時實現(xiàn)用戶與周圍真實環(huán)境的信息交互。
[0003]現(xiàn)有的增強現(xiàn)實系統(tǒng)按照顯示實現(xiàn)方式可分為視頻透視式和光學(xué)透視式兩種，采用光學(xué)透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)，來自真實環(huán)境的光線能夠通過光學(xué)透鏡組到達用戶的眼睛，因此用戶可以直接觀察周圍的真實環(huán)境，從而能夠有效改善視頻透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)中將真實環(huán)境圖像與虛擬環(huán)境信息進行疊加融合后顯示所存在的時延現(xiàn)象。與此同時，由于光學(xué)透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)固定且體積較大等問題，成為光學(xué)透視式增強現(xiàn)實設(shè)備技術(shù)發(fā)展和推廣普及過程中亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述技術(shù)問題至少之一，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、方便攜帶的頭戴式顯示裝置，為使用者提供具有增強現(xiàn)實效果的使用體驗。
[0005]有鑒于此，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種頭戴式顯示裝置，包括殼體以及安裝于殼體內(nèi)的一組光學(xué)系統(tǒng)；所述光學(xué)系統(tǒng)包括圖像顯示屏、光學(xué)放大透鏡組和可反可透鏡，所述圖像顯示屏位于所述光學(xué)放大透鏡組上方，所述可反可透鏡位于所述光學(xué)放大透鏡組下方；所述光學(xué)系統(tǒng)的光路為:所述圖像顯示屏發(fā)出的圖像光信息經(jīng)所述光學(xué)放大透鏡組透射后被所述可反可透鏡反射至人眼；以及，頭戴式顯示裝置外部的環(huán)境光信息通過所述可反可透鏡透射至人眼。
[0006]優(yōu)選地，頭戴式顯示裝置還包括用于獲取頭戴式顯示裝置外部圖像的圖像采集模塊，所述圖像采集模塊包括一個或多個攝像頭。
[0007]優(yōu)選地，所述圖像采集模塊包括用于獲取頭戴式顯示裝置外部深度圖像的景深攝像頭。
[0008]優(yōu)選地，頭戴式顯示裝置還包括用于通過檢測人眼眼球運動狀態(tài)確定人眼視線信息的視線跟蹤模塊，視線跟蹤模塊包括采集人眼圖像的攝像頭。
[0009]優(yōu)選地，頭戴式顯示裝置還包括像素遮蔽層，像素遮蔽層位于可反可透鏡遠離人眼一側(cè)，用于根據(jù)圖像顯示屏顯示的圖像內(nèi)容在可反可透鏡中的投影位置，調(diào)節(jié)像素遮蔽層對應(yīng)區(qū)域的透光率。
[0010]優(yōu)選地，頭戴式顯示裝置還包括交互控制模塊，交互控制模塊包括如下之一或組合:手勢交互單元，用于與圖像采集模塊連接，根據(jù)圖像采集模塊獲取的手勢圖像，識別確定手勢交互指令；眼動交互單元，用于與眼動跟蹤模塊連接，根據(jù)眼動跟蹤模塊獲取的人眼眼球運動狀態(tài)，識別確定眼動交互指令；體感交互單元，用于通過傳感器采集人體肢體動作信息，根據(jù)獲取的肢體動作信息，識別確定體感交互指令；語音交互單元，用于通過麥克風(fēng)采集語音信息，根據(jù)獲取的語音信息，識別確定語音交互指令。
[0011]優(yōu)選地，頭戴式顯示裝置還包括供電模塊，供電模塊通過電路與圖像顯示屏、圖像采集模塊、視線跟蹤模塊和交互控制模塊連接，通過內(nèi)置或外接電源為所述頭戴式顯示裝置供電。
[0012]優(yōu)選地，光學(xué)放大透鏡組由一個或多個菲涅爾透鏡組成，或者由一個或多個球面透鏡和/或非球面透鏡組成，或者由一個或多個菲涅爾透鏡及球面透鏡和/或非球面透鏡組成。
[0013]優(yōu)選地，所述圖像顯示屏對圖像內(nèi)容進行分屏顯示。
[0014]優(yōu)選地，頭戴式顯示裝置還包括與殼體連接的頭戴伸縮帶或支撐架。
[0015]采用本發(fā)明頭戴式顯示裝置，使用者雙眼位于光學(xué)系統(tǒng)中可反可透鏡的后方，即光學(xué)系統(tǒng)的出口處，既可以通過光學(xué)系統(tǒng)接收來自圖像顯示屏發(fā)出的圖像光信息，又可以通過可反可透鏡接收頭戴式顯示裝置外部的環(huán)境光信息，兩組光信息經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)路徑傳輸之后，在使用者雙眼視網(wǎng)膜上疊加成像。同時，通過對圖像采集模塊獲取的頭戴式顯示裝置前方環(huán)境及物體圖像進行識別分析，能夠通過圖像顯示屏顯示相關(guān)內(nèi)容并疊加融合于真實環(huán)境圖像中，從而實現(xiàn)使用者通過本發(fā)明頭戴式顯示裝置觀察真實環(huán)境及物體時，與真實環(huán)境及物體相關(guān)的擴展信息及其他虛擬物體圖像能夠融合顯示在使用者的視野范圍內(nèi)，呈現(xiàn)具有增強現(xiàn)實效果的圖像。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述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發(fā)明的一些實施例，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:
[0017]圖1示出了本發(fā)明實施例頭戴式顯示裝置結(jié)構(gòu)的第一示意圖；
[0018]圖2示出了本發(fā)明實施例頭戴式顯示裝置結(jié)構(gòu)的第二示意圖；
[0019]圖3示出了本發(fā)明實施例頭戴式顯示裝置結(jié)構(gòu)的第三示意圖；
[0020]圖4示出了本發(fā)明實施例頭戴式顯示裝置光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第一示意圖；
[0021]圖5示出了本發(fā)明實施例頭戴式顯示裝置光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第二示意圖；
[0022]圖6示出了本發(fā)明實施例頭戴式顯示裝置光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第三示意圖；
[0023]圖7示出了本發(fā)明實施例頭戴式顯示裝置光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第四示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互結(jié)合。
[0025]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，這僅僅是本發(fā)明的一些實施例，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。
[0026]圖1示出了本發(fā)明實施例頭戴式顯示裝置結(jié)構(gòu)的第一示意圖。
[0027]本發(fā)明實施例頭戴式顯示裝置，包括殼體I以及安裝于殼體I內(nèi)的一組光學(xué)系統(tǒng)；如圖4所示，光學(xué)系統(tǒng)包括圖像顯示屏2、光學(xué)放大透鏡組3和可反可透鏡4，圖像顯示屏2位于光學(xué)放大透鏡組3上方，可反可透鏡4位于光學(xué)放大透鏡組3下方；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:圖像顯示屏2發(fā)出的圖像光信息經(jīng)光學(xué)放大透鏡組3透射后被可反可透鏡4反射至人眼21 ;以及，頭戴式顯示裝置外部的環(huán)境光信息通過可反可透鏡4透射至人眼21。
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