一種頭戴式人機交互裝置的制造方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及圖像顯示技術領域，尤其涉及一種頭戴式人機交互裝置。
【【背景技術】】
[0002]頭戴式顯示器(head mounted display)是近年來發展的一項新技術，具體的應用可以主要分為虛擬現實(virtual reality)和增強現實(augmented reality)兩種。其中，增強現實頭戴式顯示器有光學透視式和視頻透視式兩種實現方式。
[0003]現有的頭戴式顯示器通常僅能單一實現虛擬現實或增強現實，若同時需要實現虛擬現實和增強現實，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實與增強現實，但其增強現實通過視頻透視方式實現，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別，使得增強現實的臨場感較差。
【【實用新型內容】】
[0004]本實用新型旨在克服現有技術的以上缺陷，提供新的改進的頭戴式人機交互裝置，以能夠同時實現虛擬現實和光學透視式增強現實兩者。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種頭戴式人機交互裝置，所述頭戴式人機交互裝置包括罩體、固定組件、攝像組件、顯示組件、分光鏡和處理器，所述罩體開設有視窗開口和入射開口，所述視窗開口和入射開口分設于所述罩體的兩側，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，所述顯示屏發出的顯示光線經所述透鏡和所述視窗開口進入人眼；所述分光鏡的一端可拆卸的安裝于所述顯示托架遠離所述罩體的一端，當所述顯示托架張開時，調整所述顯示托架、所述分光鏡呈預設角度，所述顯示屏發出的顯示光線經所述分光鏡、所述入射開口和所述視窗開口進入人眼，外部的環境光線經所述分光鏡、所述入射開口和所述視窗開口進入人眼；所述處理器與所述顯示屏電性連接，并將其生成的增強圖像信號傳輸給所述顯示屏。
[0006]—些實施例中，所述分光鏡為平面分光鏡。
[0007]—些實施例中，所述頭戴式人機交互裝置還包括平面反射鏡和對應所述顯示屏設置的透鏡，所述平面反射鏡可拆卸地轉動安裝于所述顯示托架遠離所述罩體的一端，當所述平面反射鏡安裝于所述顯示托架時，調整所述顯示托架、所述平面反射鏡呈預設角度，所述顯示屏發出的顯示光線經所述透鏡、所述平面反射鏡、所述入射開口和所述視窗開口進入人眼。
[0008]—些實施例中，所述分光鏡為曲面分光鏡。
[0009]—些實施例中，所述頭戴式人機交互裝置還包括曲面反射鏡，所述曲面反射鏡可拆卸地轉動安裝于所述顯示托架遠離所述罩體的一端，當所述曲面反射鏡安裝于所述顯示托架時，調整所述顯示托架、所述曲面反射鏡呈預設角度，所述顯示屏發出的顯示光線經所述曲面反射鏡、所述入射開口和所述視窗開口進入人眼。
[0010]—些實施例中，所述固定組件為兩端分別連接于所述罩體兩側的彈性帶狀結構。[0011 ] 一些實施例中，所述攝像組件包括至少I攝像頭。
[0012]—些實施例中，所述攝像頭設置于所述罩體的頂端，或者設置于所述罩體的左眼位和右眼位之間。
[0013]—些實施例中，所述分光鏡的反射強度為0-1。
[0014]與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于:本實用新型實施例提供的頭戴式人機交互裝置僅通過一套設備即可實現虛擬現實和光學透視式增強現實兩種功能，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用新型的技術方案，下面將對實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用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本實用新型實施例的頭戴式人機交互裝置的第一實施方式的結構示意圖，呈增強現實模式；
[0017]圖2是圖1所示的頭戴式人機交互裝置在調整視覺模式時的動作示意圖；
[0018]圖3是圖1所示的頭戴式人機交互裝置呈虛擬現實的結構示意圖；
[0019]圖4是本實用新型實施例頭戴式人機交互裝置的工作原理示意框圖；
[0020]圖5是本實用新型實施例的頭戴式人機交互裝置的第二實施方式的結構示意圖，呈增強現實模式；
[0021]圖6是圖5所示的頭戴式人機交互裝置呈虛擬現實模式的結構示意圖；
[0022]圖7是本實用新型實施例的頭戴式人機交互裝置的第三實施方式的結構示意圖，呈增強現實模式；
[0023]圖8是圖7所示的頭戴式人機交互裝置呈虛擬現實模式的結構示意圖；
[0024]圖9是本實用新型實施例的頭戴式人機交互裝置的第四實施方式的結構示意圖，呈增強現實模式；
[0025]圖10是圖9所示的頭戴式人機交互裝置呈虛擬現實模式的結構示意圖。
【【具體實施方式】】
[0026]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]參照圖1至圖4，本實用新型一實施例提供了一種頭戴式人機交互裝置，該頭戴式人機交互裝置包括罩體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分設于罩體100的兩側，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和對應顯示屏420設置的透鏡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于顯示屏420，顯示屏420發出的顯示光線經透鏡430和視窗開口進入人目艮，此時該頭戴式人機交互裝置呈虛擬現實模式。
[0033]分光鏡500的一端可拆卸的安裝于顯示托架410遠離罩體100的一端，當顯示托架410張開時，調整顯示托架410、分光鏡500呈預設角度，顯示屏420發出的顯示光線經透鏡430，分光鏡500、入射開口 101和視窗開口進入人眼，外部的環境光線經分光鏡500、入射開口 101和視窗開口進入人眼;處理器600與顯示屏420電性連接，并將其生成的增強圖像信號傳輸給顯示屏420 ο此時，該頭戴式人機交互裝置呈光學透視式增強現實模式。
[0034]該頭戴式人機交互裝置能夠僅使用一套設備即可實現虛擬顯示和光學透視式增強現實兩種功能，成本低廉，臨場效果好。
[0035]參照圖1至圖3，在本實用新型頭戴式人機交互裝置的第一實施方式中，分光鏡500為平面分光鏡。
[0036]當顯示托架410閉合時，攝像頭300獲取的圖像信號呈現于顯示屏420，顯示屏420發出的顯示光線經透鏡430和視窗開口進入人眼，此時該頭戴式人機交互裝置呈虛擬現實模式。
[0037]當顯示托架410張開時，調整顯示托架410、分光鏡500呈預設角度，顯示屏420發出的顯不光線經透鏡430，分光鏡500、入射開口 101和視窗開口進入人眼，外部的環境光線經分光鏡500、入射開口 101和視