[实用新型]头戴式显示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学及图像显示技术领域，尤其涉及一种头戴式显示装置。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，简称AR)，是利用虚拟物体或信息对真实场景进行现实增强的技术。增强现实技术通常基于摄像头等图像采集设备获得到的真实物理环境影像，通过计算机系统识别分析及查询检索将与之存在关联的文本内容、图像内容或图像模型等虚拟生成的扩展信息或虚拟场景显示在真实物理环境影像中，从而使用户能够获得到身处的现实物理环境中的真实物体的标注、说明等相关扩展信息或者体验到现实物理环境中真实物体的立体的、突出强调的增强视觉效果。增强现实技术通过对虚拟对象与现实环境进行充分地融合，能够有效地为用户提供认知周围真实环境的扩展信息或图像展示效果，同时实现用户与周围真实环境的信息交互。

现有的增强现实系统按照显示实现方式可分为视频透视式和光学透视式两种，采用光学透视式增强现实系统，来自真实环境的光线能够通过光学透镜组到达用户的眼睛，因此用户可以直接观察周围的真实环境，从而能够有效改善视频透视式增强现实系统中将真实环境图像与虚拟环境信息进行叠加融合后显示所存在的时延现象。与此同时，由于光学透视式增强现实系统的光学系统结构复杂，因此存在系统结构固定且体积较大等问题，成为光学透视式增强现实设备技术发展和推广普及过程中亟待解决的技术问题。

实用新型内容

基于上述技术问题至少之一，本实用新型的目的是提供一种结构简单、方便携带的头戴式显示装置，为用户提供具有增强现实效果的使用体验。

有鉴于此，为了实现上述目的，本实用新型提供了一种头戴式显示装置，包括面罩、镜架、摄像头、壳体以及安装于壳体与镜架之间的一组光学系统；面罩与镜架一端连接，镜架另一端连接壳体；光学系统包括图像显示屏、全反射镜、光学透镜组、可反可透镜，图像显示屏位于全反射镜后部，全反射镜安装于壳体内，光学透镜组和可反可透镜安装于镜筒结构中，镜筒结构与壳体及镜架固定连接；光学系统的光路为：图像显示屏发出的光信息被全反射镜反射至光学透镜组，经光学透镜组透射后被可反可透镜反射至人眼；以及，头戴式显示装置外部的光信息通过可反可透镜透射至人眼。

优选地，壳体前部表面设置开孔，摄像头通过开孔采集头戴式显示装置外部的图像信息。

优选地，头戴式显示装置还包括图像处理模块，分别与摄像头和图像显示屏连接，用于对摄像头采集的图像进行处理后，发送至图像显示屏。

优选地，头戴式显示装置还包括供电模块，通过内置或外接电池单元对头戴式显示装置进行供电。

优选地，镜架两侧分别设有卡扣或卡槽，用于紧固头戴伸缩带或支撑架。

本实用新型还提供了一种头戴式显示装置，包括面罩、镜架、摄像头、壳体以及安装于壳体与镜架之间的一组光学系统；面罩与镜架一端连接，镜架另一端连接壳体；光学系统包括图像显示屏、全反射镜、光学透镜组、可反可透镜，图像显示屏位于全反射镜前部，图像显示屏与全反射镜安装于镜架内，光学透镜组和可反可透镜安装于镜筒结构中，镜筒结构与壳体及镜架固定连接；光学系统的光路为：图像显示屏发出的光信息被全反射镜反射至光学透镜组，经光学透镜组透射后被可反可透镜反射至人眼；以及，头戴式显示装置外部的光信息通过可反可透镜透射至人眼。

优选地，壳体表面设置开孔，摄像头通过开孔采集头戴式显示装置外部的图像信息。

优选地，头戴式显示装置还包括图像处理模块，分别与摄像头和图像显示屏连接，用于对摄像头采集的图像进行处理后，发送至图像显示屏。

优选地，头戴式显示装置还包括供电模块，通过内置或外接电池单元对头戴式显示装置进行供电。

优选地，镜架两侧分别设有卡扣或卡槽，用于紧固头戴伸缩带或支撑架。

采用本实用新型头戴式显示装置，使用者双眼位于光学系统中可反可透镜的后方，即光学系统的出口处，既可以通过光学系统接收来自图像显示屏发出的光信息，同时可以通过可反可透镜接收头戴式显示装置外部的环境光信息，两组光信息经过光学系统的光学路径传输之后，在使用者双眼视网膜上叠加成像。同时，通过对摄像头采集的头戴式显示装置前方环境及物体图像进行识别分析，获得与该环境及物体图像相关的扩展信息，将该扩展信息显示于图像显示屏，从而实现使用者通过本实用新型头戴式显示装置观察真实环境及物体时，与真实环境及物体相关的扩展信息能够叠加显示在用户的视野范围内，呈现具有增强现实效果的图像。

附图说明