CN104317055B - 与移动终端配合使用的头戴式设备 - Google Patents

与移动终端配合使用的头戴式设备 Download PDF

Info

Publication number
CN104317055B
CN104317055B CN201410604949.2A CN201410604949A CN104317055B CN 104317055 B CN104317055 B CN 104317055B CN 201410604949 A CN201410604949 A CN 201410604949A CN 104317055 B CN104317055 B CN 104317055B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mobile terminal
optical
lens
lens group
mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410604949.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104317055A (zh
Inventor
黄琴华
赵霄翔
宋海涛
Original Assignee
Chengdu Idealsee Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Idealsee Technology Co Ltd filed Critical Chengdu Idealsee Technology Co Ltd
Priority to CN201410604949.2A priority Critical patent/CN104317055B/zh
Publication of CN104317055A publication Critical patent/CN104317055A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104317055B publication Critical patent/CN104317055B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B25/00—Eyepieces; Magnifying glasses
    • G02B25/001—Eyepieces

Abstract

本发明提供了一种与移动终端配合使用的头戴式设备，包括：面罩、镜架、壳体以及安装于镜架与壳体之间的一组光学系统；其中，面罩与镜架一端连接，镜架另一端与壳体连接，镜架中设置有容置槽，用于放置移动终端；光学系统包括全反射镜、光学放大透镜组和可反可透镜，光学放大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：移动终端显示屏发出的光信息被全反射镜反射至光学放大透镜组，经光学放大透镜组透射后被可反可透镜反射至人眼；以及，头戴式设备外部的光信息通过可反可透镜透射至人眼。本发明提供一种结构简单、佩带舒适的头戴式设备，使用户能够便捷地享受具有增强现实效果的视觉体验。

Description

与移动终端配合使用的头戴式设备
技术领域
本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种与移动终端配合使用的头戴式设备。
背景技术
增强现实(Augmented Real ity，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。
发明内容
基于上述技术问题至少之一，本发明的目的是提供一种结构简单、方便携带的头戴式设备，通过配合移动终端使用，能够为用户提供具有增强现实效果的使用体验。
为了实现上述目的，本发明提供了一种与移动终端配合使用的头戴式设备，包括面罩、镜架、壳体以及安装于镜架与壳体之间的一组光学系统；其中，面罩与镜架一端连接，镜架另一端与壳体连接，镜架中设置有容置槽，用于放置移动终端；光学系统包括全反射镜、光学放大透镜组和可反可透镜，光学放大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：移动终端显示屏发出的光信息被全反射镜反射至光学放大透镜组，经光学放大透镜组透射后被可反可透镜反射至人眼；以及，头戴式设备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，移动终端摄像头通过开孔采集头戴式设备外部的光信息。
优选地，头戴式设备还包括光路转折结构，移动终端摄像头通过光路转折结构采集头戴式设备外部的光信息。
优选地，光路转折结构包括结构主体、盖板以及安装于结构主体与盖板之间的一组光学系统；光学系统包括：转折棱镜、第一光学透镜组、平面反射镜和第二光学透镜组，结构主体内部设置有限位卡槽，第一光学透镜组和第二光学透镜组通过结构主体内的限位卡槽固定，平面反射镜通过胶粘方式固定于结构主体内壁；光学系统的光路为：头戴式设备外部的光信息被转折棱镜折射后，经第一光学透镜组透射至平面反射镜，被平面反射镜反射后，经第二光学透镜组透射至移动终端摄像头。
优选地，光路转折结构包括结构主体、上盖板、侧盖板以及安装于结构主体与上盖板及侧盖板之间的一组光学系统；光学系统包括：转折棱镜、第三光学透镜组、第一平面反射镜、折射透镜、第二平面反射镜和第四光学透镜组，结构主体内部设置有限位卡槽，第三光学透镜组、折射透镜和第四光学透镜组通过结构主体内的限位卡槽固定，第一平面反射镜通过胶粘方式固定上盖板内壁，第二平面反射镜通过胶粘方式固定于结构主体内壁；光学系统的光路为：头戴式设备外部的光信息被转折棱镜折射后，经第三光学透镜组透射至第一平面反射镜，被第一平面反射镜反射后，经折射透镜折射至第二平面反射镜，被第二平面反射镜反射后，经第四光学透镜组透射至移动终端摄像头。
优选地，光学放大透镜组由一个或多个菲涅尔透镜组成，或者由一个或多个球面透镜和/或非球面透镜组成，或者由一个或多个菲涅尔透镜及球面透镜和/或非球面透镜组成。
优选地，可反可透镜为双眼共用的一个可反可透镜，或为分别对应于左右眼的两个可反可透镜。
优选地，可反可透镜为半反半透镜。
优选地，头戴式设备的近眼端设置有屈光度调节装置，用于在预设范围内调节光学系统的屈光度。
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。
采用本发明与移动终端配合使用的头戴式设备，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头戴式设备外部的环境光信息，同时采用与移动终端配合使用的方式，可以通过光学系统接收移动终端显示屏发出的光信息，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，通过对移动终端摄像头采集的头戴式设备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移动终端显示屏，从而实现使用者通过本发明头戴式设备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
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1示出了本发明第一实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图；
图2示出了本发明第一实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的爆炸图；
图3示出了本发明第一实施例与移动终端配合使用的头戴式设备中光学系统的光路示意图；
图4示出了本发明第二实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图；
图5示出了本发明第二实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的爆炸图；
图6示出了本发明第二实施例与移动终端配合使用的头戴式设备中光学系统的光路示意图；
图7示出了本发明第三实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图；
图8示出了本发明第三实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的爆炸图；
图9示出了本发明第三实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的光路转折结构爆炸图；
图10示出了本发明第四实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图；
图11示出了本发明第四实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的爆炸图；
图12示出了本发明第四实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的光路转折结构爆炸图；
图13示出了本发明第五实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图；
图14示出了本发明第五实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的爆炸图；
图15示出了本发明第五实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的光路转折结构爆炸图；
图16示出了本发明第五实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的光路转折结构的光路图；
图17示出了本发明第六实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图；
图18示出了本发明第六实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的爆炸图；
图19示出了本发明第六实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的光路转折结构爆炸图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，这仅仅是本发明的一些实施例，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
图1示出了本发明第一实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，如图2所示，包括面罩1、镜架2、壳体3以及安装于镜架2与壳体3之间的一组光学系统；面罩1与镜架2一端连接，镜架2另一端与壳体3连接；镜架2中设置有容置槽，用于放置移动终端9(移动终端9放置于容置槽内，移动终端9的屏幕朝向头戴式设备的前方)；光学系统包括全反射镜4、光学放大透镜组5和可反可透镜6，全反射镜4固定于壳体3内，光学放大透镜组5和可反可透镜6固定于镜筒结构7中，镜筒结构7与壳体3及镜架2固定连接；如图3所示，光学系统的光路为：移动终端9显示屏发出的光信息被全反射镜4反射至光学放大透镜组5，经光学放大透镜组5透射后被可反可透镜6反射至人眼21；以及，头戴式设备外部的光信息通过可反可透镜6透射至人眼21。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，壳体3前部表面设置开孔10，移动终端9放置于镜架2的容置槽内，移动终端9的屏幕朝向头戴式设备的前方，移动终端9的前置摄像头通过开孔10采集头戴式设备外部的光信息。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，通过光学系统的两路光学通路，将移动终端显示屏所显示的图像与头戴式设备外部的真实环境图像分别传送至使用者双眼，在使用者双眼视网膜上进行叠加成像，同时，移动终端摄像头通过头戴式设备壳体表面设置的开孔采集头戴式设备外部的真实环境图像，经过图像识别分析得到与图像中真实环境或物品相关的信息，通过移动终端显示屏显示所述相关信息，头戴式设备的光学系统将所述相关信息与使用者双眼看到的真实环境场景进行叠加显示，使得使用者以正常视野观察真实环境的同时，能够获得移动终端显示屏显示的与真实环境图像相关的信息，叠加显示后的图像具有增强现实的显示效果。
实施例二
图4示出了本发明第二实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，如图5所示，包括面罩1、镜架2、壳体3以及安装于镜架2与壳体3之间的一组光学系统；面罩1与镜架2一端连接，镜架2另一端与壳体3连接；镜架2中设置有容置槽，用于放置移动终端9(移动终端9放置于容置槽内，移动终端9的屏幕朝向头戴式设备的后方)；光学系统包括全反射镜4、光学放大透镜组5和可反可透镜6，全反射镜4固定于镜架2中，光学放大透镜组5和可反可透镜6固定于镜筒结构7中，镜筒结构7与壳体3及镜架2固定连接；如图6所示，光学系统的光路为：移动终端9显示屏发出的光信息被全反射镜4反射至光学放大透镜组5，经光学放大透镜组5透射后被可反可透镜6反射至人眼21；以及，头戴式设备外部光的信息通过可反可透镜6透射至人眼21。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，壳体3表面设置开孔10，移动终端9放置于镜架2的容置槽内，移动终端9的屏幕朝向头戴式设备的后方，移动终端9的后置摄像头通过开孔10采集头戴式设备外部的光信息。
本发明与移动终端配合使用的头戴式设备，通过光学系统的两路光学通路，将移动终端显示屏所显示的图像与头戴式设备外部的真实环境图像分别传送至使用者双眼，在使用者双眼视网膜上进行叠加成像，同时，移动终端摄像头通过头戴式设备壳体表面设置的开孔采集头戴式设备外部的真实环境图像，经过图像识别分析得到与图像中真实环境或物品相关的信息，通过移动终端显示屏显示所述相关信息，头戴式设备的光学系统将所述相关信息与使用者双眼看到的真实环境场景进行叠加显示，使得使用者以正常视野观察真实环境的同时，能够获得移动终端显示屏显示的与真实环境图像相关的信息，叠加显示后具有增强现实的显示效果。
实施例三
图7示出了本发明第三实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，如图8所示，包括面罩1、镜架2、壳体3以及安装于镜架2与壳体3之间的一组光学系统；面罩1与镜架2一端连接，镜架2另一端与壳体3连接；镜架2中设置有容置槽，用于放置移动终端9(移动终端9放置于容置槽内，移动终端9的屏幕朝向头戴式设备的前方)；光学系统包括全反射镜4、光学放大透镜组5和可反可透镜6，全反射镜4固定于壳体3内，光学放大透镜组5和可反可透镜6固定于镜筒结构7中，镜筒结构7与壳体3及镜架2固定连接；光学系统的光路为：移动终端9显示屏发出的光信息被全反射镜4反射至光学放大透镜组5，经光学放大透镜组5透射后被可反可透镜6反射至人眼；以及，头戴式设备外部的光信息通过可反可透镜6透射至人眼。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，还包括光路转折结构11，光路转折结构11上端与移动终端9摄像头位置对应，移动终端9摄像头通过光路转折结构11采集头戴式设备外部的光信息，如图9所示，光路转折结构11包括结构主体101、盖板102以及安装于结构主体101与盖板102之间的一组光学系统；光学系统包括：转折棱镜103、第一光学透镜组104、平面反射镜105和第二光学透镜组106，结构主体101内部设置有限位卡槽，盖板102内侧对应位置设置限位卡槽，第一光学透镜组104和第二光学透镜组106通过结构主体101及盖板102内的限位卡槽固定，平面反射镜105通过胶粘方式固定于结构主体101内壁；光学系统的光路为：头戴式设备外部的光信息被转折棱镜103折射后，经第一光学透镜组104透射至平面反射镜105，被平面反射镜105反射后，经第二光学透镜组106透射至移动终端9摄像头。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，通过采用光路转折结构，使得移动终端摄像头采集头戴式设备外部的环境光信息时，移动终端摄像头的拍摄视角能够与使用者双眼的视角处于同一水平面，从而有效地避免视角不同所形成的视觉误差，当移动终端屏幕显示的移动终端摄像头采集图像与真实环境图像在使用者双眼进行叠加显示时，更加真实准确。
实施例四
图10示出了本发明第四实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，如图11所示，包括面罩1、镜架2、壳体3以及安装于镜架2与壳体3之间的一组光学系统；面罩1与镜架2一端连接，镜架2另一端与壳体3连接；镜架2中设置有容置槽，用于放置移动终端9(移动终端9放置于容置槽内，移动终端9的屏幕朝向头戴式设备的前方)；光学系统包括全反射镜4、光学放大透镜组5和可反可透镜6，全反射镜4固定于壳体3内，光学放大透镜组5和可反可透镜6固定于镜筒结构7中，镜筒结构7与壳体3及镜架2固定连接；光学系统的光路为：移动终端9显示屏发出的光信息被全反射镜4反射至光学放大透镜组5，经光学放大透镜组5透射后被可反可透镜6反射至人眼；以及，头戴式设备外部的光信息通过可反可透镜6透射至人眼。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，还包括光路转折结构21，光路转折结构21上端与移动终端9摄像头位置对应，移动终端9摄像头通过光路转折结构21采集头戴式设备外部的光信息，如图12所示，光路转折结构21包括结构主体201、上盖板202、侧盖板203以及安装于结构主体201与上盖板202及侧盖板203之间的一组光学系统；光学系统包括：转折棱镜204、第三光学透镜组205、第一平面反射镜206、折射透镜207、第二平面反射镜208和第四光学透镜组209，结构主体201内部设置有限位卡槽，上盖板202及侧盖板203对应位置设置限位卡槽，第三光学透镜组205、折射透镜207和第四光学透镜组209通过结构主体201、上盖板202及侧盖板203内的限位卡槽固定，第一平面反射镜通206过胶粘方式固定于上盖板202内壁，第二平面反射镜208通过胶粘方式固定于结构主体201内壁；光学系统的光路为：头戴式设备外部的光信息被转折棱镜204折射后，经第三光学透镜组205透射至第一平面反射镜206，被第一平面反射镜206反射后，经折射透镜207折射至第二平面反射镜208，被第二平面反射镜208反射后，经第四光学透镜组209透射至移动终端9摄像头。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，采用光路转折结构，使得移动终端摄像头采集所述头戴式设备外部的环境光信息时，移动终端摄像头与使用者双眼的视角处于同一水平面，能够有效地避免视角不同所形成的视觉误差，当移动终端屏幕显示的移动终端摄像头采集图像与真实环境图像在使用者双眼进行叠加显示时，更加真实准确。同时，光路转折结构通过水平方向的结构延伸，避免了使用显示屏小于预设尺寸(如5.0英寸)的移动终端与本头戴式设备配合使用时，光路转折结构直接沿垂直方向向下延伸对使用者真实视野产生遮挡。
实施例五
图13示出了本发明第五实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，如图14所示，包括面罩1、镜架2、壳体3以及安装于镜架2与壳体3之间的一组光学系统；面罩1与镜架2一端连接，镜架2另一端与壳体3连接；镜架2中设置有容置槽，用于放置移动终端9(移动终端9放置于容置槽内，移动终端9的屏幕朝向头戴式设备的后方)；光学系统包括全反射镜4、光学放大透镜组5和可反可透镜6，全反射镜4固定于镜架2中，光学放大透镜组5和可反可透镜6固定于镜筒结构7中，镜筒结构7与壳体3及镜架2固定连接；光学系统的光路为:移动终端9显示屏发出的光信息被全反射镜4反射至光学放大透镜组5，经光学放大透镜组5透射后被可反可透镜6反射至人眼；以及，头戴式设备外部的光信息通过可反可透镜6透射至人眼。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，还包括光路转折结构31，光路转折结构31上端与移动终端9摄像头位置对应，移动终端9摄像头通过光路转折结构31采集头戴式设备外部的光信息，如图15所示，光路转折结构31包括结构主体301、盖板302以及安装于结构主体301与盖板302之间的一组光学系统；光学系统包括：转折棱镜303、第一光学透镜组304、平面反射镜305和第二光学透镜组306，结构主体301内部设置有限位卡槽，盖板302对应位置设置限位卡槽，第一光学透镜组304和第二光学透镜组306通过结构主体301及盖板302内的限位卡槽固定，平面反射镜305通过胶粘方式固定于结构主体301内壁；如图16所示，光学系统的光路为：头戴式设备外部的光信息被转折棱镜303折射后，经第一光学透镜组304透射至平面反射镜305，被平面反射镜305反射后，经第二光学透镜组306透射至移动终端9的摄像头。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，通过采用光路转折结构，使得移动终端摄像头采集头戴式设备外部的环境光信息时，移动终端摄像头的拍摄视角能够与使用者双眼的视角处于同一水平面，从而有效地避免视角不同所形成的视觉误差，当移动终端屏幕显示的移动终端摄像头采集图像与真实环境图像在使用者双眼进行叠加显示时，更加真实准确。
实施例六
图17示出了本发明第六实施例与移动终端配合使用的头戴式设备的结构示意图。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，如图18所示，包括面罩1、镜架2、壳体3以及安装于镜架2与壳体3之间的一组光学系统；面罩1与镜架2一端连接，镜架2另一端与壳体3连接；镜架2中设置有容置槽，用于放置移动终端9(移动终端9放置于容置槽内，移动终端9的屏幕朝向头戴式设备的后方)；光学系统包括全反射镜4、光学放大透镜组5和可反可透镜6，全反射镜4固定于镜架2中，光学放大透镜组5和可反可透镜6固定于镜筒结构7中，镜筒结构7与壳体3及镜架2固定连接；光学系统的光路为:移动终端9显示屏发出的光信息被全反射镜4反射至光学放大透镜组5，经光学放大透镜组5透射后被可反可透镜6反射至人眼；以及，头戴式设备外部光信息通过可反可透镜6透射至人眼。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，还包括光路转折结构41，光路转折结构41上端与移动终端9摄像头位置对应，移动终端9摄像头通过光路转折结构41采集头戴式设备外部的光信息，如图19所示，光路转折结构41包括结构主体401、上盖板402、侧盖板403以及安装于结构主体401与上盖板402及侧盖板403之间的一组光学系统；光学系统包括：转折棱镜404、第三光学透镜组405、第一平面反射镜406、折射透镜407、第二平面反射镜408和第四光学透镜组409，结构主体401内部设置有限位卡槽，上盖板402及侧盖板403对应位置设置限位卡槽，第三光学透镜组405、折射透镜407和第四光学透镜组409通过结构主体401、上盖板402及侧盖板403内的限位卡槽固定，第一平面反射镜406通过胶粘方式固定于上盖板402内壁，第二平面反射镜408通过胶粘方式固定于结构主体401内壁；光学系统的光路为：头戴式设备外部的光信息被转折棱镜404折射后，经第三光学透镜组405透射至第一平面反射镜406，被第一平面反射镜406反射后，经折射透镜407折射至第二平面反射镜408，被第二平面反射镜408反射后，经第四光学透镜组409透射至移动终端9摄像头。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，采用光路转折结构，使得移动终端摄像头采集所述头戴式设备外部的环境光信息时，移动终端摄像头与使用者双眼的视角处于同一水平面，能够有效地避免视角不同所形成的视觉误差，当移动终端屏幕显示的移动终端摄像头采集图像与真实环境图像在使用者双眼进行叠加显示时，更加真实准确。同时，光路转折结构通过水平方向的结构延伸，避免了使用显示屏小于预设尺寸(如5.0英寸)的移动终端与本头戴式设备配合使用时，光路转折结构直接沿垂直方向向下延伸对使用者真实视野产生遮挡。
在上述任一实施例中，移动终端9的显示屏可以将图像进行左右分屏显示，分屏后的图像经光学系统光路传输后，分别进入使用者的左右眼中，其中，移动终端9显示屏中分屏显示的图像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图像。
在上述任一实施例中，本发明头戴式设备的可反可透镜6可以是由对应于使用者左右眼的两片独立可反可透镜组成，也可以是由双眼共用的一片可反可透镜，其中，可反可透镜的反射透射比为80％:20％或50％:50％。
在上述任一实施例中，本发明头戴式设备的光学放大透镜组5，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。
在上述任一实施例中，本发明头戴式设备的还安装有屈光度调节器，屈光度调节器可使光学系统的屈光度在一定范围内可调节，以适应屈光度在此范围内的使用者在不佩戴眼镜的情况下可以正常使用本发明头戴式设备。
本发明实施例与移动终端配合使用的头戴式设备，均可通过头戴伸缩带、头盔支架、帽子等方式进行连接固定后佩戴在用户头上，图2、图5、图8、图11、图14和图18示意的是在镜架两侧分别设置一卡扣，用于紧固头戴伸缩带8。
特别说明，在上述任一实施例中通过移动终端摄像头采集头戴式设备外部的光信息时，并不限于移动终端的后置摄像头，也可以采用移动终端前置摄像头通过直接或者设置光路转折结构的方式采集头戴式设备外部的光信息，不再赘述。
再次声明，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明可以扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种与移动终端配合使用的头戴式设备，其特征在于，所述头戴式设备包括：面罩、镜架、壳体以及安装于所述镜架与所述壳体之间的一组光学系统；其中，
所述面罩与所述镜架一端连接，所述镜架另一端与所述壳体连接，所述镜架中设置有容置槽，用于放置移动终端；
所述光学系统包括全反射镜、光学放大透镜组和可反可透镜，所述光学放大透镜组和所述可反可透镜安装于镜筒结构中，所述镜筒结构与所述壳体及所述镜架固定连接；
所述光学系统的光路为：移动终端显示屏发出的光信息被所述全反射镜反射至所述光学放大透镜组，经所述光学放大透镜组透射后被所述可反可透镜反射至人眼；以及，所述头戴式设备外部的光信息通过所述可反可透镜透射至人眼；
所述与移动终端配合使用的头戴式设备，还包括光路转折结构，移动终端摄像头通过所述光路转折结构采集所述头戴式设备外部的光信息；
所述光路转折结构包括结构主体、盖板以及安装于所述结构主体与所述盖板之间的一组光学系统；
所述光学系统包括：转折棱镜、第一光学透镜组、平面反射镜和第二光学透镜组，所述结构主体内部设置有限位卡槽，所述第一光学透镜组和所述第二光学透镜组通过所述结构主体内的限位卡槽固定，所述平面反射镜通过胶粘方式固定于所述结构主体内壁；
所述光学系统的光路为：所述头戴式设备外部的光信息被所述转折棱镜折射后，经所述第一光学透镜组透射至所述平面反射镜，被所述平面反射镜反射后，经所述第二光学透镜组透射至所述移动终端摄像头。
2.一种与移动终端配合使用的头戴式设备，其特征在于，所述头戴式设备包括：面罩、镜架、壳体以及安装于所述镜架与所述壳体之间的一组光学系统；其中，
所述面罩与所述镜架一端连接，所述镜架另一端与所述壳体连接，所述镜架中设置有容置槽，用于放置移动终端；
所述光学系统包括全反射镜、光学放大透镜组和可反可透镜，所述光学放大透镜组和所述可反可透镜安装于镜筒结构中，所述镜筒结构与所述壳体及所述镜架固定连接；
所述光学系统的光路为：移动终端显示屏发出的光信息被所述全反射镜反射至所述光学放大透镜组，经所述光学放大透镜组透射后被所述可反可透镜反射至人眼；以及，所述头戴式设备外部的光信息通过所述可反可透镜透射至人眼；
所述与移动终端配合使用的头戴式设备，还包括光路转折结构，移动终端摄像头通过所述光路转折结构采集所述头戴式设备外部的光信息；
所述光路转折结构包括结构主体、上盖板、侧盖板以及安装于所述结构主体与所述上盖板及侧盖板之间的一组光学系统；
所述光学系统包括：转折棱镜、第三光学透镜组、第一平面反射镜、折射透镜、第二平面反射镜和第四光学透镜组，所述结构主体内部设置有限位卡槽，所述第三光学透镜组、所述折射透镜和所述第四光学透镜组通过所述结构主体内的限位卡槽固定，所述第一平面反射镜通过胶粘方式固定于所述上盖板内壁，所述第二平面反射镜通过胶粘方式固定于所述结构主体内壁；
所述光学系统的光路为：所述头戴式设备外部的光信息被所述转折棱镜折射后，经所述第三光学透镜组透射至所述第一平面反射镜，被所述第一平面反射镜反射后，经折射透镜折射至所述第二平面反射镜，被所述第二平面反射镜反射后，经所述第四光学透镜组透射至所述移动终端摄像头。
3.根据权利要求1或2所述的与移动终端配合使用的头戴式设备，其特征在于，所述光学放大透镜组由一个或多个菲涅尔透镜组成，或者由一个或多个球面透镜和/或非球面透镜组成，或者由一个或多个菲涅尔透镜及球面透镜和/或非球面透镜组成。
4.根据权利要求1或2所述的与移动终端配合使用的头戴式设备，其特征在于，所述可反可透镜为双眼共用的一个可反可透镜，或为分别对应于左右眼的两个可反可透镜。
5.根据权利要求4所述的与移动终端配合使用的头戴式设备，其特征在于，所述可反可透镜为半反半透镜。
6.根据权利要求1或2所述的与移动终端配合使用的头戴式设备，其特征在于，所述头戴式设备的近眼端设置有屈光度调节装置，用于在预设范围内调节所述光学系统的屈光度。
7.根据权利要求1或2所述的与移动终端配合使用的头戴式设备，其特征在于，所述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。
CN201410604949.2A 2014-10-31 2014-10-31 与移动终端配合使用的头戴式设备 Active CN104317055B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410604949.2A CN104317055B (zh) 2014-10-31 2014-10-31 与移动终端配合使用的头戴式设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410604949.2A CN104317055B (zh) 2014-10-31 2014-10-31 与移动终端配合使用的头戴式设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104317055A CN104317055A (zh) 2015-01-28
CN104317055B true CN104317055B (zh) 2017-01-25

Family

ID=52372307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410604949.2A Active CN104317055B (zh) 2014-10-31 2014-10-31 与移动终端配合使用的头戴式设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104317055B (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105242400B (zh) * 2015-07-10 2017-12-29 上海鹰为智能科技有限公司 虚拟现实眼镜
CN106324836A (zh) * 2015-07-10 2017-01-11 上海朝动网络科技有限公司 一种新型3d虚拟现实眼镜显示系统及其工作过程
CN106254856A (zh) * 2015-09-02 2016-12-21 深圳市拓丰源电子科技有限公司 一种移动终端及具有该移动终端的穿戴式设备
TWI604223B (zh) 2015-12-18 2017-11-01 台達電子工業股份有限公司 顯示裝置
CN108700743A (zh) 2016-01-22 2018-10-23 康宁股份有限公司 宽视场个人显示器
CN107430276B (zh) * 2016-01-29 2019-12-27 深圳市柔宇科技有限公司 头戴式显示设备
CN105843390B (zh) * 2016-02-24 2019-03-19 上海理湃光晶技术有限公司 一种图像缩放的方法与基于该方法的ar眼镜
CN106405840A (zh) * 2016-10-31 2017-02-15 沈阳工业大学 具有导航功能的头盔式增强现实眼镜
CN106842573B (zh) * 2017-01-26 2023-04-07 西安可视可觉网络科技有限公司 一种ar或vr成像方法及可用于ar或vr的眼镜
CN108415158A (zh) * 2017-02-10 2018-08-17 中兴通讯股份有限公司 一种实现增强现实的装置及方法
CN107037591A (zh) * 2017-05-03 2017-08-11 胡伯涛 一种mr眼镜及其制备方法
CN107329271A (zh) * 2017-08-26 2017-11-07 核桃智能科技（常州）有限公司 一种头戴式近眼显示设备
US10976551B2 (en) 2017-08-30 2021-04-13 Corning Incorporated Wide field personal display device
CN109471260A (zh) * 2017-09-08 2019-03-15 塔普翊海（上海）智能科技有限公司 目镜式成像光学装置和头戴式成像光学设备及其制造方法和成像方法
WO2019128749A1 (zh) * 2017-12-31 2019-07-04 深圳市虚拟现实科技有限公司 一种增强显示头显
US11454783B2 (en) * 2018-04-25 2022-09-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Tiled triplet lenses providing a wide field of view
FR3082355B1 (fr) * 2018-06-07 2022-11-04 Microoled Masque de protection, notamment masque de plongee, avec systeme optique d'affichage
US11822081B2 (en) 2019-08-29 2023-11-21 Apple Inc. Optical module for head-mounted device
US11885965B1 (en) 2019-09-23 2024-01-30 Apple Inc. Head-mounted display and display modules thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101067716A (zh) * 2007-05-29 2007-11-07 南京航空航天大学 具有视线跟踪功能的增强现实自然交互式头盔
CN103176275A (zh) * 2011-12-22 2013-06-26 美泰有限公司 扩增实境的头部装备
CN203786407U (zh) * 2014-03-20 2014-08-20 成都理想境界科技有限公司 一种头戴立体观影设备
CN203786395U (zh) * 2014-03-20 2014-08-20 成都理想境界科技有限公司 一种头戴显示设备
CN203870329U (zh) * 2014-06-05 2014-10-08 梁权富 基于移动设备的头戴式透镜放大显示装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10268276B2 (en) * 2013-03-15 2019-04-23 Eyecam, LLC Autonomous computing and telecommunications head-up displays glasses
CN204203052U (zh) * 2014-10-15 2015-03-11 许昌金科建筑清运有限公司 全自动透水砖透水系数检测仪
CN204203552U (zh) * 2014-10-31 2015-03-11 成都理想境界科技有限公司 与移动终端配合使用的头戴式设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101067716A (zh) * 2007-05-29 2007-11-07 南京航空航天大学 具有视线跟踪功能的增强现实自然交互式头盔
CN103176275A (zh) * 2011-12-22 2013-06-26 美泰有限公司 扩增实境的头部装备
CN203786407U (zh) * 2014-03-20 2014-08-20 成都理想境界科技有限公司 一种头戴立体观影设备
CN203786395U (zh) * 2014-03-20 2014-08-20 成都理想境界科技有限公司 一种头戴显示设备
CN203870329U (zh) * 2014-06-05 2014-10-08 梁权富 基于移动设备的头戴式透镜放大显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104317055A (zh) 2015-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104317055B (zh) 与移动终端配合使用的头戴式设备
CN204595327U (zh) 头戴式显示装置
US11256092B2 (en) Binocular wide field of view (WFOV) wearable optical display system
JP6978192B2 (ja) 帽子型仮想現実ディスプレー映像システム
CN105866949B (zh) 能自动调节景深的双目ar头戴设备及景深调节方法
CN104898276A (zh) 头戴式显示装置
JP2023109774A (ja) 深度平面間の低減された切り替えを伴う多深度平面ディスプレイシステム
CN204203552U (zh) 与移动终端配合使用的头戴式设备
JP2022502701A (ja) 屈折力を有する回折光学要素
JP2020534584A (ja) 眼および／または環境の画像を捕捉するように構成される導波管を伴う拡張現実ディスプレイ
JP2020502567A (ja) 周囲光源からの光を操作するためのシステムおよび方法
KR20170055908A (ko) 모자형 가상현실 디스플레이 영상시스템
CN204203553U (zh) 头戴式显示装置
US20170108702A1 (en) Near-eye display system
CN204595329U (zh) 头戴式显示装置
CN106464861A (zh) 沉浸式紧凑显示眼镜
KR20130054181A (ko) 시준화 입체표시시스템
CN203405631U (zh) 一种头戴式显示支架
CN105872526A (zh) 双目ar头戴显示设备及其信息显示方法
JP2011501822A (ja) 表示装置及びその表示方法
CN105068251A (zh) 一种嵌入式3d头盔显示器
CN204595328U (zh) 头戴式显示装置
CN106940483B (zh) 一种光场显示装置及显示方法
CN202631850U (zh) 一种视网膜显示装置
WO2016101861A1 (zh) 头戴式显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: Two Lu Tian Hua high tech Zone of Chengdu City, Sichuan province 610031 219 No. 2 Building 1 unit 1 floor No. 3

Patentee after: Chengdu Idealsee Technology Co., Ltd.

Address before: 1909 room 35, Bank of China Tower, two middle section, Renmin Road, Qingyang District, Sichuan, Chengdu, China

Patentee before: Chengdu Idealsee Technology Co., Ltd.

CP02 Change in the address of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190428

Address after: 350100 Building 701-1, 7th Floor, Tsinghua Ziguang Science and Technology Park-Strait Science and Technology Development Zone, 30 Oolong South Avenue, Shangjie Town, Minhou County, Fuzhou City, Fujian Province

Patentee after: Fujian Zi Hui Information Technology Co., Ltd.

Address before: 610031 No. 3, Unit 1, Building 2, Building 1, 219 Tianhua Second Road, Chengdu High-tech Zone, Sichuan Province

Patentee before: Chengdu Idealsee Technology Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190508

Address after: 350000 Funian Apartment, No. 1 Yangqiaozhong Road, Gulou District, Fuzhou City, Fujian Province, 5 1402 Units

Patentee after: Tang Xiuhua

Address before: 350100 Building 701-1, 7th Floor, Tsinghua Ziguang Science and Technology Park-Strait Science and Technology Development Zone, 30 Oolong South Avenue, Shangjie Town, Minhou County, Fuzhou City, Fujian Province

Patentee before: Fujian Zi Hui Information Technology Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right