CN107076998B - 可穿戴设备及无人机系统 - Google Patents

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Abstract

一种可穿戴设备及无人机系统,第一显示屏(10a)的显示面(11a)与第一目镜(30a)的光轴方向平行,第二显示屏(10b)的显示面(11b)与第二目镜(30b)的光轴方向平行;第一光学镜片(20a)的反射面(21a)朝向第一显示屏(10a),且与第一显示屏(10a)间形成第一预设夹角,使第一显示屏(10a)投射到第一光学镜片(20a)上所成物像与第一目镜(30a)的光轴方向垂直;第二光学镜片(20b)的反射面(21b)朝向第二显示屏(10b),且与第二显示屏(10b)之间形成第二预设夹角,使第二显示屏(10b)投射到第二光学镜片(20b)上所成物像与第二目镜(30b)的光轴方向垂直。

Description

可穿戴设备及无人机系统
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术,尤其涉及一种可穿戴设备及无人机系统。
背景技术
随着科技的发展,越来越多的眼镜或头盔产品在影音播放,视频游戏以及无人机第一视角飞行等领域大量涌现,这些产品从原理与用户体验上大概分为虚拟现实与增强现实两大类。虚拟现实,具体含义是:综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术,代表产品有Oculus的Rift和Sony的Morpheus。增强现实,是在虚拟现实基础上发展起来的新技术,是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术,并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中,从而实现对现实的“增强”,代表产品有谷歌眼镜和微软的Hololens。
目前市场上最流行的虚拟现实眼镜方案为:将单个显示屏水平放置在人眼前方,屏幕的左半边显示左眼观看的图像,屏幕的右半边显示右眼观看的图像,两幅图像经过透镜组放大以进一步提高视场来实现虚拟现实的体验。
上述的现有技术由于将显示屏放置在人眼前,而由于人眼的瞳距限制(一般人眼瞳距为55mm到75mm),显示屏的尺寸不能过大,通常在5.5英寸左右,而现有5.5英寸显示屏的最大分辨率为2560×1440,分左右眼并保持观看内容16:9的长宽比后,单眼的有效显示区域仅为为2.7英寸左右,分辨率为1280×720,由于有效显示区域较小,需要透镜组较高的放大倍数才能提高沉浸感,而正是因为较高的放大倍数则会导致视觉效果上有很强的颗粒感,显示效果较差。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷,本发明提供的可穿戴设备及无人机系统,能够解决现有技术中虚拟现实眼镜无法同时满足较好的沉浸感和显示效果的问题。
本发明的第一个方面是提供一种可穿戴设备,包括第一显示屏、第二显示屏、第一光学镜片、第二光学镜片、以及设置在第一显示屏与第一光学镜片之间的第一目镜、设置在第二显示屏与第二光学镜片之间的第二目镜;
所述第一显示屏的显示面与所述第一目镜的光轴方向平行,所述第二显示屏的显示面与所述第二目镜的光轴方向平行;
所述第一光学镜片上和所述第二光学镜片上分别形成有反射面,所述第一光学镜片的反射面朝向所述第一显示屏,且与所述第一显示屏之间形成第一预设夹角,以使所述第一显示屏投射到第一光学镜片上所成物像与第一目镜的光轴方向垂直;所述第二光学镜片的反射面朝向所述第二显示屏,且与所述第二显示屏之间形成第二预设夹角,以使所述第二显示屏投射到第二光学镜片上所成物像与所述第二目镜的光轴方向垂直。
本发明的第二个方面是提供一种可穿戴设备,包括显示屏、光学镜片、遮光件和调节装置,所述光学镜片上形成有反射面,所述显示屏的显示面与所述反射面之间形成有预设夹角,所述光学镜片可部分透射部分反射,所述调节装置用于调节外界光线穿透过所述遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。
本发明的第三个方面是提供一种可穿戴设备,包括第一显示屏、第二显示屏、第一光学镜片、第二光学镜片、遮光件和调节装置;
所述第一光学镜片上和所述第二光学镜片上分别形成有反射面,所述第一显示屏的显示面与所述第一光学镜片的反射面之间形成第一预设夹角;所述第二显示屏的显示面与所述第二光学镜片的反射面之间形成第二预设夹角;所述第一光学镜片和所述第二光学镜片均可部分透射部分反射,调节装置用于调节外界光线穿透过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。
本发明的第四个方面是提供一种可穿戴设备,包括:显示屏、光学镜片、遮光件和调节装置,所述显示屏和所述光学镜片的数量均为一个,所述光学镜片上形成有反射面,所述显示屏的显示面与反射面之间形成有预设夹角,所述光学镜片可部分透射部分反射,所述调节装置用于调节外界光线穿透过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。
本发明的第五个方面是提供一种可穿戴设备,包括:显示屏、第一目镜、第二目镜、遮光件和调节装置,所述显示屏与所述第一目镜和所述第二目镜的光轴方向垂直,所述显示屏可供光线透射,所述调节装置用于调节外界光线穿透过所述遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。
本发明的第六个方面是提供一种无人机系统机系统,包括用于以无人飞行器第一视角拍摄画面的摄像头,所述摄像头通信连接有可穿戴设备;
所述可穿戴设备包括:第一显示屏、第二显示屏、第一光学镜片、第二光学镜片、以及设置在第一显示屏与第一光学镜片之间的第一目镜、设置在第二显示屏与第二光学镜片之间的第二目镜;
所述第一显示屏的显示面与所述第一目镜的光轴方向平行,所述第二显示屏的显示面与所述第二目镜的光轴方向平行;
所述第一光学镜片上和所述第二光学镜片上分别形成有反射面,所述第一光学镜片的反射面朝向所述第一显示屏,且与所述第一显示屏之间形成第一预设夹角,以使所述第一显示屏投射到第一光学镜片上所成物像与第一目镜的光轴方向垂直;所述第二光学镜片的反射面朝向所述第二显示屏,且与所述第二显示屏之间形成第二预设夹角,以使所述第二显示屏投射到第二光学镜片上所成物像与所述第二目镜的光轴方向垂直。
本发明的第七个方面是提供一种无人机系统机系统,包括用于以无人飞行器第一视角拍摄画面的摄像头,所述摄像头通信连接有可穿戴设备;
所述可穿戴设备包括:显示屏、光学镜片、遮光件和调节装置,所述光学镜片上形成有反射面,所述显示屏的显示面与所述反射面之间形成有预设夹角,所述光学镜片可部分透射部分反射,所述调节装置用于调节外界光线穿透过所述遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。
本发明的第八个方面是提供一种无人机系统,包括用于以无人飞行器第一视角拍摄画面的摄像头,所述摄像头通信连接有可穿戴设备;
所述可穿戴设备包括:第一显示屏、第二显示屏、第一光学镜片、第二光学镜片、遮光件和调节装置;
所述第一光学镜片上和所述第二光学镜片上分别形成有反射面,所述第一显示屏的显示面与所述第一光学镜片的反射面之间形成第一预设夹角;所述第二显示屏的显示面与所述第二光学镜片的反射面之间形成第二预设夹角;所述第一光学镜片和所述第二光学镜片均可部分透射部分反射,调节装置用于调节外界光线穿透过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。
本发明的第九个方面是提供一种无人机系统,包括用于以无人飞行器第一视角拍摄画面的摄像头,所述摄像头通信连接有可穿戴设备;
所述可穿戴设备包括:显示屏、光学镜片、遮光件和调节装置,所述显示屏和所述光学镜片的数量均为一个,所述光学镜片上形成有反射面,所述显示屏的显示面与反射面之间形成有预设夹角,所述光学镜片可部分透射部分反射,所述调节装置用于调节外界光线穿透过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。
本发明的第十个方面是提供一种无人机系统,包括用于以无人飞行器第一视角拍摄画面的摄像头,所述摄像头通信连接有可穿戴设备;
所述可穿戴设备包括:显示屏、第一目镜、第二目镜、遮光件和调节装置,所述显示屏与所述第一目镜和所述第二目镜的光轴方向垂直,所述显示屏可供光线透射,所述调节装置用于调外界光线节穿透过所述遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。
本发明第一方面提供的可穿戴设备及第六方面提供的无人机系统具有以下技术效果:通过采用双屏显示,双屏放置在与目镜光轴方向平行的位置,并通过光学镜片反射显示屏上所显示的内容到人眼中,显示屏通过光学镜片反射后形成的物像与目镜光轴方向垂直,因此,显示内容能够以垂直于人眼光轴方向的方式显示在人眼前,相较于现有技术,本方案提供的双屏显示的可穿戴设备,相较于现有技术,在同样的屏幕参数下,单眼的有效显示区域更大,沉浸感更强,显示效果更好,在运用到无人飞行器上时,利用该可穿戴设备可以在虚拟现实模式下体验第一视角飞行。
本发明第二方面、第四方面提供的可穿戴设备及第七方面、第九方面提供的无人机系统具有以下技术效果:可穿戴设备通过将显示屏与可部分透射部分反射的光学镜片之间形成预设夹角,并通过调节装置调节穿过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量,从而使得可穿戴设备可以在虚拟现实与增强现实的模式下切换,在运用到无人飞行器上时,利用该可穿戴设备可以在虚拟现实模式和增强现实的模式下切换,具有不同的体验。
本发明的第三个方面提供的可穿戴设备及第八方面提供的无人机系统具有以下技术效果:采用双屏显示的方式可以在虚拟现实的模式下具有较强的沉浸感和较好的显示效果,通过将显示屏与可部分透射部分反射的光学镜片之间形成预设夹角,并通过调节装置调节穿过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量,从而使得可穿戴设备可以在虚拟现实与增强现实的模式下切换,在运用到无人飞行器上时,利用该可穿戴设备可以在虚拟现实模式和增强现实的模式下切换,具有不同的体验,且在虚拟现实模式下具有较好的沉浸感。
本发明的第五个方面提供的可穿戴设备及第十方面提供的无人机系统具有以下技术效果:可穿戴设备通过可供光线透射的显示屏放置于人眼前,并通过调节装置用于调节穿过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量,以使得可穿戴设备可以在虚拟现实与增强现实的模式下切换,在运用到无人飞行器上时,利用该可穿戴设备可以在虚拟现实模式和增强现实的模式下切换,具有不同的体验。
附图说明
图1为本发明实施例提供的可穿戴设备的一种结构示意图;
图2为图1中的可穿戴设备的俯视图;
图3为本发明实施例提供的可穿戴设备的另一种结构示意图;
图4为本发明实施例提供的可穿戴设备的又一种结构示意图;
图5为图4中的可穿戴设备的主视图;
图6为本发明实施例提供的可穿戴设备的第四种结构示意图;
图7为本发明实施例提供的瞳距调节系统的控制原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,当组件被称为“固定于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件,而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在各实施例之间不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
图1为本发明实施例提供的可穿戴设备的一种结构示意图;图2为图1中的可穿戴设备的俯视图;请参考附图1~2。本实施例提供的可穿戴设备包括第一显示屏10a、第二显示屏10b、第一光学镜片20a、第二光学镜片20b、以及设置在第一显示屏10a与第一光学镜片20a之间的第一目镜30a、设置在第二显示屏10b与第二光学镜片20b之间的第二目镜30b。
其中,第一显示屏10a的显示面11a与第一目镜30a的光轴方向平行。第二显示屏10b的显示面11b与第二目镜30b的光轴方向平行。
第一光学镜片20a上和第二光学镜片20b上分别形成有反射面(21a、21b)。第一光学镜片20a的反射面21a朝向第一显示屏10a,且第一光学镜片20a的反射面21a与第一显示屏10a之间形成第一预设夹角α,以使第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像101a与第一目镜30a的光轴方向垂直。第二光学镜片20b的反射面朝向第二显示屏10b,且第二光学镜片20b的反射面21b与第二显示屏10b之间形成第二预设夹角β,以使第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与第二目镜30b的光轴方向垂直。
在本实施例中,第一光学镜片20a的反射面21a和第二光学镜片20b的反射面21b上可以镀有反射膜或半透半反膜,例如,当第一光学镜片20a、第二光学镜片20b只需要全反射时,该反射面可以镀有反射膜;而当第一光学镜片20a和第二光学镜片20b既需要反射又需要透射时,第一光学镜片20a的反射面21a和第二光学镜片20b的反射面21b可以镀有半反半透膜,例如,在增强现实模式下,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b应均能部分透射部分反射,因此,第一光学镜片20a的反射面21a和第二光学镜片20b的反射面21b可以镀有半透半反膜。
本领域技术人员能够理解的是,在光学系统中,目镜一般为将物镜所成的像放大后供眼睛观察用的光学部件,用户通过第一目镜30a和第二目镜30b看到的图像是呈放大后的图像。在本实施例中,优选的,第一目镜30a和第二目镜30b均为由至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组。凸透镜可以起到进一步放大图像,提高视场角,提高沉浸感的作用。而凹透镜可以起到限制视场,只允许一定范围内的光线通过透镜组的作用。
第一显示屏10a和第二显示屏10b是具有显示功能的显示器,其具体的形状和结构并不限定,例如第一显示屏10a和第二显示屏10b可以为LCD显示屏(液晶显示屏),或者,OLED显示屏(有机发光显示屏),当然,第一显示屏10a和第二显示屏10b的具体类型也可以为其他类型,并且第一显示屏10a与第二显示屏10b两者的类型也可以互不相同。第一显示屏10a和第二显示屏10b内所显示的画面经过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的反射后进入人眼中,使得用户能够观看到第一显示屏10a和第二显示屏10b中的画面内容,例如,左眼看到第一显示屏10a上显示的内容,右眼看到第二显示屏10b上显示的内容,由于两眼视差,可以产生3D的感觉。
在使用过程中,第一目镜30a可以供用户的左眼观看,第二目镜30b可以供用户右眼观看。第一显示屏10a的显示面11a与第一目镜30a的光轴方向平行,即,第一显示屏10a的显示面11a与人的左眼光轴方向平行。第二显示屏10b的显示面11b与第二目镜30b的光轴方向平行,即,第二显示屏10b的显示面11b与人的右眼光轴方向平行。第一光学镜片20a的反射面21a与第一显示屏10a之间形成第一预设夹角α,第二光学镜片20b的反射面21b与第二显示屏10b之间形成第二预设夹角β,第一预设夹角α和第二预设夹角β的具体值可以具体设定,本实施例不具体限定,但需保证第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像与第一目镜30a的光轴方向垂直,第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与所述第二目镜30b的光轴方向垂直,即,物像各个点到目镜平面的距离相同,从而避免物像呈梯形,影响观看效果。
需要说明的是,在本实施例中,由于优选的,第一目镜30a和第二目镜30b均为至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组,则第一显示屏10a和第二显示屏10b上显示的画面内容经过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b反射后形成的物像为虚像。
本实施例提供的可穿戴设备可以为眼镜或者头盔等产品,本实施例不作限定。本实施例提供的可穿戴设备,由于通过双显示屏(第一显示屏10a和第二显示屏10b)显示内容,并通过具有反射功能的第一光学镜片20a和第二光学镜片20b分别将第一显示屏10a和第二显示屏10b上的显示内容分别入射至人的左右眼中,相较于现有技术,在同样的屏幕参数下,单眼的有效显示区域能够达到为5.5英寸,分辨率为2560×1440,经过试验,不通过目镜的视场角即可达到45°左右,并通过加入目镜放大1.5倍后,可实现70°的视场角,能够实现很强的沉浸感,并且由于单眼的有效显示区域较大,目镜的放大倍数不需要很高也能达到较好的沉浸感,且用户在使用时视觉效果上的颗粒感较弱,显示效果较为细腻。而对于头盔产品来说,则可采用更大的尺寸更高分辨率的显示屏来达到更好的显示效果。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上,进一步的,第一显示屏10a与第二显示屏10b可以平行相对设置。更具体的,如图1和图2所示,第一显示屏10a与第二显示屏10b之间可以形成预设距离,且第一光学镜片20a、第二光学镜片20b、第一目镜30a以及第二目镜30b设置在第一显示屏10a与第二显示屏10b之间。第一显示屏10a与第二显示屏10b之间的放置位置大体上可以根据人脸部或者头部的宽度而设定,以使得在使用时,第一显示屏10a和第二显示屏10b能够基本平行相对地设置在人的眼睛两侧,一方面能够保证用户在使用时具有较好的观看感受,另一方面能够节省可穿戴设备的结构空间,保证整个可穿戴设备的体积较小。
实施例三
图3为本发明实施例提供的可穿戴设备的另一种结构示意图;如图3所示,本实施例基于实施例一,并与实施例二不同的是,本实施例中的第一显示屏10a与第二显示屏10b可以以贴合相对的方式放置,且第一显示屏10a的显示面11a与第二显示屏10b的显示面11b相背离,第一光学镜片20a的反射面21a朝向第一显示屏10a的显示面11a,第二光学镜片20b的反射面21b朝向第二显示屏10b的显示面11b。在该种方式下,第一显示屏10a和第二显示屏10b可以位于两眼的中间,在佩戴上时,第一显示屏10a和第二显示屏10b放置在人的鼻梁前方,而第一显示屏10a和第二显示屏10b可以选用超薄显示屏,以保证第一显示屏10a和第二显示屏10b尽量较少地遮挡住人眼的视线,保证较好的观看感受。
实施例四
本实施例基于上述任一实施例,请继续参照附图2,第一预设夹角α与第二预设夹角β可以相等。由于第一目镜30a与第二目镜30b的光轴方向基本平行,因此,第一显示屏10a与第二显示屏10b两者之间也基本平行,第一预设夹角α与第二预设夹角β相等,第一光学镜片20a与第二光学镜片20b可以以第一目镜30a和第二目镜30b的对称轴为中心对称设置,由此,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b大致可以形成一等腰三角形的两腰。
在上述实施例的基础上,优选的,第一预设夹角α和第二预设夹角β可以为45°。可以使得第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像与第一目镜30a的光轴方向垂直,第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与所述第二目镜30b的光轴方向垂直。当然,本领域技术人员可以理解,在具体设计时,第一预设夹角α和第二预设夹角β也可以在误差允许的范围内变动,例如,第一预设夹角α的允许范围为45°±5°,第二预设夹角β的允许范围为45°±5°。第一预设夹角α和第二预设夹角β的取值在45°左右,以使得第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像与第一目镜30a的光轴方向能够基本垂直,第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与所述第二目镜30b的光轴方向能够基本垂直。用户在观看时能够看到以正视方向显示的物像,用户体验较好。
实施例五
本实施例基于以上任意一个实施例,本实施例对第一光学镜片20a和第二光学镜片20b进行进一步限定。第一光学镜片20a和第二光学镜片20b均可部分透射部分反射。当第一显示屏10a的光线投射到第一光学镜片20a上时,可经过反射后进入人眼中,同样的,第二显示屏10b的光线投射到第二光学镜片20b上时,可以经过反射后进入人眼中。而外界的真实景象可以经过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b透射入人眼中人眼可以通过具有透射功能的第一光学镜片20a和第二光学镜片20b观察到视线前方的外界真实场景。第一显示屏10a和第二显示屏10b上显示的内容经过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的反射后入射人眼中,人眼能够同时观看到当前所处的真实场景以及显示屏上显示的内容,形成真实场景与显示屏上的虚拟内容叠加的增强现实的效果。
在增强现实的模式下,外界真实场景与显示屏的显示内容的叠加效果由第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的透光率,外界的光线强度,第一显示屏10a、第二显示屏10b的亮度共同决定,而第一显示屏10a、第二显示屏10b的亮度可以根据外界光线强度的改变而自动调整,当然,用户也可以手动调节第一显示屏10a和第二显示屏10b的亮度,以此来达到不同场景下稳定的叠加效果,提高增强现实的体验效果。
在该可穿戴设备上,还可以设置摄像头,摄像头可以与第一显示屏10a和第二显示屏10b电连接,第一显示屏10a和第二显示屏10b根据摄像头拍摄的内容显示与拍摄到的内容相配合的显示内容;摄像头还用于获取用户的手势信息,以使处理器根据手势信息执行与手势信息匹配的操作。摄像头可以拍摄当前实景,而处理器则可根据摄像头所拍摄的当前场景生成与当前场景匹配的相关信息,并使得第一显示屏10a和第二显示屏10b上显示与当前场景相关的显示内容。例如,用户佩戴该可穿戴设备、实现行人检测、人脸识别、二维码识别等功能。在增强现实模式下,用户可以观察到显示屏上显示的内容以及当前外界真实场景,由于用户看到的叠加画面是虚拟的画面,用户仅仅能够看到显示屏上显示的内容,但是用户无法真正触碰到屏幕,例如,本实施例中的摄像头可以拍摄用户通过手指点击到该虚拟画面上的位置的图像,用户用手指点击画面中的操作菜单,摄像头捕捉出用户点击操作的图像,并识别出一定时间内用户手指位置稳定的坐标,通过与可穿戴设备中真实的菜单做图像比对,从而能够识别出用户手指所点击菜单对应的控制指令,以使得处理器执行对应的操作,并在显示屏上显示出所选命令对应的显示画面。当然,用户还可以通过手指滑动、框选等手势动作进行选择操作,而并不限于点击的方式,在此,本实施例不做限定。
需要说明的是,本实施例中的摄像头的数量并不限定,具体可以是一个摄像头实现多个功能,例如,同时实现行人检测、人脸识别、二维码识别、用户手指位置坐标识别等,或者,通过一个以上的摄像头捕捉不同的画面实现上述不同的功能,在此,本实施例不做限定,本领域技术人员可以根据具体实际场景而具体选择。
而对于无人飞行器的运用来讲,则可以实现在操作无人飞行器时,在视距范围内,将无人飞行器的实际飞行状态与无人飞行器的飞行相关文字或图形信息结合起来,例如,直观显示无人飞行器状态、飞行方向、飞行轨迹、障碍物信息和操作提示、第一视角影像等等。具体的应用场景有很多,在此,本发明实施例不一一例举。
在本实施例中,优选的,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b可以均为半透半反镜。第一光学镜片20a的反射面21a和第二光学镜片20b的反射面21b上可以镀有半透半反膜。所谓半透半反镜,为可将入射光部分反射部分透射的玻璃或者有机玻璃镜片,在本实施例中,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b可以为同种类型的镜片,两者的透射率和反射率可以分别相同。例如,第一光学镜片20a的透射率可以为30%,反射率可以为70%;同样的,第二光学镜片20b的透射率为30%,反射率为70%。第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的透射率和反射率的比例可以决定最后的叠加效果,即在增强现实模式下的显示效果。
实施例六
本实施例基于实施例五,在实施例五的基础上,该可穿戴设备还可以进一步包括调节装置,调节装置具体用于调节外界光线穿透过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的光通量。
在增强现实模式下,可穿戴设备上应具有可供用户观看视线前方的透光区域,当光线从透光区域进入可穿戴设备并穿透第一光学镜片20a和第二光学镜片20b而进入人眼中时,人眼才能看见外界真实场景。而为实现在虚拟现实和增强现实之间切换,则需要阻挡或不阻挡外界光线从透光区域射入人眼中,而本实施例中则通过调节装置调节外界光线是否穿过透光区域,由于在本实施例中,只要光线能够穿过透光区域,则光线便能穿过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b进入到人眼中,因此,调节装置具体用于调节外界光线穿透过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的光通量。
当调节装置调节外界光线进入到可穿戴设备内部的光通量为零时,外界光线无法通过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b透射进入人眼中,人眼无法看到外界场景,而沉浸在该可穿戴设备中第一显示屏10a和第二显示屏10b通过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的反射形成的物像场景中,该种模式则为虚拟现实模式。而当调节装置调节至外界光线进入到可穿戴设备内部光通量不为零时,例如,可以使得外界光线可以不经过阻挡而全部入射到第一光学镜片20a上和第二光学镜片20b上,并通过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的部分透射部分反射功能,外界光线可以透射入人眼中,此时,第一显示屏10a和第二显示屏10b上显示的内容也经过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的反射形成的物像也入射入人眼中,并与真实场景叠加,在人眼中形成增强现实的显示模式。
本实施例提供的可穿戴设备,通过调节装置调节进入到可穿戴设备内部的光通量,当外界光线穿透入可穿戴设备内部的光通量为零时,为虚拟现实显示模式,当外界光线能够入射到第一光学镜片20a上和第二光学镜片20b上时,为增强现实显示模式,从而使得该可穿戴设备可在调节装置的调节作用下,实现虚拟现实与增强现实的一体化,并实现虚拟现实与增强现实之间的切换。
实施例七
请继续参照附图1和附图2,本实施例在实施例六的基础上,对调节装置做详细描述。具体的,还包括遮光件40,在具体设置时,遮光件40可以朝向第一光学镜片20a上与反射面21a相对的表面以及第二光学镜片20b上与反射面21b相对的表面,遮光件40用于阻挡外界真实场景的光线投射到第一光学镜片20a和第二光学镜片20b上。
其中,本实施例提供的可穿戴设备可以包括可穿戴设备本体50,该可穿戴设备本体50可以为如图1所示的盒状结构,遮光件40可以为薄板类结构,或者其他结构。当外界光线需要投射到第一光学镜片20a上与反射面21a相对的表面,以及第二光学镜片20b上与反射面21b相对的表面,则首先需要穿透过遮光件40,因此,当遮光件40阻挡外界光线射入时,用户便无法看到眼前真实景象而沉浸在虚拟现实模式下的虚拟场景中。当然,可穿戴设备本体50的结构以及遮光件40的结构并不限于此,本领域技术人员可以根据实际需求而具体设计不同的可行结构,在此,本实施例不作赘述。
实施例八
本实施例基于实施例七,具体的,遮光件40可以为透光率可调件,调节装置可以与遮光件40电连接的调节装置(图中未示出),调节装置用于调节对遮光件40施加的电压大小,以改变遮光件40的透光率。在本实施例中,优选的,该遮光件40可以为LCD液晶屏,当然,遮光件40还可以为其他类型,例如,TN LCD液晶屏,或者电致变色玻璃等等。液晶是一种有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。LCD液晶屏可以通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况,以达到遮光和透光的目的,本实施例提供的遮光件40可以通过电压控制,以使得其工作在两个状态:一是透明状态,二是遮光状态,在透明的状态下,透光率接近10%,在遮光状态下,外界光线完全不能通过遮光件,透光率为0%。透明状态时,该可穿戴设备为增强现实的显示模式,用户可以看到真实的外界场景。在遮光状态下,该可穿戴设备为虚拟现实的显示模式,外界的真实场景不能进入到用户眼中,此时,用户只能看到第一显示屏10a和第二显示屏10b上显示的内容,整个可穿戴设备处于虚拟现实的显示模式。
另外,优选的,在本实施提供的遮光件40可以垂直于第一显示屏10a和第二显示屏10b设置,从而遮光件40能够达到较好的遮光效果。当然,本领域技术人员可以理解的是,遮光件40的设置位置并不限于此,例如,遮光件40也可以与第一显示屏10a和第二显示屏10b呈锐角或钝角设置。而遮光件40的形状可以为直板状、弧面状、或者其他规则或不规则形状均可,这并不影响遮光件的功能实现。并且遮光件40的数量可以为一个或者两个,或者多个,例如多个遮光件40拼接而起到完全遮挡外界光线的作用,为简化结构,本实施例采用的遮光件40为单个遮光件。对于遮光件40的设置位置、形状和数量,本实施例均不限定,遮光件40只要能够阻挡外界光线进入到可穿戴设备内并穿透第一光学镜片20a和第二光学镜片20b即可。
另外,本实施例中的调节装置与遮光件40电连接,调节装置可以设置在可穿戴设备的内部而不外露,以保证可穿戴设备的外型上的整齐。
本实施例提供的可穿戴设备,其可以工作在虚拟现实和增强现实的两种工作模式下,并可以通过调节遮光件40的透光率,从而调节外界光线是否进入到可穿戴设备内,当通过对遮光件40施加的电压大小达到某一预设值或者不加电压而使得遮光件40完全不透光时,可穿戴设备工作在虚拟现实模式下,当通过对遮光件40施加的电压大小达到另一预设值而使得遮光件40完全透明时,外界光线可以透过遮光件40进入到可穿戴设备内,并使得人眼可以观看到外界真实场景,可穿戴设备工作在增强现实模式下。
实施例九
本实施例基于实施例七,并且提供一种与实施例八不同的实现方式,遮光件40的设置位置可以与实施例八相同,与实施例八不同之处在于,遮光件40可以可拆卸地设置在可穿戴设备本体50上。在本实施例中,遮光件40可以为普通的不透光的材料构成,例如,可以为普通的塑料板,木板等等,当然,优选的,该遮光件40的质量较轻,以尽量减轻整个可穿戴设备的重量,提高佩戴的舒适性。在本实施例中,由于遮光件40通过可拆卸的方式设置在可穿戴设备上,因此,以拆装实现虚拟现实和增强现实模式的切换。与实施例八不同的是,本实施例中,遮光件40本身可以充当调节装置。
遮光件40可以采用卡接或者插接等可拆卸的方式设置在可穿戴设备本体50上,当然,可拆卸的连接方式有很多种,本实施例仅例举了较为优选的几种方式,但可以理解的是,实际运用过程中,并不限于上述方式。
本实施例提供可穿戴设备相较于实施例八,其结构简单,并且成本较低,也能实现调节外界光线投射到进入到可穿戴设备内部的光通量,只是操作上稍复杂。在本实施例中,可穿戴设备本体50上,且位于人眼的视线前方处可以设置开口,遮光件40直接可拆卸地设在该开口处。或者,在本实施例中,可选的,为保证整个装置的完整性,该遮光件40还可以包括遮光件本体以及支撑件(图中为示出),支撑件可以为透明的玻璃板或者其他透光性材料,支撑件和遮光件本体可以层叠布置,支撑件可以固定在可穿戴设备本体50上,并形成可穿戴设备本体50的一个侧壁,当需要遮光时,将遮光件本体放置在可穿戴设备本体50的内侧并与支撑件层叠布置,当不需要遮光时,将遮光件本体从可穿戴设备本体50上拆除即可。既能保证可穿戴设备外观上的美观程度,也能在一定程度上可以保护可穿戴设备的内部零部件。
实施例十
本实施例基于以上任一实施例,该可穿戴设备还可以进一步包括瞳距调节系统,该瞳距调节系统分别与第一目镜30a和第二目镜30b相连,用于驱动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,以调节第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离。由于不同人的瞳距可能不同,因此,为适应不同人的使用,本实施例提供的可穿戴设备还具有瞳距调整功能。第一目镜30a和第二目镜30b可活动地设置在可穿戴设备本体50上,由此来保证第一目镜30a和第二目镜30b之间的距离可以改变。
瞳距调节系统可以为手动调节系统,例如,第一目镜30a和第二目镜30b可以通过导轨的方式可活动地连接在可穿戴设备本体50上,第一目镜30a与第二目镜30b可通过连杆连接,用户可操作连杆来调节第一目镜30a与第二目镜30b的位置。或者,第一目镜30a和第二目镜30b通过丝杠丝母的传动方式实现第一目镜30a和第二目镜30b的移动,丝杠上可以具有两段旋向不同的螺纹,两段不同的螺纹段上分别螺接有一个丝母,第一目镜30a和第二目镜30b分别于对应的丝母固定连接,用户可以手动转动丝杠,使得第一目镜30a和第二目镜30b分别对应的丝母沿直线方向相对靠近或相对远离,并带动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,实现瞳距的手动调节。实现手动调节第一目镜30a与第二目镜30b之间距离的方式较多,本实施例不一一例举,本领域技术人员可以根据需求而具体设计。
当然,瞳距的调节也可以通过自动调节的方式实现,可穿戴设备本体50上可以设置用于测量用户瞳孔距离的瞳距测量单元,瞳距调节系统可以根据瞳距测量单元所测得的当前用户的瞳距值,而具体调整第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离,由此,使得瞳距调整更为精确。
实施例十一
图7为本发明实施例提供的瞳距调节系统的控制原理图。如图7所示,本实施例基于实施例十,在实施例十的基础上,瞳距调节系统可以具体包括伺服电机60、伺服电机控制模块70以及传动装置80,伺服电机控制模块70可以用于控制伺服电机60的输出轴的转动角度,传动装置80用于将旋转运动转化为直线运动的,伺服电机60与传动装置80的输入端连接,传动装置80的输出端与第一目镜30a和第二目镜30b连接。
具体的,本实施例中的伺服电机60为微型伺服电机,以适用尺寸较小的眼镜或者头盔等可穿戴设备。传动装置80可以为实施例十例举的丝杠丝母的配合方式,而伺服电机60的输出轴可以与丝杠固定连接,例如可以通过联轴器连接,伺服电机控制模块70可以接收瞳距测量单元所测得的瞳距信息,并控制伺服电机60的运作,或者,伺服电机控制模块70可以接收用户的触发信号,并根据触发信号控制伺服电机60的启动或停止,以控制第一目镜30a和第二目镜30b的运动或停止。本实施例通过伺服电机60精确调整第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离,以做到精确的瞳距调整。
另外,当调整瞳距时,第一显示屏10a和第二显示屏10b上的画面可以根据第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离做同步平移,以使得人眼中心、目镜中心以及画面中心三点能够处于同一直线上,提高观看的舒适度。
实施例十二
本实施例提供一种可穿戴设备,包括显示屏、光学镜片、遮光件和调节装置,光学镜片上形成有反射面,显示屏的显示面与光学镜片的反射面之间形成有预设夹角,光学镜片可部分透射部分反射,调节装置用于调节外界光线穿透过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。图4为本发明实施例提供的可穿戴设备的又一种结构示意图;图5为图4中的可穿戴设备的主视图。本实施例提供的可穿戴设备可以参照附图1和附图2,或者,附图4和附图5。
例如,参照附图1和附图2,显示屏的数量可以为两个(第一显示屏10a、第二显示屏10b),对应的,光学镜片的数量也为两个(第一光学镜片20a、第二光学镜片20b),并分别与两个显示屏配合,第一光学镜片20a的反射面21a与第一显示屏10a的显示面11a之间的夹角为第一预设夹角α,第二光学镜片20b的反射面21b与第二显示屏10b的显示面11b之间的夹角为第二预设夹角β。
例如,参照附图4和附图5,显示屏的数量为一个,如图4和图5中的显示屏,光学镜片的数量为一个,如图4和图5中的光学镜片,显示屏10与光学镜片20之间的夹角为γ。
显示屏可以是具有显示功能的显示器,其具体的形状和结构并不限定,例如显示屏为LCD显示屏(液晶显示屏),或者,OLED显示屏(有机发光显示屏)当显示屏的光线投射到光学镜片上时,可以经过反射后进入人眼中并且人眼可以通过具有透射功能的光学镜片观察到视线前方的外界真实场景,形成真实场景与显示屏上的虚拟内容叠加的增强现实的效果。
在增强现实的模式下,外界真实场景与显示屏的显示内容的叠加效果由光学镜片的透光率,外界的光线强度,显示屏的亮度共同决定,而显示屏的亮度可以根据外界光线强度的改变而自动调整,,当然,用户也可以手动调节显示屏的亮度,以此来达到不同场景下稳定的叠加效果,提高增强现实的体验效果。
在该可穿戴设备上,还可以设置摄像头,摄像头可以与显示屏电连接,显示屏根据摄像头拍摄的内容显示与拍摄到的内容相配合的显示内容;摄像头还用于获取用户的手势信息,以使处理器根据手势信息执行与手势信息匹配的操作。摄像头可以拍摄当前实景,而处理器则可根据摄像头所拍摄的当前场景生成与当前场景匹配的相关信息,并使得显示屏上显示与当前场景相关的显示内容。例如,用户佩戴该可穿戴设备、实现行人检测、人脸识别、二维码识别等功能。另外,在增强现实模式下,用户可以观察到显示屏上显示的内容以及当前外界真实场景,由于用户看到的叠加画面是虚拟的画面,用户仅仅能够看到显示屏上显示的内容,但是用户无法真正触碰到屏幕,本实施例中的摄像头可以拍摄用户通过手指点击到该虚拟画面上的位置的图像,例如,用户用手指点击画面中的操作菜单,摄像头捕捉出用户点击操作的图像,并识别出一定时间内用户手指位置稳定的坐标,通过与可穿戴设备中真实的菜单做图像比对,从而能够识别出用户手指所点击菜单对应的控制指令,以使得处理器执行对应的操作,并在显示屏上显示出所选命令对应的显示画面。当然,用户还可以通过手指滑动、框选等手势动作进行选择操作,而并不限于点击的方式,在此,本实施例不做限定。
需要说明的是,本实施例中的摄像头的数量并不限定,具体可以是一个摄像头实现多个功能,例如,同时实现行人检测、人脸识别、二维码识别、用户手指位置坐标识别等,或者,通过一个以上的摄像头捕捉不同的画面实现上述不同的功能,在此,本实施例不做限定,本领域技术人员可以根据具体实际场景而具体选择。
而对于无人飞行器的运用来讲,则可以实现在操作无人飞行器时,在视距范围内,将无人飞行器的实际飞行状态与无人飞行器的飞行相关文字或图形信息结合起来,例如,直观显示无人飞行器状态、飞行方向、飞行轨迹、障碍物信息和操作提示、第一视角影像等等。具体的应用场景有很多,在此,本发明实施例不一一例举。
在本实施例中,优选的,光学镜片可以为半透半反镜。在光学镜片的反射面上可以镀有半透半反膜。所谓半透半反镜,为可将入射光部分反射部分透射的玻璃或者有机玻璃镜片,在本实施例中,例如,光学镜片的透射率可以为30%,反射率可以为70%。当然,光学镜片的透射率和反射率的比例也可以为其他形式,本实施例不做限定。光学镜片的透射率和反射率的比例可以决定最后的叠加效果,即在增强现实模式下的显示效果。
在增强现实模式下,可穿戴设备上应具有可供用户观看视线前方的透光区域,当光线从透光区域进入可穿戴设备并穿透光学镜片而进入人眼中时,人眼才能看见外界真实场景。而为实现在虚拟现实和增强现实之间切换,则需要阻挡或不阻挡外界光线从透光区域射入人眼中,而本实施例中则通过调节装置调节外界光线是否穿过透光区域,由于在本实施例中,只要光线能够穿过透光区域,则光线便能穿过光学镜片进入到人眼中。
本实施例可以通过调节装置调节调节外界光线穿透过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量,当调节装置调节外界光线进入到可穿戴设备的光通量为零时,外界光线无法通过光学镜片透射进入人眼中,人眼无法看到外界场景,而沉浸在该可穿戴设备中显示屏通过光学镜片的反射形成的物像场景中,该种模式则为虚拟现实模式。而当调节装置调节外界光线进入到可穿戴设备的光通量不为零时,例如,可以使得外界光线可以不经过阻挡而全部入射到光学镜片上,并通过光学镜片的部分透射部分反射功能,外界光线可以透射入人眼中,此时,显示屏上显示的内容也经过光学镜片的反射形成的物像也入射入人眼中,并与真实场景叠加,在人眼中形成增强现实的显示模式。
现有技术中的可穿戴设备只能实现虚拟现实或增强现实,不能在一个可穿戴设备产品上同时实现虚拟现实和增强现实,更不能实现两种模式之间的切换。本实施例提供的可穿戴设备,通过调节装置调节外界光线穿透过光学镜片的光通量,当外界光线穿透过光学镜片的光通量为零时,为虚拟现实显示模式,当外界光线能够入射到光学镜片上时,为增强现实显示模式,从而使得该可穿戴设备可在调节装置的调节作用下,实现虚拟现实与增强现实的一体化,并实现虚拟现实与增强现实之间的切换。
实施例十三
本实施例基于实施例十二,对可调节装置做进一步限定,具体的,遮光件40可以朝向光学镜片上与光学镜片的反射面相对的表面,遮光件用于阻挡外界真实场景的光线投射到光学镜片上。例如,如图1和图2所示中的遮光件40朝向第一光学镜片20a上与反射面21a相对的表面,以及第二光学镜片20b上与反射面21b相对的表面。或者,如图4和图5所示中的遮光件40朝向光学镜片20上与反射面21相对的表面。
其中,本实施例提供的可穿戴设备可以包括可穿戴设备本体50,该可穿戴设备本体50可以为如图1或图4所示的盒状结构,遮光件40可以为薄板类结构,或者其他结构。当外界光线需要投射到光学镜片上与反射面,则首先需要穿透过遮光件40,因此,当遮光件40阻挡外界光线射入时,用户便无法看到眼前真实景象而沉浸在虚拟现实模式下的虚拟场景中。当然,可穿戴设备本体50的结构以及遮光件40的结构并不限于此,本领域技术人员可以根据实际需求而具体设计不同的可行结构,在此,本实施例不作赘述。
另外,遮光件40与光学镜片之间的夹角可以等于显示屏与光学镜片之间的预设夹角。例如,如图1和图2所示,遮光件40与第一光学镜片20a之间的夹角可以等于第一光学镜片20a与第一显示屏10a之间的夹角,遮光件40与第二光学镜片20b的夹角等于第二光学镜片20b与第二显示屏10b之间的夹角。又或者,如图4和图5所示,光学镜片20可以倾斜地设置在可穿戴设备本体50内,显示屏10设置在与光学镜片20之间具有预设夹角,光学镜片20与遮光件40之间的夹角等于显示屏10与光学镜片20之间的预设夹角。
实施例十四
本实施例基于实施例十三,具体的,遮光件40可以为透光率可调件,调节装置与遮光件40电连接(图中未示出),调节装置用于调节对遮光件40施加的电压大小,以改变遮光件40的透光率。在本实施例中,优选的,该遮光件40可以为LCD液晶屏,当然,遮光件40还可以为其他类型,例如,TN LCD液晶屏,或者电致变色玻璃等等。液晶是一种有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。LCD液晶屏可以通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况,以达到遮光和透光的目的,本实施例提供的遮光件40可以通过电压控制,以使得其工作在两个状态:一是透明状态,二是遮光状态,在透明的状态下,透光率接近10%,在遮光状态下,外界光线完全不能通过遮光件,透光率为0%。透明状态时,该可穿戴设备为增强现实的显示模式,用户可以看到真实的外界场景。在遮光状态下,该可穿戴设备为虚拟现实的显示模式,外界的真实场景不能进入到用户眼中,此时,用户只能看到显示屏上显示的内容,整个可穿戴设备处于虚拟现实的显示模式。
本实施例提供的可穿戴设备,其可以工作在虚拟现实和增强现实的两种工作模式下,并可以通过调节遮光件40的透光率,从而调节外界光线是否进入到可穿戴设备内,当通过对遮光件40施加的电压大小达到某一预设值或者不加电压而使得遮光件40完全不透光时,可穿戴设备工作在虚拟现实模式下,当通过对遮光件40施加的电压大小达到另一预设值而使得遮光件40完全透明时,外界光线可以透过遮光件40进入到可穿戴设备内,并使得人眼可以观看到外界真实场景,可穿戴设备工作在增强现实模式下。
实施例十五
本实施例基于实施例十三,并且提供一种与实施例十四不同的实现方式,遮光件40的设置位置可以与实施例十四相同,与实施例十四不同之处在于,遮光件40可以可拆卸地设置在可穿戴设备本体50上。在本实施例中,遮光件40可以为普通的不透光的材料构成,例如,可以为普通的塑料板,木板等等,当然,优选的,该遮光件40的质量较轻,以尽量减轻整个可穿戴设备的重量,提高佩戴的舒适性。在本实施例中,由于遮光件40通过可拆卸的方式设置在可穿戴设备上,因此,以拆装实现虚拟现实和增强现实模式的切换。与实施例十三不同的是,本实施例中,遮光件40本身充当调节装置。
遮光件40可以采用卡接或者插接等可拆卸的方式设置在可穿戴设备本体50上,当然,可拆卸的连接方式有很多种,本实施例仅例举了较为优选的几种方式,但可以理解的是,实际运用过程中,并不限于上述方式。
本实施例提供可穿戴设备相较于实施例十四,其结构简单,并且成本较低,也能实现调节外界光线进入到可穿戴设备内部的光通量,只是操作上稍复杂。在本实施例中,可穿戴设备本体50上,且位于人眼的视线前方处可以设置开口,遮光件40直接可拆卸地设在该开口处。或者,在本实施例中,可选的,为保证整个装置的完整性,该遮光件40还可以包括遮光件本体以及支撑件(图中为示出),支撑件可以为透明的玻璃板或者其他透光性材料,支撑件和遮光件本体可以层叠布置,支撑件可以固定在可穿戴设备本体50上,并形成可穿戴设备本体50的一个侧壁,当需要遮光时,将遮光件本体放置在可穿戴设备本体50的内侧并与支撑件层叠布置,当不需要遮光时,将遮光件本体从可穿戴设备本体50上拆除即可。既能保证可穿戴设备外观上的美观程度,也能在一定程度上可以保护可穿戴设备的内部零部件。
实施例十六
本实施例基于实施例十二至实施例十五中任一实施例,进一步的,可参照附图1至图5,可穿戴设备还可以包括第一目镜30a和第二目镜30b,第一目镜30a和第二目镜30b设置在显示屏的显示面与光学镜片的反射面之间。
例如,如图1和图2,第一目镜30a设置在第一显示屏10a的显示面11a与第一光学镜片20a的反射面21a之间,第二目镜30b设置在第二显示屏10b的显示面11b与第二光学镜片20b的反射面21b之间。第一显示屏10a与第二显示屏10b可以平行相对设置。更具体的,第一显示屏10a与第二显示屏10b之间可以形成预设距离,且第一光学镜片20a、第二光学镜片20b、第一目镜30a以及第二目镜30b设置在第一显示屏10a与第二显示屏10b之间。第一显示屏10a与第二显示屏10b之间的放置位置大体上可以根据人脸部或者头部的宽度而设定,以使得在使用时,第一显示屏10a和第二显示屏10b能够基本平行相对地设置在人的眼睛两侧,一方面能够保证用户在使用时具有较好的观看感受,另一方面能够节省可穿戴设备的结构空间,保证整个可穿戴设备的体积较小。
第一显示屏10a与第一光学镜片20a之间的第一预设夹角α与第二显示屏10b与第二光学镜片20b之间的第二预设夹角β可以相等。由于第一目镜30a与第二目镜30b的光轴方向基本平行,因此,第一显示屏10a与第二显示屏10b两者之间也基本平行,第一预设夹角α与第二预设夹角β相等,第一光学镜片20a与第二光学镜片20b可以以第一目镜30a和第二目镜30b的对称轴为中心对称设置,由此,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b大致可以形成一等腰三角形的两腰。
在上述实施例的基础上,优选的,第一预设夹角α和第二预设夹角β可以为45°。可以使得第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像与第一目镜30a的光轴方向垂直,第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与所述第二目镜30b的光轴方向垂直。当然,本领域技术人员可以理解,在具体设计时,第一预设夹角α和第二预设夹角β也可以在误差允许的范围内变动,例如,第一预设夹角α的允许范围为45°±5°,第二预设夹角β的允许范围为45°±5°。第一预设夹角α和第二预设夹角β的取值在45°左右,以使得第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像与第一目镜30a的光轴方向能够基本垂直,第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与所述第二目镜30b的光轴方向能够基本垂直。用户在观看时能够看到以正视方向显示的物像,用户体验较好。
如图4和图5所示,第一目镜30a和第二目镜30b可以均设置在显示屏10的显示面11与光学镜片20的反射面21之间。由此,人眼可以通过第一目镜30a和第二目镜30b全面地通过光学镜片反射的显示屏上显示的内容。
进一步的,显示屏的显示面投射到光学镜片上所成物像与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直。例如,如图1和图2中,第一显示屏10a的显示面11a投射到第一光学镜片20a上所成物像101a与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直,第二显示屏10b的显示面11b投射到第二光学镜片20b上所成物像(图中未示出)与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直。或者,如图4和图5所示,显示屏10的显示面11投射到光学镜片20上所成物像101与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直。在使用过程中,第一目镜30a可以供用户的左眼观看,第二目镜30b可以供用户右眼观看。显示屏的显示面投射到光学镜片上所成物像与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直,即,物像各个点到目镜平面的距离相同,从而能够避免物像呈梯形,影响用户的观看效果。
本领域技术人员能够理解的是,在光学系统中,目镜一般为将物镜所成的像放大后供眼睛观察用的光学部件,用户通过第一目镜30a和第二目镜30b看到的图像是呈放大后的图像。在本实施例中,优选的,第一目镜30a和第二目镜30b均为由至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组。凸透镜可以起到进一步放大图像,提高视场角,提高沉浸感的作用。而凹透镜可以起到限制视场,只允许一定范围内的光线通过透镜组的作用。
在本实施例中,当显示屏的数量为两个时,即,如图1和图2所示时,第一显示屏10a和第二显示屏10b内所显示的画面可分别经过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的反射后进入人眼中,使得用户能够观看到第一显示屏10a和第二显示屏10b中的画面内容,例如,左眼看到第一显示屏10a上显示的内容,右眼看到第二显示屏10b上显示的内容,由于两眼视差,可以产生3D的感觉。当显示屏的数量为一个时,即,如图4和图5所示时,显示屏10内所显示的画面经过第一目镜30a和第二目镜30b的放大作用来达到一定的沉浸感。
实施例十七
本实施例基于实施例十六,本实施例提供的可穿戴设备还可以包括瞳距调节系统,瞳距调节系统分别与第一目镜30a和第二目镜30b相连,用于驱动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,以调节第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离。由于不同人的瞳距可能不同,因此,为适应不同人的使用,本实施例提供的可穿戴设备还具有瞳距调整功能。第一目镜30a和第二目镜30b可活动地设置在可穿戴设备本体50上,由此来保证第一目镜30a和第二目镜30b之间的距离可以改变。
瞳距调节系统可以为手动调节系统,例如,第一目镜30a和第二目镜30b可以通过导轨的方式可活动地连接在可穿戴设备本体50上,第一目镜30a与第二目镜30b可通过连杆连接,用户可操作连杆来调节第一目镜30a与第二目镜30b的位置。或者,第一目镜30a和第二目镜30b通过丝杠丝母的传动方式实现第一目镜30a和第二目镜30b的移动,丝杠上可以具有两段旋向不同的螺纹,两段不同的螺纹段上分别螺接有一个丝母,第一目镜30a和第二目镜30b分别于对应的丝母固定连接,用户可以手动转动丝杠,使得第一目镜30a和第二目镜30b分别对应的丝母沿直线方向相对靠近或相对远离,并带动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,实现瞳距的手动调节。实现手动调节第一目镜30a与第二目镜30b之间距离的方式较多,本实施例不一一例举,本领域技术人员可以根据需求而具体设计。
当然,瞳距的调节也可以通过自动调节的方式实现,可穿戴设备本体50上可以设置用于测量用户瞳孔距离的瞳距测量单元,瞳距调节系统可以根据瞳距测量单元所测得的当前用户的瞳距值,而具体调整第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离,由此,使得瞳距调整更为精确。
实施例十八
图7为本发明实施例提供的瞳距调节系统的控制原理图。如图7所示,本实施例基于实施例十七,在实施例十七的基础上,瞳距调节系统可以具体包括伺服电机60、伺服电机控制模块70以及传动装置80,伺服电机控制模块70可以用于控制伺服电机60的输出轴的转动角度,传动装置80用于将旋转运动转化为直线运动的,伺服电机60与传动装置80的输入端连接,传动装置80的输出端与第一目镜30a和第二目镜30b连接。
具体的,本实施例中的伺服电机60为微型伺服电机,以适用尺寸较小的眼镜或者头盔等可穿戴设备。传动装置80可以为实施例十九例举的丝杠丝母的配合方式,而伺服电机60的输出轴可以与丝杠固定连接,例如可以通过联轴器连接,伺服电机控制模块70可以接收瞳距测量单元所测得的瞳距信息,并控制伺服电机60的运作,或者,伺服电机控制模块70可以接收用户的触发信号,并根据触发信号控制伺服电机60的启动或停止,以控制第一目镜30a和第二目镜30b的运动或停止。本实施例通过伺服电机60精确调整第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离,以做到精确的瞳距调整。
另外,当调整瞳距时,第一显示屏10a和第二显示屏10b上的画面可以根据第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离做同步平移,以使得人眼中心、目镜中心以及画面中心三点能够处于同一直线上,提高观看的舒适度。
实施例十九
请参考附图1~2。本实施例提供一种可穿戴设备,包括第一显示屏10a、第二显示屏10b、第一光学镜片20a、第二光学镜片20b、遮光件和调节装置。
第一光学镜片20a上和第二光学镜片20b上分别形成有反射面(21a、21b),第一显示屏10a的显示面11a与第一光学镜片20a的反射面21a之间形成第一预设夹角α;第二显示屏10b的显示面11b与第二光学镜片20b的反射面21b之间形成第二预设夹角β,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b均可部分透射部分反射,调节装置用于调节外界光线穿透过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。
第一显示屏10a和第二显示屏10b是具有显示功能的显示器,其具体的形状和结构并不限定,例如第一显示屏10a和第二显示屏10b可以为LCD显示屏(液晶显示屏),或者,OLED显示屏(有机发光显示屏),当然,第一显示屏10a和第二显示屏10b的具体类型也可以为其他类型,并且第一显示屏10a与第二显示屏10b两者的类型也可以互不相同。第一显示屏10a和第二显示屏10b内所显示的画面经过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的反射后进入人眼中,使得用户能够观看到第一显示屏10a和第二显示屏10b中的画面内容,例如,左眼看到第一显示屏10a上显示的内容,右眼看到第二显示屏10b上显示的内容,由于两眼视差,可以产生3D的感觉。
第一光学镜片20a的反射面21a与第一显示屏10a之间形成第一预设夹角α,第二光学镜片20b的反射面21b与第二显示屏10b之间形成第二预设夹角β,第一预设夹角α和第二预设夹角β的具体值可以具体设定,本实施例不具体限定,但需要保证第一显示屏10a上的显示内容可以全部投射到第一光学镜片20a上,第二显示屏10b上的显示内容可以全部投射到第二光学镜片20b上,保证具体部分透射和部分反射功能的第一光学镜片20a和第二光学镜片20b既能够使得显示屏上的显示内容被人眼观看到,也能够保证外界真实场景能够被人眼观看到。
由于第一光学镜片20a和第二光学镜片20b均可部分透射部分反射,而调节装置可以调节外界光线穿透过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的光通量,当调节装置调节外界光线穿透过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的光通量为零时,外界光线无法通过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b透射进入人眼中,人眼无法看到外界场景,而沉浸在该可穿戴设备中第一显示屏10a和第二显示屏10b通过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的反射形成的物像场景中,该种模式则为虚拟现实模式。而当调节装置调节外界光线穿透过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的光通量不为零时,例如,可以使得外界光线可以不经过阻挡而全部入射到第一光学镜片20a上和第二光学镜片20b上,并通过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的部分透射部分反射功能,外界光线可以透射入人眼中,此时,第一显示屏10a和第二显示屏10b上显示的内容也经过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的反射形成的物像也入射入人眼中,并与真实场景叠加,在人眼中形成增强现实的显示模式。
在本实施例中,优选的,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b可以均为半透半反镜。第一光学镜片20a的反射面21a和第二光学镜片20b的反射面21b上可以镀有半透半反膜。所谓半透半反镜,为可将入射光部分反射部分透射的玻璃或者有机玻璃镜片,在本实施例中,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b可以为同种类型的镜片,两者的透射率和反射率可以分别相同。例如,第一光学镜片20a的透射率可以为30%,反射率可以为70%;同样的,第二光学镜片20b的透射率为30%,反射率为70%。第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的透射率和反射率的比例可以决定最后的叠加效果,即在增强现实模式下的显示效果。
在增强现实的模式下,外界真实场景与显示屏的显示内容的叠加效果由第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的透光率,外界的光线强度,第一显示屏10a、第二显示屏10b的亮度共同决定,而第一显示屏10a、第二显示屏10b的亮度可以根据外界光线强度的改变而自动调整,,当然,用户也可以手动调节第一显示屏10a和第二显示屏10b的亮度,以此来达到不同场景下稳定的叠加效果,提高增强现实的体验效果。
在该可穿戴设备上,还可以设置摄像头,摄像头可以与第一显示屏10a和第二显示屏10b电连接,第一显示屏10a和第二显示屏10b根据摄像头拍摄的内容显示与拍摄到的内容相配合的显示内容;摄像头还用于获取用户的手势信息,以使处理器根据手势信息执行与手势信息匹配的操作。摄像头可以拍摄当前实景,而处理器则可根据摄像头所拍摄的当前场景生成与当前场景匹配的相关信息,并使得第一显示屏10a和第二显示屏10b上显示与当前场景相关的显示内容。例如,用户佩戴该可穿戴设备、实现行人检测、人脸识别、二维码识别等功能。另外,在增强现实模式下,用户可以观察到显示屏上显示的内容以及当前外界真实场景,由于用户看到的叠加画面是虚拟的画面,用户仅仅能够看到显示屏上显示的内容,但是用户无法真正触碰到屏幕,本实施例中的摄像头可以拍摄用户通过手指点击到该虚拟画面上的位置的图像,例如,用户用手指点击画面中的操作菜单,摄像头捕捉出用户点击操作的图像,并识别出一定时间内用户手指位置稳定的坐标,通过与可穿戴设备中真实的菜单做图像比对,从而能够识别出用户手指所点击菜单对应的控制指令,以使得处理器执行对应的操作,并在显示屏上显示出所选命令对应的显示画面。当然,用户还可以通过手指滑动、框选等手势动作进行选择操作,而并不限于点击的方式,在此,本实施例不做限定。
需要说明的是,本实施例中的摄像头的数量并不限定,具体可以是一个摄像头实现多个功能,例如,同时实现行人检测、人脸识别、二维码识别、用户手指位置坐标识别等,或者,通过一个以上的摄像头捕捉不同的画面实现上述不同的功能,在此,本实施例不做限定,本领域技术人员可以根据具体实际场景而具体选择。
而对于无人飞行器的运用来讲,则可以实现在操作无人飞行器时,在视距范围内,将无人飞行器的实际飞行状态与无人飞行器的飞行相关文字或图形信息结合起来,例如,直观显示无人飞行器状态、飞行方向、飞行轨迹、障碍物信息和操作提示、第一视角影像等等。具体的应用场景有很多,在此,本发明实施例不一一例举。
现有技术中的可穿戴设备只能实现虚拟现实或增强现实,不能在一个可穿戴设备产品上同时实现虚拟现实和增强现实,更不能实现两种模式之间的切换。本实施例提供的可穿戴设备可以为眼镜或者头盔等产品,本实施例不作限定。本实施例提供的可穿戴设备,通过双显示屏显示(第一显示屏10a和第二显示屏10b),并通过具有反射功能的第一光学镜片20a和第二光学镜片20b分别将第一显示屏10a和第二显示屏10b上的显示内容分别入射至人的左右眼中,由于第一光学镜片20a和第二光学镜片20b均可部分透射部分反射,而调节装置可以调节外界光线穿透过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的光通量,由此,使得该可穿戴设备可在调节装置的调节作用下,实现虚拟现实与增强现实的一体化,并实现虚拟现实模式与增强现实模式之间的切换。
实施例二十
本实施例基于实施例十九,进一步的,在具体设置时,遮光件40可以朝向第一光学镜片20a上与反射面21a相对的表面以及第二光学镜片20b上与反射面21b相对的表面,遮光件40用于阻挡外界真实场景的光线投射到第一光学镜片20a和第二光学镜片20b上。
其中,本实施例提供的可穿戴设备可以包括可穿戴设备本体50,该可穿戴设备本体50可以为如图1所示的盒状结构,遮光件40可以为薄板类结构,或者其他结构。当外界光线需要投射到第一光学镜片20a上与反射面21a相对的表面,以及第二光学镜片20b上与反射面21b相对的表面,则首先需要穿透过遮光件40,因此,当遮光件40阻挡外界光线射入时,用户便无法看到眼前真实景象而沉浸在虚拟现实模式下的虚拟场景中。当然,可穿戴设备本体50的结构以及遮光件40的结构并不限于此,本领域技术人员可以根据实际需求而具体设计不同的可行结构,在此,本实施例不作赘述。
本实施例通过遮光件40控制外界光线投射到第一光学镜片20a和第二光学镜片20b上的光量,从而实现虚拟现实模式与增强现实模式之间的切换。
实施例二十一
本实施例基于实施例二十,具体的,遮光件40可以为透光率可调件,调节装置与遮光件40电连接(图中未示出),调节装置用于调节对遮光件40施加的电压大小,以改变遮光件40的透光率。在本实施例中,优选的,该遮光件40可以为LCD液晶屏,当然,遮光件40还可以为其他类型,例如,TN LCD液晶屏,或者电致变色玻璃等等。液晶是一种有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。LCD液晶屏可以通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况,以达到遮光和透光的目的,本实施例提供的遮光件40可以通过电压控制,以使得其工作在两个状态:一是透明状态,二是遮光状态,在透明的状态下,透光率接近10%,在遮光状态下,外界光线完全不能通过遮光件,透光率为0%。透明状态时,该可穿戴设备为增强现实的显示模式,用户可以看到真实的外界场景。在遮光状态下,该可穿戴设备为虚拟现实的显示模式,外界的真实场景不能进入到用户眼中,此时,用户只能看到显示屏上显示的内容,整个可穿戴设备处于虚拟现实的显示模式。
另外,优选的,在本实施提供的遮光件40可以垂直于第一显示屏10a和第二显示屏10b设置,从而遮光件40能够达到较好的遮光效果。当然,本领域技术人员可以理解的是,遮光件40的设置位置并不限于此,例如,遮光件40也可以与第一显示屏10a和第二显示屏10b呈锐角或钝角设置。而遮光件40的形状可以为直板状、弧面状、或者其他规则或不规则形状均可,这并不影响遮光件的功能实现。并且遮光件40的数量可以为一个或者两个,或者多个,例如多个遮光件40拼接而起到完全遮挡外界光线的作用,为简化结构,本实施例采用的遮光件40为单个遮光件。对于遮光件40的设置位置、形状和数量,本实施例均不限定,遮光件40只要能够阻挡外界光线进入到可穿戴设备内并穿透第一光学镜片20a和第二光学镜片20b即可。
另外,本实施例中的调节装置与遮光件40电连接,调节装置可以设置在可穿戴设备的内部而不外露,以保证可穿戴设备的外型上的整齐。
本实施例提供的可穿戴设备,其可以工作在虚拟现实和增强现实的两种工作模式下,并可以通过调节遮光件40的透光率,从而调节外界光线是否进入到可穿戴设备内,当通过对遮光件40施加的电压大小达到某一预设值或者不加电压而使得遮光件40完全不透光时,可穿戴设备工作在虚拟现实模式下,当通过对遮光件40施加的电压大小达到另一预设值而使得遮光件40完全透明时,外界光线可以透过遮光件40进入到可穿戴设备内,并使得人眼可以观看到外界真实场景,可穿戴设备工作在增强现实模式下。
实施例二十二
本实施例基于实施例二十,并且提供一种与实施例二十一不同的实现方式,遮光件40的设置位置可以与实施例二十一相同,与实施例二十一不同之处在于,遮光件40可以可拆卸地设置在可穿戴设备本体50上。在本实施例中,遮光件40可以为普通的不透光的材料构成,例如,可以为普通的塑料板,木板等等,当然,优选的,该遮光件40的质量较轻,以尽量减轻整个可穿戴设备的重量,提高佩戴的舒适性。在本实施例中,由于遮光件40通过可拆卸的方式设置在可穿戴设备上,因此,以拆装实现虚拟现实和增强现实模式的切换。与实施例二十一不同的是,本实施例中,遮光件40本身充当调节装置。
遮光件40可以采用卡接或者插接等可拆卸的方式设置在可穿戴设备本体50上,当然,可拆卸的连接方式有很多种,本实施例仅例举了较为优选的几种方式,但可以理解的是,实际运用过程中,并不限于上述方式。
本实施例提供可穿戴设备相较于实施例二十一,其结构简单,并且成本较低,也能实现调节外界光线进入到可穿戴设备的光通量,只是操作上稍复杂。在本实施例中,可穿戴设备本体50上,且位于人眼的视线前方处可以设置开口,遮光件40直接可拆卸地设在该开口处。或者,在本实施例中,可选的,为保证整个装置的完整性,该遮光件40还可以包括遮光件本体以及支撑件(图中为示出),支撑件可以为透明的玻璃板或者其他透光性材料,支撑件和遮光件本体可以层叠布置,支撑件可以固定在可穿戴设备本体50上,并形成可穿戴设备本体50的一个侧壁,当需要遮光时,将遮光件本体放置在可穿戴设备本体50的内侧并与支撑件层叠布置,当不需要遮光时,将遮光件本体从可穿戴设备本体50上拆除即可。既能保证可穿戴设备外观上的美观程度,也能在一定程度上可以保护可穿戴设备的内部零部件。
实施例二十三
本实施了基于实施例十九至实施例二十二中任一实施例,第一显示屏10a与第一光学镜片20a之间可以设有第一目镜30a,第二显示屏10b与第二光学镜片20b之间设有第二目镜30b,第一目镜30a和第二目镜30b可以均为至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组,第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像101a与第一目镜30a的光轴方向垂直,第二显示屏10b透射到第二光学镜片20b上物像与第二目镜30b的光轴方向垂直。
本领域技术人员能够理解的是,在光学系统中,目镜一般为将物镜所成的像放大后供眼睛观察用的光学部件,用户通过第一目镜30a和第二目镜30b看到的图像是呈放大后的图像。在本实施例中,优选的,第一目镜30a和第二目镜30b均为由至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组。凸透镜可以起到进一步放大图像,提高视场角,提高沉浸感的作用。而凹透镜可以起到限制视场,只允许一定范围内的光线通过透镜组的作用。
本实施例提供的可穿戴设备在使用过程中,第一目镜30a可以供用户的左眼观看,第二目镜30b可以供用户右眼观看。第一显示屏10a的显示面11a与第一目镜30a的光轴方向平行,即,第一显示屏10a的显示面11a与人的左眼光轴方向平行。第二显示屏10b的显示面11b与第二目镜30b的光轴方向平行,即,第二显示屏10b的显示面11b与人的右眼光轴方向平行。第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像与第一目镜30a的光轴方向垂直,第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与所述第二目镜30b的光轴方向垂直,即,物像各个点到目镜平面的距离相同,从而避免物像呈梯形,影响观看效果。第一显示屏10a与第一光学镜片20a之间的第一预设夹角α,以及第二显示屏10b与第二光学镜片20b之间的第二预设夹角β的取值可以决定第一显示屏10a和第二显示屏10b经过光学镜片反射后形成的物像是否与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直。
需要说明的是,在本实施例中,由于优选的,第一目镜30a和第二目镜30b均为至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组,则第一显示屏10a和第二显示屏10b上显示的画面内容经过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b反射后形成的物像为虚像。
本实施例提供的可穿戴设备,通过双显示屏显示(第一显示屏10a和第二显示屏10b),并通过具有反射功能的第一光学镜片20a和第二光学镜片20b分别将第一显示屏10a和第二显示屏10b上的显示内容分别入射至人的左右眼中,由于第一光学镜片20a和第二光学镜片20b均可部分透射部分反射,而调节装置可以调节外界光线穿透过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的光通量,由此,使得该可穿戴设备可在调节装置的调节作用下,实现虚拟现实与增强现实的一体化,并实现虚拟现实模式与增强现实模式之间的切换。并且,相较于现有技术,在同样的屏幕参数下,单眼的有效显示区域能够达到为5.5英寸,分辨率为2560×1440,经过试验,不通过目镜的视场角即可达到45°左右,并通过加入目镜放大1.5倍后,可实现70°的视场角,能够实现很强的沉浸感,并且由于单眼的有效显示区域较大,目镜的放大倍数不需要很高也能达到较好的沉浸感,且用户在使用时视觉效果上的颗粒感较弱,显示效果较为细腻。而对于头盔产品来说,则可采用更大的尺寸更高分辨率的显示屏来达到更好的显示效果。
实施例二十四
本实施例基于实施例十九至实施例二十三中任一实施例,进一步的,第一显示屏10a与第二显示屏10b可以平行相对设置。更具体的,如图1和图2所示,第一显示屏10a与第二显示屏10b之间可以形成预设距离,且第一光学镜片20a、第二光学镜片20b、第一目镜30a以及第二目镜30b设置在第一显示屏10a与第二显示屏10b之间。第一显示屏10a与第二显示屏10b之间的放置位置大体上可以根据人脸部或者头部的宽度而设定,以使得在使用时,第一显示屏10a和第二显示屏10b能够基本平行相对地设置在人的眼睛两侧,一方面能够保证用户在使用时具有较好的观看感受,另一方面能够节省可穿戴设备的结构空间,保证整个可穿戴设备的体积较小。
实施例二十五
本实施例基于实施例十九至实施例二十三中任一实施例,并与实施例二十七不同的是,本实施例中的第一显示屏10a与第二显示屏10b可以以贴合相对的方式放置,且第一显示屏10a的显示面11a与第二显示屏10b的显示面11b相背离,第一光学镜片20a的反射面21a朝向第一显示屏10a的显示面11a,第二光学镜片20b的反射面21b朝向第二显示屏10b的显示面11b。在该种方式下,第一显示屏10a和第二显示屏10b可以位于两眼的中间,在佩戴上时,第一显示屏10a和第二显示屏10b放置在人的鼻梁前方,而第一显示屏10a和第二显示屏10b可以选用超薄显示屏,以保证第一显示屏10a和第二显示屏10b尽量较少地遮挡住人眼的视线,保证较好的观看感受。
实施例二十六
本实施例基于实施例十九至实施例二十五中任一实施例,请继续参照附图2,第一预设夹角α与第二预设夹角β可以相等。由于第一目镜30a与第二目镜30b的光轴方向基本平行,因此,第一显示屏10a与第二显示屏10b两者之间也基本平行,第一预设夹角α与第二预设夹角β相等,第一光学镜片20a与第二光学镜片20b可以以第一目镜30a和第二目镜30b的对称轴为中心对称设置,由此,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b大致可以形成一等腰三角形的两腰。
在上述实施例的基础上,优选的,第一预设夹角α和第二预设夹角β可以为45°。可以使得第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像与第一目镜30a的光轴方向垂直,第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与所述第二目镜30b的光轴方向垂直。当然,本领域技术人员可以理解,在具体设计时,第一预设夹角α和第二预设夹角β也可以在误差允许的范围内变动,例如,第一预设夹角α的允许范围为45°±5°,第二预设夹角β的允许范围为45°±5°。第一预设夹角α和第二预设夹角β的取值在45°左右,以使得第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像与第一目镜30a的光轴方向能够基本垂直,第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与所述第二目镜30b的光轴方向能够基本垂直。用户在观看时能够看到以正视方向显示的物像,用户体验较好。
实施例二十七
本实施例基于实施例二十三,进一步的,该可穿戴设备还可以进一步包括瞳距调节系统,该瞳距调节系统分别与第一目镜30a和第二目镜30b相连,用于驱动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,以调节第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离。由于不同人的瞳距可能不同,因此,为适应不同人的使用,本实施例提供的可穿戴设备还具有瞳距调整功能。第一目镜30a和第二目镜30b可活动地设置在可穿戴设备本体50上,由此来保证第一目镜30a和第二目镜30b之间的距离可以改变。
瞳距调节系统可以为手动调节系统,例如,第一目镜30a和第二目镜30b可以通过导轨的方式可活动地连接在可穿戴设备本体50上,第一目镜30a与第二目镜30b可通过连杆连接,用户可操作连杆来调节第一目镜30a与第二目镜30b的位置。或者,第一目镜30a和第二目镜30b通过丝杠丝母的传动方式实现第一目镜30a和第二目镜30b的移动,丝杠上可以具有两段旋向不同的螺纹,两段不同的螺纹段上分别螺接有一个丝母,第一目镜30a和第二目镜30b分别于对应的丝母固定连接,用户可以手动转动丝杠,使得第一目镜30a和第二目镜30b分别对应的丝母沿直线方向相对靠近或相对远离,并带动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,实现瞳距的手动调节。实现手动调节第一目镜30a与第二目镜30b之间距离的方式较多,本实施例不一一例举,本领域技术人员可以根据需求而具体设计。
当然,瞳距的调节也可以通过自动调节的方式实现,可穿戴设备本体50上可以设置用于测量用户瞳孔距离的瞳距测量单元,瞳距调节系统可以根据瞳距测量单元所测得的当前用户的瞳距值,而具体调整第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离,由此,使得瞳距调整更为精确。
实施例二十八
如图7所示,本实施例基于实施例二十七,在实施例二十七的基础上,瞳距调节系统可以具体包括伺服电机60、伺服电机控制模块70以及传动装置80,伺服电机控制模块70可以用于控制伺服电机60的输出轴的转动角度,传动装置80用于将旋转运动转化为直线运动的,伺服电机60与传动装置80的输入端连接,传动装置80的输出端与第一目镜30a和第二目镜30b连接。
具体的,本实施例中的伺服电机60为微型伺服电机,以适用尺寸较小的眼镜或者头盔等可穿戴设备。传动装置80可以为实施例二十七例举的丝杠丝母的配合方式,而伺服电机60的输出轴可以与丝杠固定连接,例如可以通过联轴器连接,伺服电机控制模块70可以接收瞳距测量单元所测得的瞳距信息,并控制伺服电机60的运作,或者,伺服电机控制模块70可以接收用户的触发信号,并根据触发信号控制伺服电机60的启动或停止,以控制第一目镜30a和第二目镜30b的运动或停止。本实施例通过伺服电机60精确调整第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离,以做到精确的瞳距调整。
另外,当调整瞳距时,第一显示屏10a和第二显示屏10b上的画面可以根据第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离做同步平移,以使得人眼中心、目镜中心以及画面中心三点能够处于同一直线上,提高观看的舒适度。
实施例二十九
本实施例提供一种可穿戴设备,请参照附图4或附图5,本实施例提供的可穿戴设备包括:显示屏10、光学镜片20、遮光件40和调节装置,显示屏10和光学镜片20的数量均为一个,光学镜片20上形成有反射面21,显示屏10的显示面11与光学镜片20的反射面21之间形成有预设夹角γ,光学镜片20可部分透射部分反射,调节装置用于调节外界光线穿透过遮光件40而到达可穿戴设备内部的光通量。
显示屏20可以倾斜地放置在可穿戴设备本体50中,并且在使用时,显示屏20应该位于人眼前方。显示屏20是具有显示功能的显示器,其具体的形状和结构并不限定,例如显示屏10可以为LCD显示屏(液晶显示屏),或者,OLED显示屏(有机发光显示屏),当然,显示屏也可以为其他类型,显示屏10内所显示的画面经过光学镜片20的反射后进入人眼中,使得用户能够观看到显示屏10中的画面内容。
由于光学镜片20可部分透射部分反射,而调节装置可以调节外界光线穿透过光学镜片的光通量,当调节装置调节外界光线穿透过光学镜片20的光通量为零时,外界光线无法通过光学镜片20透射进入人眼中,人眼无法看到外界场景,而沉浸在该可穿戴设备中,显示屏10通过光学镜片20的反射形成的物像场景中,该种模式则为虚拟现实模式。而当调节装置调节外界光线穿透过光学镜片20的光通量不为零时,例如,可以使得外界光线可以不经过阻挡而全部入射到光学镜片20上,并通过光学镜片20的部分透射部分反射功能,外界光线可以透射入人眼中,此时,显示屏10上显示的内容也经过光学镜片20的反射形成的物像也入射入人眼中,并与真实场景叠加,在人眼中形成增强现实的显示模式。
在增强现实模式下,可穿戴设备上应具有可供用户观看视线前方的透光区域,当光线从透光区域进入可穿戴设备并穿透光学镜片20而进入人眼中时,人眼才能看见外界真实场景。而为实现在虚拟现实和增强现实之间切换,则需要阻挡或不阻挡外界光线从透光区域射入人眼中,而本实施例中则通过调节装置调节外界光线是否穿过透光区域,由于在本实施例中,只要光线能够穿过透光区域,则光线便能穿过光学镜片20进入到人眼中,因此,调节装置具体用于调节外界光线穿透过光学镜片20的光通量。
在本实施例中,优选的,光学镜片20可以为半透半反镜。在光学镜片的反射面上可以镀有半透半反膜。所谓半透半反镜,为可将入射光部分反射部分透射的玻璃或者有机玻璃镜片,在本实施例中,光学镜片20的透射率可以为30%,反射率可以为70%;光学镜片20和的透射率和反射率的比例可以决定最后的叠加效果,即在增强现实模式下的显示效果。
在增强现实的模式下,外界真实场景与显示屏的显示内容的叠加效果由光学镜片20的透光率,外界的光线强度,显示屏10的亮度共同决定,而显示屏10的亮度可以根据外界光线强度的改变而自动调整,,当然,用户也可以手动调节显示屏10的亮度,以此来达到不同场景下稳定的叠加效果,提高增强现实的体验效果。
在该可穿戴设备上,还可以设置摄像头,摄像头可以与显示屏10电连接,显示屏10根据摄像头拍摄的内容显示与拍摄到的内容相配合的显示内容;摄像头还用于获取用户的手势信息,以使处理器根据手势信息执行与手势信息匹配的操作。摄像头可以拍摄当前实景,而处理器则可根据摄像头所拍摄的当前场景生成与当前场景匹配的相关信息,并使得显示屏10上显示与当前场景相关的显示内容。例如,用户佩戴该可穿戴设备、实现行人检测、人脸识别、二维码识别等功能。另外,在增强现实模式下,用户可以观察到显示屏上显示的内容以及当前外界真实场景,由于用户看到的叠加画面是虚拟的画面,用户仅仅能够看到显示屏上显示的内容,但是用户无法真正触碰到屏幕,本实施例中的摄像头可以拍摄用户通过手指点击到该虚拟画面上的位置的图像,例如,用户用手指点击画面中的操作菜单,摄像头捕捉出用户点击操作的图像,并识别出一定时间内用户手指位置稳定的坐标,通过与可穿戴设备中真实的菜单做图像比对,从而能够识别出用户手指所点击菜单对应的控制指令,以使得处理器执行对应的操作,并在显示屏上显示出所选命令对应的显示画面。当然,用户还可以通过手指滑动、框选等手势动作进行选择操作,而并不限于点击的方式,在此,本实施例不做限定。
需要说明的是,本实施例中的摄像头的数量并不限定,具体可以是一个摄像头实现多个功能,例如,同时实现行人检测、人脸识别、二维码识别、用户手指位置坐标识别等,或者,通过一个以上的摄像头捕捉不同的画面实现上述不同的功能,在此,本实施例不做限定,本领域技术人员可以根据具体实际场景而具体选择。
而对于无人飞行器的运用来讲,则可以实现在操作无人飞行器时,在视距范围内,将无人飞行器的实际飞行状态与无人飞行器的飞行相关文字或图形信息结合起来,例如,直观显示无人飞行器状态、飞行方向、飞行轨迹、障碍物信息和操作提示、第一视角影像等等。具体的应用场景有很多,在此,本发明实施例不一一例举。
现有技术中的可穿戴设备只能实现虚拟现实或增强现实,不能在一个可穿戴设备产品上同时实现虚拟现实和增强现实,更不能实现两种模式之间的切换。本实施例提供的可穿戴设备可以为眼镜或者头盔等产品,本实施例不作限定。本实施例提供的可穿戴设备,通过单个显示屏10显示,结构简单,整个可穿戴设备的体积可以做得较小。显示屏10上的显示内容可以通过具有反射功能的光学镜片20入射至人的左右眼中,由于光学镜片20可部分透射部分反射,而调节装置可以调节外界光线穿透过遮光件40而到达可穿戴设备内部的光通量,由此,使得该可穿戴设备可在调节装置的调节作用下,实现虚拟现实与增强现实的一体化,并实现虚拟现实模式与增强现实模式之间的切换。
实施例三十
本实施例基于实施例二十九,进一步的,在具体设置时,遮光件40可以朝向光学镜片20上与反射面21相对的表面,遮光件40用于阻挡外界真实场景的光线投射到光学镜片20上。
其中,本实施例提供的可穿戴设备本体50可以为如图4所示的盒状结构,遮光件40可以为薄板类结构,或者其他结构。当外界光线需要投射到光学镜片20上与反射面21相对的表面,则首先需要穿透过遮光件40,因此,当遮光件40阻挡外界光线射入时,用户便无法看到眼前真实景象而沉浸在虚拟现实模式下的虚拟场景中。当然,可穿戴设备本体50的结构以及遮光件40的结构并不限于此,本领域技术人员可以根据实际需求而具体设计不同的可行结构,在此,本实施例不作赘述。
本实施例通过遮光件40控制外界光线投射到光学镜片20上的光量,从而实现虚拟现实模式与增强现实模式之间的切换。
实施例三十一
本实施例基于实施例三十一,具体的,遮光件40可以为透光率可调件,调节装置与遮光件40电连接(图中未示出),调节装置用于调节对遮光件40施加的电压大小,以改变遮光件40的透光率。在本实施例中,优选的,该遮光件40可以为LCD液晶屏,当然,遮光件40还可以为其他类型,例如,TN LCD液晶屏,或者电致变色玻璃等等。液晶是一种有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。LCD液晶屏可以通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况,以达到遮光和透光的目的,本实施例提供的遮光件40可以通过电压控制,以使得其工作在两个状态:一是透明状态,二是遮光状态,在透明的状态下,透光率接近10%,在遮光状态下,外界光线完全不能通过遮光件,透光率为0%。透明状态时,该可穿戴设备为增强现实的显示模式,用户可以看到真实的外界场景。在遮光状态下,该可穿戴设备为虚拟现实的显示模式,外界的真实场景不能进入到用户眼中,此时,用户只能看到显示屏上显示的内容,整个可穿戴设备处于虚拟现实的显示模式。
另外,优选的,在本实施提供的遮光件40显示屏10之间的角度可以等于显示屏10与光学镜片20之间的预设夹角设置,从而遮光件40能够达到较好的遮光效果。
本实施例提供的可穿戴设备,其可以工作在虚拟现实和增强现实的两种工作模式下,并可以通过调节遮光件40的透光率,从而调节外界光线是否进入到可穿戴设备内,当通过对遮光件40施加的电压大小达到某一预设值或者不加电压而使得遮光件40完全不透光时,可穿戴设备工作在虚拟现实模式下,当通过对遮光件40施加的电压大小达到另一预设值而使得遮光件40完全透明时,外界光线可以透过遮光件40进入到可穿戴设备内,并使得人眼可以观看到外界真实场景,可穿戴设备工作在增强现实模式下。
实施例三十二
本实施例基于实施例三十,并且提供一种与实施例三十一不同的实现方式,遮光件40的设置位置可以与实施例三十一相同,与实施例三十一不同之处在于,遮光件40可以可拆卸地设置在可穿戴设备本体50上。在本实施例中,遮光件40可以为普通的不透光的材料构成,例如,可以为普通的塑料板,木板等等,当然,优选的,该遮光件40的质量较轻,以尽量减轻整个可穿戴设备的重量,提高佩戴的舒适性。在本实施例中,由于遮光件40通过可拆卸的方式设置在可穿戴设备上,因此,以拆装实现虚拟现实和增强现实模式的切换。与实施例三十一不同的是,本实施例中,遮光件40本身充当调节装置。
遮光件40可以采用卡接或者插接等可拆卸的方式设置在可穿戴设备本体50上,当然,可拆卸的连接方式有很多种,本实施例仅例举了较为优选的几种方式,但可以理解的是,实际运用过程中,并不限于上述方式。
本实施例提供的可穿戴设备相较于实施例三十一,其结构简单,并且成本较低,也能实现调节外界光线进入到可穿戴设备内部的光通量,只是操作上稍复杂。在本实施例中,可穿戴设备本体50上,且位于人眼的视线前方处可以设置开口,遮光件40直接可拆卸地设在该开口处。或者,在本实施例中,可选的,为保证整个装置的完整性,该遮光件40还可以包括遮光件本体以及支撑件(图中为示出),支撑件可以为透明的玻璃板或者其他透光性材料,支撑件和遮光件本体可以层叠布置,支撑件可以固定在可穿戴设备本体50上,并形成可穿戴设备本体50的一个侧壁,当需要遮光时,将遮光件本体放置在可穿戴设备本体50的内侧并与支撑件层叠布置,当不需要遮光时,将遮光件本体从可穿戴设备本体50上拆除即可。既能保证可穿戴设备外观上的美观程度,也能在一定程度上可以保护可穿戴设备的内部零部件。
实施例三十三
本实施了基于实施例二十九至实施例三十二中任一实施例,本实施例提供的可穿戴设备还包括第一目镜30a和第二目镜30b,第一目镜30a和第二目镜30b设置在显示屏10的显示面11与光学镜片20的反射面21之间。具体的,第一目镜30a和第二目镜30b可以均为至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组。
本领域技术人员能够理解的是,在光学系统中,目镜一般为将物镜所成的像放大后供眼睛观察用的光学部件,用户通过第一目镜30a和第二目镜30b看到的图像是呈放大后的图像。在本实施例中,优选的,第一目镜30a和第二目镜30b均为由至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组。凸透镜可以起到进一步放大图像,提高视场角,提高沉浸感的作用。而凹透镜可以起到限制视场,只允许一定范围内的光线通过透镜组的作用。
本实施例提供的可穿戴设备在使用过程中,第一目镜30a可以供用户的左眼观看,第二目镜30b可以供用户右眼观看。显示屏10的显示面11与第一目镜30a的光轴方向可以呈一定角度,显示屏10投射到光学镜片20上所成物像与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直,即,物像各个点到目镜平面的距离相同,从而避免物像呈梯形,影响观看效果。显示屏10与光学镜片20之间的预设夹角γ的取值可以决定显示屏10经过光学镜片20反射后形成的物像是否与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直。
需要说明的是,在本实施例中,由于优选的,第一目镜30a和第二目镜30b均为至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组,则显示屏10上显示的画面内容经过光学镜片20反射后形成的物像为虚像。
实施例三十四
本实施例基于实施例三十三,该可穿戴设备还可以进一步包括瞳距调节系统,该瞳距调节系统分别与第一目镜30a和第二目镜30b相连,用于驱动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,以调节第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离。由于不同人的瞳距可能不同,因此,为适应不同人的使用,本实施例提供的可穿戴设备还具有瞳距调整功能。第一目镜30a和第二目镜30b可活动地设置在可穿戴设备本体50上,由此来保证第一目镜30a和第二目镜30b之间的距离可以改变。
瞳距调节系统可以为手动调节系统,例如,第一目镜30a和第二目镜30b可以通过导轨的方式可活动地连接在可穿戴设备本体50上,第一目镜30a与第二目镜30b可通过连杆连接,用户可操作连杆来调节第一目镜30a与第二目镜30b的位置。或者,第一目镜30a和第二目镜30b通过丝杠丝母的传动方式实现第一目镜30a和第二目镜30b的移动,丝杠上可以具有两段旋向不同的螺纹,两段不同的螺纹段上分别螺接有一个丝母,第一目镜30a和第二目镜30b分别于对应的丝母固定连接,用户可以手动转动丝杠,使得第一目镜30a和第二目镜30b分别对应的丝母沿直线方向相对靠近或相对远离,并带动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,实现瞳距的手动调节。实现手动调节第一目镜30a与第二目镜30b之间距离的方式较多,本实施例不一一例举,本领域技术人员可以根据需求而具体设计。
当然,瞳距的调节也可以通过自动调节的方式实现,可穿戴设备本体50上可以设置用于测量用户瞳孔距离的瞳距测量单元,瞳距调节系统可以根据瞳距测量单元所测得的当前用户的瞳距值,而具体调整第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离,由此,使得瞳距调整更为精确。
实施例三十五
本实施例基于实施例三十四,在实施例三十四的基础上,如图7所示,瞳距调节系统可以具体包括伺服电机60、伺服电机控制模块70以及传动装置80,伺服电机控制模块70可以用于控制伺服电机60的输出轴的转动角度,传动装置80用于将旋转运动转化为直线运动的,伺服电机60与传动装置80的输入端连接,传动装置80的输出端与第一目镜30a和第二目镜30b连接。
具体的,本实施例中的伺服电机60为微型伺服电机,以适用尺寸较小的眼镜或者头盔等可穿戴设备。传动装置80可以为实施例三十八例举的丝杠丝母的配合方式,而伺服电机60的输出轴可以与丝杠固定连接,例如可以通过联轴器连接,伺服电机控制模块70可以接收瞳距测量单元所测得的瞳距信息,并控制伺服电机60的运作,或者,伺服电机控制模块70可以接收用户的触发信号,并根据触发信号控制伺服电机60的启动或停止,以控制第一目镜30a和第二目镜30b的运动或停止。本实施例通过伺服电机60精确调整第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离,以做到精确的瞳距调整。
另外,当调整瞳距时,显示屏10上的画面可以根据第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离做同步平移,以使得人眼中心、目镜中心以及画面中心三点能够处于同一直线上,提高观看的舒适度。
实施例三十六
图6为本发明实施例提供的可穿戴设备的第四种结构示意图;如图6所示,本实施例提供一种可穿戴设备包括:显示屏10、第一目镜30a、第二目镜30b和、遮光件40和调节装置,显示屏10与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直,显示屏10可供光线透射,调节装置用于调节外界光线穿透过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。
具体的,本实施例提供的可穿戴设备可以包括可穿戴设备本体50,该可穿戴设备本体50内可以形成封闭的空间,在该封闭的空间内安装显示屏10,显示屏10的显示面11可以平行放置在人眼前,人眼直接观看该显示屏10上显示的内容。特别的,显示屏20可以是是具有显示功能的显示器,其具体的形状和结构并不限定,例如显示屏10可以为LCD显示屏(液晶显示屏),或者,OLED显示屏(有机发光显示屏),当然,显示屏也可以为其他类型。在本实施例中,显示屏10具有部分透射部分反射的功能,优选的,显示屏为透明显示屏,所谓透明显示屏是指该显示屏在平常状态下是透明的,并且能够具有显示画面的功能。当调节装置调节穿过显示屏10光通量为零时,即,人眼前外界真实场景的光线无法进入到人眼中,人眼只能看见显示屏10上显示的内容,此时,可穿戴设备为虚拟现实显示模式。当调节装置调节穿过显示屏10光通量为不为零时,即,人眼前外界真实场景的光线可以进入到人眼中,人眼既能看见显示屏10上显示的内容,也能够看见外界真实场景,此时,可穿戴设备为增强现实显示模式。
现有技术中的可穿戴设备只能实现虚拟现实或增强现实,不能在一个可穿戴设备产品上同时实现虚拟现实和增强现实,更不能实现两种模式之间的切换。本实施例提供的可穿戴设备,将可供光线透射的显示屏10直接放置在人眼前,用户可观看到显示屏10上的内容,也可以同时看到眼前的外界真实场景,即能够实现增强现实的显示模式,而调节装置可以调节显示屏10的光通量,以调节外界真实场景的光线是否通过显示屏10进入到人眼中,当调节至外界光线无法进入到人眼中时,该可穿戴设备为虚拟现实显示模式。本实施例提供的可穿戴设备能够实现虚拟现实和增强现实一体化,并且能够实现虚拟现实与增强现实之间的切换。
实施例三十七
本实施例基于实施例三十六,进一步的,遮光件40可以与显示屏10平行设置,遮光件40用于阻挡外界真实场景的光线投射到显示屏10上。遮光件40可以为薄板类结构,或者其他结构。由于外界光线需要穿过到显示屏10才能到达人眼中,当遮光件40阻挡外界光线射入时,用户便无法看到眼前真实景象而沉浸在虚拟现实模式下的虚拟场景中。当然,可穿戴设备本体50的结构以及遮光件40的结构并不限于此,本领域技术人员可以根据实际需求而具体设计不同的可行结构,在此,本实施例不作赘述。
实施例三十八
本实施例基于实施例三十七,优选的,遮光件40可以为透光率可调件,调节装置与遮光件40电连接调节装置,调节装置用于调节对遮光件40施加的电压大小,以改变遮光件40的透光率。在本实施例中,优选的,该遮光件40可以为LCD液晶屏,当然,遮光件40还可以为其他类型,例如,TN LCD液晶屏,或者电致变色玻璃等等。液晶是一种有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。LCD液晶屏可以通过电压来改变液晶材料内部分子的排列状况,以达到遮光和透光的目的,本实施例提供的遮光件40可以通过电压控制,以使得其工作在两个状态:一是透明状态,二是遮光状态,在透明的状态下,透光率接近10%,在遮光状态下,外界光线完全不能通过遮光件,透光率为0%。透明状态时,该可穿戴设备为增强现实的显示模式,用户可以看到真实的外界场景。在遮光状态下,该可穿戴设备为虚拟现实的显示模式,外界的真实场景不能进入到用户眼中,此时,用户只能看到显示屏10上显示的内容,整个可穿戴设备处于虚拟现实的显示模式。
本实施例提供的可穿戴设备,其可以工作在虚拟现实和增强现实的两种工作模式下,并可以通过调节遮光件40的透光率,从而调节外界光线是否进入到可穿戴设备内,当通过对遮光件40施加的电压大小达到某一预设值或者不加电压而使得遮光件40完全不透光时,可穿戴设备工作在虚拟现实模式下,当通过对遮光件40施加的电压大小达到另一预设值而使得遮光件40完全透明时,外界光线可以透过遮光件40进入到可穿戴设备内,并使得人眼可以观看到外界真实场景,可穿戴设备工作在增强现实模式下。
实施例三十九
本实施例基于实施例三十七,并且提供一种与实施例三十八不同的实现方式,遮光件40的设置位置可以与实施例三十八相同,与实施例三十八不同之处在于,遮光件40可以可拆卸地设置在可穿戴设备本体50上。在本实施例中,遮光件40可以为普通的不透光的材料构成,例如,可以为普通的塑料板,木板等等,当然,优选的,该遮光件40的质量较轻,以尽量减轻整个可穿戴设备的重量,提高佩戴的舒适性。在本实施例中,由于遮光件40通过可拆卸的方式设置在可穿戴设备上,因此,以拆装实现虚拟现实和增强现实模式的切换。与实施例三十八不同的是,本实施例中,遮光件40本身充当调节装置。
遮光件40可以采用卡接或者插接等可拆卸的方式设置在可穿戴设备本体50上,当然,可拆卸的连接方式有很多种,本实施例仅例举了较为优选的几种方式,但可以理解的是,实际运用过程中,并不限于上述方式。
本实施例提供可穿戴设备相较于实施例三十八,其结构简单,并且成本较低,也能实现调节外界光线投射到显示屏10上的光通量,只是操作上稍复杂。在本实施例中,可穿戴设备本体50上,且位于人眼的视线前方处可以设置开口,遮光件40直接可拆卸地设在该开口处。或者,在本实施例中,可选的,为保证整个装置的完整性,该遮光件40还可以包括遮光件本体以及支撑件(图中为示出),支撑件可以为透明的玻璃板或者其他透光性材料,支撑件和遮光件本体可以层叠布置,支撑件可以固定在可穿戴设备本体50上,并形成可穿戴设备本体50的一个侧壁,当需要遮光时,将遮光件本体放置在可穿戴设备本体50的内侧并与支撑件层叠布置,当不需要遮光时,将遮光件本体从可穿戴设备本体50上拆除即可。既能保证可穿戴设备外观上的美观程度,也能在一定程度上可以保护可穿戴设备的内部零部件。
实施例四十
本实施例基于实施例三十六至实施例三十九中任一实施例,该可穿戴设备还可以进一步包括瞳距调节系统,该瞳距调节系统分别与第一目镜30a和第二目镜30b相连,用于驱动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,以调节第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离。由于不同人的瞳距可能不同,因此,为适应不同人的使用,本实施例提供的可穿戴设备还具有瞳距调整功能。第一目镜30a和第二目镜30b可活动地设置在可穿戴设备本体50上,由此来保证第一目镜30a和第二目镜30b之间的距离可以改变。
瞳距调节系统可以为手动调节系统,例如,第一目镜30a和第二目镜30b可以通过导轨的方式可活动地连接在可穿戴设备本体50上,第一目镜30a与第二目镜30b可通过连杆连接,用户可操作连杆来调节第一目镜30a与第二目镜30b的位置。或者,第一目镜30a和第二目镜30b通过丝杠丝母的传动方式实现第一目镜30a和第二目镜30b的移动,丝杠上可以具有两段旋向不同的螺纹,两段不同的螺纹段上分别螺接有一个丝母,第一目镜30a和第二目镜30b分别于对应的丝母固定连接,用户可以手动转动丝杠,使得第一目镜30a和第二目镜30b分别对应的丝母沿直线方向相对靠近或相对远离,并带动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,实现瞳距的手动调节。实现手动调节第一目镜30a与第二目镜30b之间距离的方式较多,本实施例不一一例举,本领域技术人员可以根据需求而具体设计。
当然,瞳距的调节也可以通过自动调节的方式实现,可穿戴设备本体50上可以设置用于测量用户瞳孔距离的瞳距测量单元,瞳距调节系统可以根据瞳距测量单元所测得的当前用户的瞳距值,而具体调整第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离,由此,使得瞳距调整更为精确。
实施例四十一
如图7所示,本实施例基于实施例四十,在实施例四十的基础上,瞳距调节系统可以具体包括伺服电机60、伺服电机控制模块70以及传动装置80,伺服电机控制模块70可以用于控制伺服电机60的输出轴的转动角度,传动装置80用于将旋转运动转化为直线运动的,伺服电机60与传动装置80的输入端连接,传动装置80的输出端与第一目镜30a和第二目镜30b连接。
具体的,本实施例中的伺服电机60为微型伺服电机,以适用尺寸较小的眼镜或者头盔等可穿戴设备。传动装置80可以为实施例四十例举的丝杠丝母的配合方式,而伺服电机60的输出轴可以与丝杠固定连接,例如可以通过联轴器连接,伺服电机控制模块70可以接收瞳距测量单元所测得的瞳距信息,并控制伺服电机60的运作,或者,伺服电机控制模块70可以接收用户的触发信号,并根据触发信号控制伺服电机60的启动或停止,以控制第一目镜30a和第二目镜30b的运动或停止。本实施例通过伺服电机60精确调整第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离,以做到精确的瞳距调整。
另外,当调整瞳距时,显示屏10上的画面可以根据第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离做同步平移,以使得人眼中心、目镜中心以及画面中心三点能够处于同一直线上,提高观看的舒适度。
实施例四十二
本实施例提供一种无人机系统,该无人机系统包括用于以无人飞行器第一视角拍摄画面的摄像头(图中未示出),摄像头通信连接有可穿戴设备;请参考附图1~2。其中,可穿戴设备包括第一显示屏10a、第二显示屏10b、第一光学镜片20a、第二光学镜片20b、以及设置在第一显示屏10a与第一光学镜片20a之间的第一目镜30a、设置在第二显示屏10b与第二光学镜片20b之间的第二目镜30b。
其中,第一显示屏10a的显示面11a与第一目镜30a的光轴方向平行。第二显示屏10b的显示面11b与第二目镜30b的光轴方向平行。
第一光学镜片20a上和第二光学镜片20b上分别形成有反射面(21a、21b)。第一光学镜片20a的反射面21a朝向第一显示屏10a,且第一光学镜片20a的反射面21a与第一显示屏10a之间形成第一预设夹角α,以使第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像101a与第一目镜30a的光轴方向垂直。第二光学镜片20b的反射面朝向第二显示屏10b,且第二光学镜片20b的反射面21b与第二显示屏10b之间形成第二预设夹角β,以使第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与第二目镜30b的光轴方向垂直。
在本实施例中,第一光学镜片20a的反射面21a和第二光学镜片20b的反射面21b上可以镀有反射膜或半透半反膜,例如,当第一光学镜片20a、第二光学镜片20b只需要全反射时,该反射面可以镀有反射膜;而当第一光学镜片20a和第二光学镜片20b既需要反射又需要透射时,第一光学镜片20a的反射面21a和第二光学镜片20b的反射面21b可以镀有半反半透膜,例如,在增强现实模式下,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b应均能部分透射部分反射,因此,第一光学镜片20a的反射面21a和第二光学镜片20b的反射面21b可以镀有半透半反膜。
本实施例中的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例一相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统,采用摄像头采集无人飞行器的第一视角的画面,并将该摄像头与可穿戴设备通信连接,通过该沉浸感较强的可穿戴设备,用户可以体验到沉浸感较好的第一视角飞行体验。
实施例四十三
本实施例在实施例四十二的基础上,进一步的,第一显示屏10a与第二显示屏10b可以平行相对设置。更具体的,如图1和图2所示,第一显示屏10a与第二显示屏10b之间可以形成预设距离,且第一光学镜片20a、第二光学镜片20b、第一目镜30a以及第二目镜30b设置在第一显示屏10a与第二显示屏10b之间。
本实施例中的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例二相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备能够保证用户具有较好的沉浸感,并且整个可穿戴设备的体积也较小。
实施例四十四
本实施例基于实施例四十二,并与实施例四十三不同的是,本实施例中的第一显示屏10a与第二显示屏10b可以以贴合相对的方式放置,且第一显示屏10a的显示面11a与第二显示屏10b的显示面11b相背离,第一光学镜片20a的反射面21a朝向第一显示屏10a的显示面11a,第二光学镜片20b的反射面21b朝向第二显示屏10b的显示面11b。在该种方式下,第一显示屏10a和第二显示屏10b可以位于两眼的中间,在佩戴上时,第一显示屏10a和第二显示屏10b放置在人的鼻梁前方,而第一显示屏10a和第二显示屏10b可以选用超薄显示屏,以保证第一显示屏10a和第二显示屏10b尽量较少地遮挡住人眼的视线,保证较好的观看感受。
实施例四十五
本实施例基于实施例四十二至实施例四十四中的任一实施例,请继续参照附图2,第一预设夹角α与第二预设夹角β可以相等。由于第一目镜30a与第二目镜30b的光轴方向基本平行,因此,第一显示屏10a与第二显示屏10b两者之间也基本平行,第一预设夹角α与第二预设夹角β相等,第一光学镜片20a与第二光学镜片20b可以以第一目镜30a和第二目镜30b的对称轴为中心对称设置,由此,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b大致可以形成一等腰三角形的两腰。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例四相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备能够保证用户在观看时能够看到以正视方向显示的物像,用户体验较好。
实施例四十六
本实施例基于实施例四十二至实施例四十五中的任一实施例,本实施例对第一光学镜片20a和第二光学镜片20b进行进一步限定。第一光学镜片20a和第二光学镜片20b均可部分透射部分反射。在本实施例中,优选的,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b可以均为半透半反镜。第一光学镜片20a的反射面21a和第二光学镜片20b的反射面21b上可以镀有半透半反膜。
在该可穿戴设备上,还可以设置摄像头,摄像头可以与第一显示屏10a和第二显示屏10b电连接,第一显示屏10a和第二显示屏10b根据摄像头拍摄的内容显示与拍摄到的内容相配合的显示内容。摄像头可以拍摄当前实景,而处理器则可根据摄像头所拍摄的当前场景生成与当前场景匹配的相关信息,并使得第一显示屏10a和第二显示屏10b上显示与当前场景相关的显示内容。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例五相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备能够使得用户体验用增强现实模式实现在操作无人飞行器时,在视距范围内,将无人飞行器的实际飞行状态与无人飞行器的飞行相关文字或图形信息结合起来,例如,直观显示无人飞行器状态、飞行方向、飞行轨迹、障碍物信息和操作提示、第一视角影像等等。具体的应用场景有很多,在此,本发明实施例不一一例举。
实施例四十七
本实施例基于实施例四十六,在实施例四十六的基础上,该可穿戴设备还可以进一步包括调节装置,调节装置具体用于调节外界光线穿透过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的光通量。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例六相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统,其中无人飞行器的可穿戴设备,能够实现虚拟现实与增强现实的一体化,并能够实现虚拟现实与增强现实之间的切换,用户在利用该可穿戴设备观察无人飞行器时,能够切换上述两种模式,给用户更丰富的模拟飞行体验。
实施例四十八
请继续参照附图1和附图2,本实施例在实施例四十七的基础上,本实施例对调节装置做详细描述。具体的,可穿戴设备还可以包括遮光件40,在具体设置时,遮光件40可以朝向第一光学镜片20a上与反射面21a相对的表面以及第二光学镜片20b上与反射面21b相对的表面,遮光件40用于阻挡外界真实场景的光线投射到第一光学镜片20a和第二光学镜片20b上。
其中,本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备可以包括可穿戴设备本体50,该可穿戴设备本体50可以为如图1所示的盒状结构,遮光件40可以为薄板类结构,或者其他结构。当外界光线需要投射到第一光学镜片20a上与反射面21a相对的表面,以及第二光学镜片20b上与反射面21b相对的表面,则首先需要穿透过遮光件40,因此,当遮光件40阻挡外界光线射入时,用户便无法看到眼前真实景象而沉浸在虚拟现实模式下的虚拟场景中。当然,可穿戴设备本体50的结构以及遮光件40的结构并不限于此,本领域技术人员可以根据实际需求而具体设计不同的可行结构,在此,本实施例不作赘述。
实施例四十九
本实施例基于实施例四十八,具体的,遮光件40可以为透光率可调件,调节装置与遮光件40电连接(图中未示出),调节装置用于调节对遮光件40施加的电压大小,以改变遮光件40的透光率。
另外,优选的,在本实施提供的遮光件40可以垂直于第一显示屏10a和第二显示屏10b设置,从而遮光件40能够达到较好的遮光效果。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例八相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,其可以工作在虚拟现实和增强现实的两种工作模式下,并可以通过调节遮光件40的透光率,从而调节外界光线是否进入到可穿戴设备内,当通过对遮光件40施加的电压大小达到某一预设值或者不加电压而使得遮光件40完全不透光时,可穿戴设备工作在虚拟现实模式下,当通过对遮光件40施加的电压大小达到另一预设值而使得遮光件40完全透明时,外界光线可以透过遮光件40进入到可穿戴设备内,并使得用户可以在视距范围内,观看无人飞行器的真实飞行状态,可穿戴设备工作在增强现实模式下。
实施例五十
本实施例基于实施例四十八,并且提供一种与实施例四十九不同的实现方式,遮光件40的设置位置可以与实施例四十九相同,与实施例四十九不同之处在于,遮光件40可以可拆卸地设置在可穿戴设备本体50上。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例九相同,在此不再赘述。
另外,在本实施例中,可穿戴设备本体50上,且位于人眼的视线前方处可以设置开口,遮光件40直接可拆卸地设在该开口处。或者,在本实施例中,可选的,为保证整个装置的完整性,该遮光件40还可以包括遮光件本体以及支撑件(图中为示出),支撑件可以为透明的玻璃板或者其他透光性材料,支撑件和遮光件本体可以层叠布置,支撑件可以固定在可穿戴设备本体50上,并形成可穿戴设备本体50的一个侧壁,当需要遮光时,将遮光件本体放置在可穿戴设备本体50的内侧并与支撑件层叠布置,当不需要遮光时,将遮光件本体从可穿戴设备本体50上拆除即可。既能保证可穿戴设备外观上的美观程度,也能在一定程度上可以保护可穿戴设备的内部零部件。
本实施例提供的无人机系统相较于实施例四十九,该无人飞行器中的可穿戴设备通过可拆卸的遮光件40,通过将遮光件40安装或者拆卸,实现可穿戴设备的虚拟现实模式和增强现实模式之间的切换,其结构简单,并且成本较低。
本实施例提供的无人机系统实施例五十一
本实施例基于实施例四十二至实施例五十中任一实施例,该无人飞行器中的可穿戴设备还可以进一步包括瞳距调节系统,该瞳距调节系统分别与第一目镜30a和第二目镜30b相连,用于驱动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,以调节第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离。由于不同人的瞳距可能不同,因此,通过瞳距调节为适应不同人的需求。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例十相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,由于通过瞳距调节系统可以调节第一目镜30a和第二目镜30b之间的距离,以适应不同人的不同瞳距。
实施例五十二
图7为本发明实施例提供的瞳距调节系统的控制原理图。如图7所示,本实施例基于实施例五十一,在实施例五十一的基础上,瞳距调节系统可以具体包括伺服电机60、伺服电机控制模块70以及传动装置80,伺服电机控制模块70可以用于控制伺服电机60的输出轴的转动角度,传动装置80用于将旋转运动转化为直线运动的,伺服电机60与传动装置80的输入端连接,传动装置80的输出端与第一目镜30a和第二目镜30b连接。
另外,当调整瞳距时,第一显示屏10a和第二显示屏10b上的画面可以根据第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离做同步平移,以使得人眼中心、目镜中心以及画面中心三点能够处于同一直线上,提高观看的舒适度。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例十一相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备可以精确调整瞳距,用户在使用时的舒适度更好。
实施例五十三
本实施例提供一种无人机系统,包括用于以无人飞行器第一视角拍摄画面的摄像头,该摄像头通信连接有可穿戴设备。
该可穿戴设备包括显示屏、光学镜片、遮光件和调节装置,光学镜片上形成有反射面,显示屏的显示面与光学镜片的反射面之间形成有预设夹角,光学镜片可部分透射部分反射,调节装置用于调节外界光线穿透过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。图4为本发明实施例提供的可穿戴设备的又一种结构示意图;图5为图4中的可穿戴设备的主视图。本实施例提供的可穿戴设备可以参照附图1和附图2,或者,附图4和附图5。在本实施例中,优选的,光学镜片可以为半透半反镜。在光学镜片的反射面上可以镀有半透半反膜。
例如,参照附图1和附图2,显示屏的数量可以为两个(第一显示屏10a、第二显示屏10b),对应的,光学镜片的数量也为两个(第一光学镜片20a、第二光学镜片20b),并分别与两个显示屏配合,第一光学镜片20a的反射面21a与第一显示屏10a的显示面11a之间的夹角为第一预设夹角α,第二光学镜片20b的反射面21b与第二显示屏10b的显示面11b之间的夹角为第二预设夹角β。
例如,参照附图4和附图5,显示屏的数量为一个,如图4和图5中的显示屏,光学镜片的数量为一个,如图4和图5中的光学镜片,显示屏10与光学镜片20之间的夹角为γ。
在该可穿戴设备上,还可以设置摄像头,摄像头可以与显示屏电连接,显示屏根据摄像头拍摄的内容显示与拍摄到的内容相配合的显示内容。摄像头可以拍摄当前实景,而处理器则可根据摄像头所拍摄的当前场景生成与当前场景匹配的相关信息,并使得显示屏上显示与当前场景相关的显示内容。例如,可以实现在操作无人飞行器时,在视距范围内,将无人飞行器的实际飞行状态与无人飞行器的飞行相关文字或图形信息结合起来,例如,直观显示无人飞行器状态、飞行方向、飞行轨迹、障碍物信息和操作提示、第一视角影像等等。具体的应用场景有很多,在此,本发明实施例不一一例举。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例十二相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,通过调节装置调节外界光线穿透入可穿戴设备内部的光通量,当外界光线进入到可穿戴设备内部的光通量为零时,为虚拟现实显示模式,当外界光线能够入射到光学镜片上时,为增强现实显示模式,从而使得该可穿戴设备可在调节装置的调节作用下,实现虚拟现实与增强现实的一体化,并实现虚拟现实与增强现实之间的切换。
实施例五十四
本实施例基于实施例五十三,本实施例对可穿戴设备上的可调节装置做进一步限定,具体的,在具体设置时,遮光件40可以朝向光学镜片上与光学镜片的反射面相对的表面,遮光件用于阻挡外界真实场景的光线投射到光学镜片上。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例十三相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统,无人飞行器中的可穿戴设备当遮光件40阻挡外界光线射入时,用户便无法看到眼前真实景象而沉浸在虚拟现实模式下的虚拟场景中。当然,可穿戴设备本体50的结构以及遮光件40的结构并不限于此,本领域技术人员可以根据实际需求而具体设计不同的可行结构,在此,本实施例不作赘述。
实施例五十五
本实施例基于实施例五十四,具体的,遮光件40可以为透光率可调件,调节装置还与遮光件40电连接(图中未示出),调节装置用于调节对遮光件40施加的电压大小,以改变遮光件40的透光率。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例十四相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,其可以工作在虚拟现实和增强现实的两种工作模式下,并可以通过调节遮光件40的透光率,从而调节外界光线是否进入到可穿戴设备内,当通过对遮光件40施加的电压大小达到某一预设值或者不加电压而使得遮光件40完全不透光时,可穿戴设备工作在虚拟现实模式下,当通过对遮光件40施加的电压大小达到另一预设值而使得遮光件40完全透明时,外界光线可以透过遮光件40进入到可穿戴设备内,并使得人眼可以观看到外界真实场景,可穿戴设备工作在增强现实模式下。
实施例五十六
本实施例基于实施例五十四,并且提供一种与实施例五十五不同的实现方式,遮光件40的设置位置可以与实施例五十五相同,与实施例五十五不同之处在于,遮光件40可以可拆卸地设置在可穿戴设备本体50上。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例十五相同,在此不再赘述。
另外,在本实施例中,可穿戴设备本体50上,且位于人眼的视线前方处可以设置开口,遮光件40直接可拆卸地设在该开口处。或者,在本实施例中,可选的,为保证整个装置的完整性,该遮光件40还可以包括遮光件本体以及支撑件(图中为示出),支撑件可以为透明的玻璃板或者其他透光性材料,支撑件和遮光件本体可以层叠布置,支撑件可以固定在可穿戴设备本体50上,并形成可穿戴设备本体50的一个侧壁,当需要遮光时,将遮光件本体放置在可穿戴设备本体50的内侧并与支撑件层叠布置,当不需要遮光时,将遮光件本体从可穿戴设备本体50上拆除即可。既能保证可穿戴设备外观上的美观程度,也能在一定程度上可以保护可穿戴设备的内部零部件。
本实施例提供的无人机系统相较于实施例五十五,该无人飞行器中的可穿戴设备通过可拆卸的遮光件40,通过将遮光件40安装或者拆卸,实现可穿戴设备的虚拟现实模式和增强现实模式之间的切换,其结构简单,并且成本较低。
本实施例提供的无人机系统实施例五十七
本实施例基于实施例五十三至实施例五十六,进一步的,可参照附图1至图5,可穿戴设备还可以包括第一目镜30a和第二目镜30b,第一目镜30a和第二目镜30b设置在显示屏的显示面与光学镜片的反射面之间。
由于不同人的瞳距可能不同,因此,通过瞳距调节为适应不同人的需求。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例十六相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,由于通过第一目镜30a和第二目镜30b可以提高整个可穿戴设备的沉浸感和显示效果。
实施例五十八
本实施例基于实施例五十七,本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备还可以包括瞳距调节系统,瞳距调节系统分别与第一目镜30a和第二目镜30b相连,用于驱动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,以调节第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离。由于不同人的瞳距可能不同,因此,通过瞳距调节为适应不同人的需求。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例十七相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,由于通过瞳距调节系统可以调节第一目镜30a和第二目镜30b之间的距离,以适应不同人的不同瞳距。
实施例五十九
图7为本发明实施例提供的瞳距调节系统的控制原理图。如图7所示,本实施例基于实施例五十八,在实施例五十八的基础上,瞳距调节系统可以具体包括伺服电机60、伺服电机控制模块70以及传动装置80,伺服电机控制模块70可以用于控制伺服电机60的输出轴的转动角度,传动装置80用于将旋转运动转化为直线运动的,伺服电机60与传动装置80的输入端连接,传动装置80的输出端与第一目镜30a和第二目镜30b连接。
另外,当调整瞳距时,第一显示屏10a和第二显示屏10b上的画面可以根据第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离做同步平移,以使得人眼中心、目镜中心以及画面中心三点能够处于同一直线上,提高观看的舒适度。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例十八相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备可以精确调整瞳距,用户在使用时的舒适度更好。
实施例六十
本实施例提供一种无人机系统,包括用于以无人飞行器第一视角拍摄画面的摄像头,该摄像头通信连接有可穿戴设备。本实施例中的可穿戴设备的结构请参照附图1~2。该可穿戴设备包括第一显示屏10a、第二显示屏10b、第一光学镜片20a、第二光学镜片20b、遮光件40和调节装置。
第一光学镜片20a上和第二光学镜片20b上分别形成有反射面(21a、21b),第一显示屏10a的显示面11a与第一光学镜片20a的反射面21a之间形成第一预设夹角α;第二显示屏10b的显示面11b与第二光学镜片20b的反射面21b之间形成第二预设夹角β第一光学镜片20a和第二光学镜片20b均可部分透射部分反射,调节装置用于调节穿过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量。在本实施例中,优选的,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b可以均为半透半反镜。
在该可穿戴设备上,还可以设置摄像头,摄像头可以与第一显示屏10a和第二显示屏10b电连接,第一显示屏10a和第二显示屏10b根据摄像头拍摄的内容显示与拍摄到的内容相配合的显示内容。摄像头可以拍摄当前实景,而处理器则可根据摄像头所拍摄的当前场景生成与当前场景匹配的相关信息,并使得第一显示屏10a和第二显示屏10b上显示与当前场景相关的显示内容。例如,可以实现在操作无人飞行器时,在视距范围内,将无人飞行器的实际飞行状态与无人飞行器的飞行相关文字或图形信息结合起来,例如,直观显示无人飞行器状态、飞行方向、飞行轨迹、障碍物信息和操作提示、第一视角影像等等。具体的应用场景有很多,在此,本发明实施例不一一例举。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例十九相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备可以为眼镜或者头盔等产品,本实施例不作限定。本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,通过双显示屏显示(第一显示屏10a和第二显示屏10b),并通过具有反射功能的第一光学镜片20a和第二光学镜片20b分别将第一显示屏10a和第二显示屏10b上的显示内容分别入射至人的左右眼中,由于第一光学镜片20a和第二光学镜片20b均可部分透射部分反射,而调节装置可以调节外界光线穿透过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的光通量,由此,使得该可穿戴设备可在调节装置的调节作用下,实现虚拟现实与增强现实的一体化,并实现虚拟现实模式与增强现实模式之间的切换。
实施例六十一
本实施例基于实施例六十,进一步的,在具体设置时,遮光件40可以朝向第一光学镜片20a上与反射面21a相对的表面以及第二光学镜片20b上与反射面21b相对的表面,遮光件40用于阻挡外界真实场景的光线投射到第一光学镜片20a和第二光学镜片20b上。
其中,本实施例提供的可穿戴设备可以包括可穿戴设备本体50,该可穿戴设备本体50可以为如图1所示的盒状结构,遮光件40可以为薄板类结构,或者其他结构。当外界光线需要投射到第一光学镜片20a上与反射面21a相对的表面,以及第二光学镜片20b上与反射面21b相对的表面,则首先需要穿透过遮光件40,因此,当遮光件40阻挡外界光线射入时,用户便无法看到眼前真实景象而沉浸在虚拟现实模式下的虚拟场景中。当然,可穿戴设备本体50的结构以及遮光件40的结构并不限于此,本领域技术人员可以根据实际需求而具体设计不同的可行结构,在此,本实施例不作赘述。
本实施例提供的无人机系统,无人飞行器中的可穿戴设备当遮光件40阻挡外界光线射入时,用户便无法看到眼前真实景象而沉浸在虚拟现实模式下的虚拟场景中。当然,可穿戴设备本体50的结构以及遮光件40的结构并不限于此,本领域技术人员可以根据实际需求而具体设计不同的可行结构,在此,本实施例不作赘述。本实施例可以通过遮光件40控制外界光线投射到第一光学镜片20a和第二光学镜片20b上的光量,从而实现虚拟现实模式与增强现实模式之间的切换。
实施例六十二
本实施例基于实施例六十一,具体的,遮光件40可以为透光率可调件,调节装置与遮光件40电连接(图中未示出),调节装置用于调节对遮光件40施加的电压大小,以改变遮光件40的透光率。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例二十一相同,在此不再赘述。
另外,优选的,在本实施提供的遮光件40可以垂直于第一显示屏10a和第二显示屏10b设置,从而遮光件40能够达到较好的遮光效果。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,其可以工作在虚拟现实和增强现实的两种工作模式下,并可以通过调节遮光件40的透光率,从而调节外界光线是否进入到可穿戴设备内,当通过对遮光件40施加的电压大小达到某一预设值或者不加电压而使得遮光件40完全不透光时,可穿戴设备工作在虚拟现实模式下,当通过对遮光件40施加的电压大小达到另一预设值而使得遮光件40完全透明时,外界光线可以透过遮光件40进入到可穿戴设备内,并使得人眼可以观看到外界真实场景,可穿戴设备工作在增强现实模式下。
实施例六十三
本实施例基于实施例六十一,并且提供一种与实施例六十二不同的实现方式,遮光件40的设置位置可以与实施例六十二相同,与实施例六十二不同之处在于,遮光件40可以可拆卸地设置在可穿戴设备本体50上。在本实施例中,遮光件40可以为普通的不透光的材料构成,例如,可以为普通的塑料板,木板等等,当然,优选的,该遮光件40的质量较轻,以尽量减轻整个可穿戴设备的重量,提高佩戴的舒适性。
遮光件40可以采用卡接或者插接等可拆卸的方式设置在可穿戴设备本体50上,当然,可拆卸的连接方式有很多种,本实施例仅例举了较为优选的几种方式,但可以理解的是,实际运用过程中,并不限于上述方式。
本实施例提供可穿戴设备相较于实施例六十二,其结构简单,并且成本较低,也能实现调节外界光线投射到光学镜片上的光通量,只是操作上稍复杂。在本实施例中,可穿戴设备本体50上,且位于人眼的视线前方处可以设置开口,遮光件40直接可拆卸地设在该开口处。或者,在本实施例中,可选的,为保证整个装置的完整性,该遮光件40还可以包括遮光件本体以及支撑件(图中为示出),支撑件可以为透明的玻璃板或者其他透光性材料,支撑件和遮光件本体可以层叠布置,支撑件可以固定在可穿戴设备本体50上,并形成可穿戴设备本体50的一个侧壁,当需要遮光时,将遮光件本体放置在可穿戴设备本体50的内侧并与支撑件层叠布置,当不需要遮光时,将遮光件本体从可穿戴设备本体50上拆除即可。既能保证可穿戴设备外观上的美观程度,也能在一定程度上可以保护可穿戴设备的内部零部件。
实施例六十四
本实施了基于实施例六十至实施例六十三中任一实施例,第一显示屏10a与第一光学镜片20a之间可以设有第一目镜30a,第二显示屏10b与第二光学镜片20b之间设有第二目镜30b,第一目镜30a和第二目镜30b可以均为至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组,第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像101a与第一目镜30a的光轴方向垂直,第二显示屏10b透射到第二光学镜片20b上物像与第二目镜30b的光轴方向垂直。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例二十三相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,通过双显示屏显示(第一显示屏10a和第二显示屏10b),并通过具有反射功能的第一光学镜片20a和第二光学镜片20b分别将第一显示屏10a和第二显示屏10b上的显示内容分别入射至人的左右眼中,由于第一光学镜片20a和第二光学镜片20b均可部分透射部分反射,而调节装置可以调节外界光线穿透过第一光学镜片20a和第二光学镜片20b的光通量,由此,使得该可穿戴设备可在调节装置的调节作用下,实现虚拟现实与增强现实的一体化,并实现虚拟现实模式与增强现实模式之间的切换。并且,相较于现有技术,在同样的屏幕参数下,单眼的有效显示区域能够达到为5.5英寸,分辨率为2560×1440,经过试验,不通过目镜的视场角即可达到45°左右,并通过加入目镜放大1.5倍后,可实现70°的视场角,能够实现很强的沉浸感,并且由于单眼的有效显示区域较大,目镜的放大倍数不需要很高也能达到较好的沉浸感,且用户在使用时视觉效果上的颗粒感较弱,显示效果较为细腻。而对于头盔产品来说,则可采用更大的尺寸更高分辨率的显示屏来达到更好的显示效果。
实施例六十五
本实施例基于实施例六十至实施例六十四中任一实施例,进一步的,第一显示屏10a与第二显示屏10b可以平行相对设置。更具体的,如图1和图2所示,第一显示屏10a与第二显示屏10b之间可以形成预设距离,且第一光学镜片20a、第二光学镜片20b、第一目镜30a以及第二目镜30b设置在第一显示屏10a与第二显示屏10b之间。第一显示屏10a与第二显示屏10b之间的放置位置大体上可以根据人脸部或者头部的宽度而设定,以使得在使用时,第一显示屏10a和第二显示屏10b能够基本平行相对地设置在人的眼睛两侧,一方面能够保证用户在使用时具有较好的观看感受,另一方面能够节省可穿戴设备的结构空间,保证整个可穿戴设备的体积较小。
实施例六十六
本实施例基于实施例六十至实施例六十四中任一实施例,并与实施例六十五不同的是,本实施例中的第一显示屏10a与第二显示屏10b可以以贴合相对的方式放置,且第一显示屏10a的显示面11a与第二显示屏10b的显示面11b相背离,第一光学镜片20a的反射面21a朝向第一显示屏10a的显示面11a,第二光学镜片20b的反射面21b朝向第二显示屏10b的显示面11b。在该种方式下,第一显示屏10a和第二显示屏10b可以位于两眼的中间,在佩戴上时,第一显示屏10a和第二显示屏10b放置在人的鼻梁前方,而第一显示屏10a和第二显示屏10b可以选用超薄显示屏,以保证第一显示屏10a和第二显示屏10b尽量较少地遮挡住人眼的视线,保证较好的观看感受。
实施例六十七
本实施例基于实施例六十至实施例六十六中任一实施例,请继续参照附图2,第一预设夹角α与第二预设夹角β可以相等。由于第一目镜30a与第二目镜30b的光轴方向基本平行,因此,第一显示屏10a与第二显示屏10b两者之间也基本平行,第一预设夹角α与第二预设夹角β相等,第一光学镜片20a与第二光学镜片20b可以以第一目镜30a和第二目镜30b的对称轴为中心对称设置,由此,第一光学镜片20a和第二光学镜片20b大致可以形成一等腰三角形的两腰。
在上述实施例的基础上,优选的,第一预设夹角α和第二预设夹角β可以为45°。可以使得第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像与第一目镜30a的光轴方向垂直,第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与所述第二目镜30b的光轴方向垂直。当然,本领域技术人员可以理解,在具体设计时,第一预设夹角α和第二预设夹角β也可以在误差允许的范围内变动,例如,第一预设夹角α的允许范围为45°±5°,第二预设夹角β的允许范围为45°±5°。第一预设夹角α和第二预设夹角β的取值在45°左右,以使得第一显示屏10a投射到第一光学镜片20a上所成物像与第一目镜30a的光轴方向能够基本垂直,第二显示屏10b投射到第二光学镜片20b上所成物像与所述第二目镜30b的光轴方向能够基本垂直。用户在观看时能够看到以正视方向显示的物像,用户体验较好。
实施例六十八
本实施例基于实施例六十四,进一步的,该无人飞行器中的可穿戴设备还可以进一步包括瞳距调节系统,该瞳距调节系统分别与第一目镜30a和第二目镜30b相连,用于驱动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,以调节第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离。由于不同人的瞳距可能不同,因此,通过瞳距调节为适应不同人的需求。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例二十七相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,由于通过瞳距调节系统可以调节第一目镜30a和第二目镜30b之间的距离,以适应不同人的不同瞳距。
实施例六十九
如图7所示,本实施例基于实施例六十八,在实施例六十八的基础上,瞳距调节系统可以具体包括伺服电机60、伺服电机控制模块70以及传动装置80,伺服电机控制模块70可以用于控制伺服电机60的输出轴的转动角度,传动装置80用于将旋转运动转化为直线运动的,伺服电机60与传动装置80的输入端连接,传动装置80的输出端与第一目镜30a和第二目镜30b连接。
另外,当调整瞳距时,第一显示屏10a和第二显示屏10b上的画面可以根据第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离做同步平移,以使得人眼中心、目镜中心以及画面中心三点能够处于同一直线上,提高观看的舒适度。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例二十八相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备可以精确调整瞳距,用户在使用时的舒适度更好。
实施例七十
本实施例提供一种无人机系统,该无人飞行器包括用于以无人飞行器第一视角拍摄画面的摄像头(图中未示出),摄像头通信连接有可穿戴设备;请参照附图4或附图5,本实施例提供的无人机系统器的可穿戴设备包括:显示屏10、光学镜片20、遮光件40和调节装置,显示屏10和光学镜片20的数量均为一个,光学镜片20上形成有反射面21,显示屏10的显示面11与光学镜片20的反射面21之间形成有预设夹角γ,光学镜片20可部分透射部分反射,调节装置用于调节穿透过遮光件40而到达可穿戴设备内部的光通量。在本实施例中,优选的,光学镜片20可以为半透半反镜。
在该可穿戴设备上,还可以设置摄像头,摄像头可以与显示屏10电连接,显示屏10根据摄像头拍摄的内容显示与拍摄到的内容相配合的显示内容。摄像头可以拍摄当前实景,而处理器则可根据摄像头所拍摄的当前场景生成与当前场景匹配的相关信息,并使得显示屏10上显示与当前场景相关的显示内容。例如可以实现在操作无人飞行器时,在视距范围内,将无人飞行器的实际飞行状态与无人飞行器的飞行相关文字或图形信息结合起来,例如,直观显示无人飞行器状态、飞行方向、飞行轨迹、障碍物信息和操作提示、第一视角影像等等。具体的应用场景有很多,在此,本发明实施例不一一例举。
本实施例中的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例二十九相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备可以为眼镜或者头盔等产品,本实施例不作限定。本实施例提供的可穿戴设备,通过单个显示屏10显示,结构简单,整个可穿戴设备的体积可以做得较小。显示屏10上的显示内容可以通过具有反射功能的光学镜片20入射至人的左右眼中,由于光学镜片20可部分透射部分反射,而调节装置可以调节外界光线穿透过遮光件而到达可穿戴设备内部的光通量,由此,使得该可穿戴设备可在调节装置的调节作用下,实现虚拟现实与增强现实的一体化,并实现虚拟现实模式与增强现实模式之间的切换。
实施例七十一
本实施例基于实施例七十,进一步的,在具体设置时,遮光件40可以朝向光学镜片20上与反射面21相对的表面,遮光件40用于阻挡外界真实场景的光线投射到光学镜片20上。
本实施例中的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例三十相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备通过遮光件40控制外界光线投射到光学镜片20上的光量,从而实现虚拟现实模式与增强现实模式之间的切换。
实施例七十二
本实施例基于实施例七十一,具体的,遮光件40可以为透光率可调件,调节装置还与遮光件40电连接(图中未示出),调节装置用于调节对遮光件40施加的电压大小,以改变遮光件40的透光率。
另外,优选的,在本实施提供的遮光件40显示屏10之间的角度可以等于显示屏10与光学镜片20之间的预设夹角设置,从而遮光件40能够达到较好的遮光效果。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例三十一相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备,其可以工作在虚拟现实和增强现实的两种工作模式下,并可以通过调节遮光件40的透光率,从而调节外界光线是否进入到可穿戴设备内,当通过对遮光件40施加的电压大小达到某一预设值或者不加电压而使得遮光件40完全不透光时,可穿戴设备工作在虚拟现实模式下,当通过对遮光件40施加的电压大小达到另一预设值而使得遮光件40完全透明时,外界光线可以透过遮光件40进入到可穿戴设备内,并使得人眼可以观看到外界真实场景,可穿戴设备工作在增强现实模式下。
实施例七十三
本实施例基于实施例七十一,并且提供一种与实施例七十二不同的实现方式,遮光件40的设置位置可以与实施例七十二相同,与实施例七十二不同之处在于,遮光件40可以可拆卸地设置在可穿戴设备本体50上。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例三十二相同,在此不再赘述。
另外,在本实施例中,可穿戴设备本体50上,且位于人眼的视线前方处可以设置开口,遮光件40直接可拆卸地设在该开口处。或者,在本实施例中,可选的,为保证整个装置的完整性,该遮光件40还可以包括遮光件本体以及支撑件(图中为示出),支撑件可以为透明的玻璃板或者其他透光性材料,支撑件和遮光件本体可以层叠布置,支撑件可以固定在可穿戴设备本体50上,并形成可穿戴设备本体50的一个侧壁,当需要遮光时,将遮光件本体放置在可穿戴设备本体50的内侧并与支撑件层叠布置,当不需要遮光时,将遮光件本体从可穿戴设备本体50上拆除即可。既能保证可穿戴设备外观上的美观程度,也能在一定程度上可以保护可穿戴设备的内部零部件。
本实施例提供的无人机系统相较于实施例七十二,该无人飞行器中的可穿戴设备通过可拆卸的遮光件40,通过将遮光件40安装或者拆卸,实现可穿戴设备的虚拟现实模式和增强现实模式之间的切换,其结构简单,并且成本较低。
实施例七十四
本实施了基于实施例七十至实施例七十三中任一实施例,本实施例提供无人飞行器中的的可穿戴设备还包括第一目镜30a和第二目镜30b,第一目镜30a和第二目镜30b设置在显示屏10的显示面11与光学镜片20的反射面21之间。具体的,第一目镜30a和第二目镜30b可以均为至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组。
本领域技术人员能够理解的是,在光学系统中,目镜一般为将物镜所成的像放大后供眼睛观察用的光学部件,用户通过第一目镜30a和第二目镜30b看到的图像是呈放大后的图像。在本实施例中,优选的,第一目镜30a和第二目镜30b均为由至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组。凸透镜可以起到进一步放大图像,提高视场角,提高沉浸感的作用。而凹透镜可以起到限制视场,只允许一定范围内的光线通过透镜组的作用。
本实施例提供的可穿戴设备在使用过程中,第一目镜30a可以供用户的左眼观看,第二目镜30b可以供用户右眼观看。显示屏10的显示面11与第一目镜30a的光轴方向可以呈一定角度,显示屏10投射到光学镜片20上所成物像与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直,即,物像各个点到目镜平面的距离相同,从而避免物像呈梯形,影响观看效果。显示屏10与光学镜片20之间的预设夹角γ的取值可以决定显示屏10经过光学镜片20反射后形成的物像是否与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直。
需要说明的是,在本实施例中,由于优选的,第一目镜30a和第二目镜30b均为至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组,则显示屏10上显示的画面内容经过光学镜片20反射后形成的物像为虚像。
实施例七十五
本实施例基于实施例七十四,该可穿戴设备还可以进一步包括瞳距调节系统,该瞳距调节系统分别与第一目镜30a和第二目镜30b相连,用于驱动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,以调节第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离。由于不同人的瞳距可能不同,因此,通过瞳距调节为适应不同人的需求。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例三十四相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,由于通过瞳距调节系统可以调节第一目镜30a和第二目镜30b之间的距离,以适应不同人的不同瞳距。
实施例七十六
本实施例基于实施例七十五,在实施例七十五的基础上,如图7所示,瞳距调节系统可以具体包括伺服电机60、伺服电机控制模块70以及传动装置80,伺服电机控制模块70可以用于控制伺服电机60的输出轴的转动角度,传动装置80用于将旋转运动转化为直线运动的,伺服电机60与传动装置80的输入端连接,传动装置80的输出端与第一目镜30a和第二目镜30b连接。
另外,当调整瞳距时,显示屏10上的画面可以根据第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离做同步平移,以使得人眼中心、目镜中心以及画面中心三点能够处于同一直线上,提高观看的舒适度。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例三十五相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备可以精确调整瞳距,用户在使用时的舒适度更好。
实施例七十七
本实施例提供一种无人机系统,包括用于以无人飞行器第一视角拍摄画面的摄像头,该摄像头通信连接有可穿戴设备。图6为本发明实施例提供的可穿戴设备的第四种结构示意图;如图6所示,本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备包括:显示屏10、第一目镜30a、第二目镜30b、遮光件40和调节装置,显示屏10与第一目镜30a和第二目镜30b的光轴方向垂直,显示屏10可供光线透射,调节装置用于调节穿过遮光件40而到达可穿戴设备内部的光通量。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例三十六相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,将具有可供光线透射的显示屏10直接放置在人眼前,用户可观看到显示屏10上的内容,也可以同时看到眼前的外界真实场景,即能够实现增强现实的显示模式,而调节装置可以调节显示屏10的光通量,以调节外界真实场景的光线是否通过显示屏10进入到人眼中,当调节至外界光线无法进入到人眼中时,该可穿戴设备为虚拟现实显示模式。本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备能够实现虚拟现实和增强现实一体化,并且能够实现虚拟现实与增强现实之间的切换,用户能够在利用该可穿戴设备观察无人飞行器的飞行状态时,可以在虚拟现实和增强现实模式下体验不同的观看效果,灵活性较好。
实施例七十八
本实施例基于实施例七十七,进一步的,遮光件40可以与显示屏10平行设置,遮光件40用于阻挡外界真实场景的光线投射到显示屏10上。遮光件40可以为薄板类结构,或者其他结构。由于外界光线需要穿过到显示屏10才能到达人眼中,当遮光件40阻挡外界光线射入时,用户便无法看到眼前真实景象而沉浸在虚拟现实模式下的虚拟场景中。当然,可穿戴设备本体50的结构以及遮光件40的结构并不限于此,本领域技术人员可以根据实际需求而具体设计不同的可行结构,在此,本实施例不作赘述。
实施例七十九
本实施例基于实施例遮光件40可以为透光率可调件,调节装置与遮光件40电连接的,调节装置用于调节对遮光件40施加的电压大小,以改变遮光件40的透光率。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和实现方式以及连接关系均与实施例三十八相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,其可以工作在虚拟现实和增强现实的两种工作模式下,并可以通过调节遮光件40的透光率,从而调节外界光线是否进入到可穿戴设备内,当通过对遮光件40施加的电压大小达到某一预设值或者不加电压而使得遮光件40完全不透光时,可穿戴设备工作在虚拟现实模式下,当通过对遮光件40施加的电压大小达到另一预设值而使得遮光件40完全透明时,外界光线可以透过遮光件40进入到可穿戴设备内,并使得人眼可以观看到外界真实场景,可穿戴设备工作在增强现实模式下。
实施例八十
本实施例基于实施例七十八,并且提供一种与实施例七十九不同的实现方式,遮光件40的设置位置可以与实施例七十九相同,与实施例七十九不同之处在于,遮光件40可以可拆卸地设置在可穿戴设备本体50上。本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例三十九相同,在此不再赘述。
另外,在本实施例中,可穿戴设备本体50上,且位于人眼的视线前方处可以设置开口,遮光件40直接可拆卸地设在该开口处。或者,在本实施例中,可选的,为保证整个装置的完整性,该遮光件40还可以包括遮光件本体以及支撑件(图中为示出),支撑件可以为透明的玻璃板或者其他透光性材料,支撑件和遮光件本体可以层叠布置,支撑件可以固定在可穿戴设备本体50上,并形成可穿戴设备本体50的一个侧壁,当需要遮光时,将遮光件本体放置在可穿戴设备本体50的内侧并与支撑件层叠布置,当不需要遮光时,将遮光件本体从可穿戴设备本体50上拆除即可。既能保证可穿戴设备外观上的美观程度,也能在一定程度上可以保护可穿戴设备的内部零部件。
本实施例提供的无人机系统相较于实施例七十八,该无人飞行器中的可穿戴设备通过可拆卸的遮光件40,通过将遮光件40安装或者拆卸,实现可穿戴设备的虚拟现实模式和增强现实模式之间的切换,其结构简单,并且成本较低。
实施例八十一
本实施例基于实施例七十七至实施例八十中任一实施例,本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备还可以进一步包括瞳距调节系统,该瞳距调节系统分别与第一目镜30a和第二目镜30b相连,用于驱动第一目镜30a和第二目镜30b相对靠近或相对远离,以调节第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离。由于不同人的瞳距可能不同,因此,通过瞳距调节为适应不同人的需求。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例四十相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备,由于通过瞳距调节系统可以调节第一目镜30a和第二目镜30b之间的距离,以适应不同人的不同瞳距。
实施例八十二
如图7所示,本实施例基于实施例八十一,在实施例八十一的基础上,瞳距调节系统可以具体包括伺服电机60、伺服电机控制模块70以及传动装置80,伺服电机控制模块70可以用于控制伺服电机60的输出轴的转动角度,传动装置80用于将旋转运动转化为直线运动的,伺服电机60与传动装置80的输入端连接,传动装置80的输出端与第一目镜30a和第二目镜30b连接。
另外,当调整瞳距时,显示屏10上的画面可以根据第一目镜30a与第二目镜30b之间的距离做同步平移,以使得人眼中心、目镜中心以及画面中心三点能够处于同一直线上,提高观看的舒适度。
本实施例提供的无人机系统的可穿戴设备的具体原理和具体实现方式以及连接关系均与实施例四十一相同,在此不再赘述。
本实施例提供的无人机系统中的可穿戴设备可以精确调整瞳距,用户在使用时的舒适度更好。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (20)

1.一种可穿戴设备,其特征在于,包括:一显示屏、一光学镜片、一遮光件、第一目镜和第二目镜,所述显示屏包括相对的第一端和第二端,所述第一端靠近所述遮光件,所述第二端靠近所述第一目镜和第二目镜,所述显示屏由第一端向第二端倾斜延伸设置在可穿戴设备本体中,所述第一端高于所述第二端,所述第二端高于所述第一目镜和第二目镜;
所述光学镜片上形成有反射面,所述显示屏的显示面与所述光学镜片的反射面之间形成有预设夹角,所述光学镜片可部分透射部分反射;所述遮光件与所述光学镜片之间的夹角等于所述显示屏与所述光学镜片之间的预设夹角;所述显示屏与所述光学镜片之间的夹角与所述遮光件与所述光学镜片之间的夹角之和小于90度;
所述遮光件可拆卸地设置在可穿戴设备本体上,当所述遮光件设置于所述可穿戴设备本体上时,外界光线无法进入到可穿戴设备内,所述显示屏发射的光线经所述光学镜片反射后进入所述第一目镜和第二目镜,所述可穿戴设备工作在虚拟现实模式下;
当所述遮光件从所述可穿戴设备本体卸下时,外界光线可以进入到可穿戴设备内,经过所述光学镜片后进入第一目镜和第二目镜,所述可穿戴设备工作在增强现实模式下;
通过拆卸所述遮光件以使所述可穿戴设备在虚拟现实模式和增强现实模式之间切换;
所述可穿戴设备还设置有摄像头,用于实现行人检测、人脸识别、二维码识别中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的可穿戴设备,其特征在于,所述光学镜片为半透半反镜。
3.根据权利要求2所述的可穿戴设备,其特征在于,所述光学镜片的反射面上镀设有半透半反膜。
4.根据权利要求1所述的可穿戴设备,其特征在于,所述遮光件朝向所述光学镜片上与反射面相对的表面,所述遮光件用于阻挡外界真实场景的光线投射到所述光学镜片上。
5.根据权利要求1所述的可穿戴设备,其特征在于,所述第一目镜和所述第二目镜设置在所述显示屏的显示面与所述光学镜片的反射面之间。
6.根据权利要求5所述的可穿戴设备,其特征在于,所述显示屏的显示面投射到所述光学镜片上所成物像与所述第一目镜和所述第二目镜的光轴方向垂直。
7.根据权利要求5所述的可穿戴设备,其特征在于,所述第一目镜和所述第二目镜均为至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组。
8.根据权利要求5所述的可穿戴设备,其特征在于,还包括瞳距调节系统,所述瞳距调节系统分别与第一目镜和第二目镜相连,用于驱动所述第一目镜和所述第二目镜相对靠近或相对远离,以调节所述第一目镜与所述第二目镜之间的距离。
9.根据权利要求8所述的可穿戴设备,其特征在于,所述瞳距调节系统包括伺服电机,用于控制所述伺服电机的输出轴的转动角度的伺服电机控制模块,以及用于将旋转运动转化为直线运动的传动装置,所述伺服电机与所述传动装置的输入端连接,所述传动装置的输出端与所述第一目镜和第二目镜连接。
10.根据权利要求1所述的可穿戴设备,其特征在于,所述摄像头与所述显示屏电连接,所述显示屏根据摄像头拍摄的内容显示与所述拍摄到的内容相配合的显示内容;所述摄像头还用于获取用户的手势信息,以使处理器根据所述手势信息执行与所述手势信息匹配的操作。
11.一种无人机系统,其特征在于,包括用于以无人飞行器第一视角拍摄画面的摄像头,所述摄像头通信连接有可穿戴设备;
所述可穿戴设备包括:一显示屏、一光学镜片、一遮光件、第一目镜和第二目镜;所述显示屏包括相对的第一端和第二端,所述第一端靠近所述遮光件,所述第二端靠近所述第一目镜和第二目镜,所述显示屏由第一端向第二端倾斜延伸设置在可穿戴设备本体中,所述第一端高于所述第二端,所述第二端高于所述第一目镜和第二目镜;
所述光学镜片上形成有反射面,所述显示屏的显示面与所述光学镜片的所述反射面之间形成有预设夹角,所述光学镜片可部分透射部分反射;所述遮光件与所述光学镜片之间的夹角等于所述显示屏与所述光学镜片之间的预设夹角;所述显示屏与所述光学镜片之间的夹角与所述遮光件与所述光学镜片之间的夹角之和小于90度;
所述遮光件可拆卸地设置在可穿戴设备本体上,当所述遮光件设置于所述可穿戴设备本体上时,外界光线无法进入到可穿戴设备内,所述显示屏发射的光线经所述光学镜片反射后进入所述第一目镜和第二目镜,所述可穿戴设备工作在虚拟现实模式下;
当所述遮光件从所述可穿戴设备本体卸下时,外界光线可以进入到可穿戴设备内,经过所述光学镜片后进入第一目镜和第二目镜,所述可穿戴设备工作在增强现实模式下;
通过拆卸所述遮光件以使所述可穿戴设备在虚拟现实模式和增强现实模式之间切换;
所述可穿戴设备还设置有摄像头,用于实现行人检测、人脸识别、二维码识别中的至少一个。
12.根据权利要求11所述的无人机系统,其特征在于,所述光学镜片为半透半反镜。
13.根据权利要求12所述的无人机系统,其特征在于,所述光学镜片的反射面上镀设有半透半反膜。
14.根据权利要求11所述的无人机系统,其特征在于,所述遮光件朝向所述光学镜片上与反射面相对的表面,所述遮光件用于阻挡外界真实场景的光线投射到所述光学镜片上。
15.根据权利要求11所述的无人机系统,其特征在于,所述第一目镜和所述第二目镜设置在所述显示屏的显示面与所述光学镜片的反射面之间。
16.根据权利要求15所述的无人机系统,其特征在于,所述显示屏的显示面投射到所述光学镜片上所成物像与所述第一目镜和所述第二目镜的光轴方向垂直。
17.根据权利要求15所述的无人机系统,其特征在于,所述第一目镜和所述第二目镜均为至少一个凸透镜和至少一个凹透镜层叠布置形成的透镜组。
18.根据权利要求15所述的无人机系统,其特征在于,还包括瞳距调节系统,所述瞳距调节系统分别与第一目镜和第二目镜相连,用于驱动所述第一目镜和所述第二目镜相对靠近或相对远离,以调节所述第一目镜与所述第二目镜之间的距离。
19.根据权利要求18所述的无人机系统,其特征在于,所述瞳距调节系统包括伺服电机,用于控制所述伺服电机的输出轴的转动角度的伺服电机控制模块,以及用于将旋转运动转化为直线运动的传动装置,所述伺服电机与所述传动装置的输入端连接,所述传动装置的输出端与所述第一目镜和第二目镜连接。
20.根据权利要求11所述的无人机系统,其特征在于,所述可穿戴设备上的摄像头与所述显示屏电连接,所述显示屏根据摄像头拍摄的内容显示与所述拍摄到的内容相配合的显示内容;所述摄像头还用于获取用户的手势信息,以使处理器根据所述手势信息执行与所述手势信息匹配的操作。
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