CN206387961U - 头戴显示设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种头戴显示设备,包括:佩戴部、图像采集模块、显示部和图像处理模块,显示部设置在佩戴部上;图像采集模块设置在佩戴部上,用于采集使用者的面部图像;图像处理模块设置在佩戴部上,并与图像采集模块连接,用于接收面部图像,并对使用者的面部图像进行分析处理,以识别使用者的表情。本实用新型提供的头戴显示设备,图像采集模块通过采集使用者使用头戴显示设备的面部图像信息,图像处理模块分析图像信息并得出使用者当时的情绪,通过对使用者表情的捕捉和分析,可以让头戴显示设备更好的了解使用者意图,提升使用者的交互体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现实里更自然的交互。

Description

头戴显示设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及虚拟现实领域,尤其是一种头戴显示设备。
背景技术
[0002]目肖U,现有虚拟现头(VR,Virtual Reality)技术、增强现实(AR,Augmented Reality)技术、混合现实(MR,Mixed Reality)技术一般对人的动作、声音进行识别,并根据 动作、声音提升使用者的交互体验,从而使人在虚拟现实、增强现实或混合现实里实现良好 的交互,但是,人的情绪也是判断人机交互体验重要因素,如果虚拟现实、增强现实或混合 现实中只是通过动作、声音来实现人机交互,不能够准确的了解使用者的使用意图,会导致 使用者的体验效果不好。 实用新型内容
[0003] 为了解决上述技术问题至少之一,本实用新型的目的在于提供了一种头戴显示设 备,包括:佩戴部;显示部,所述显示部设置在所述佩戴部上;图像采集模块,所述图像采集 模块设置在所述佩戴部上,用于采集使用者的面部图像;和图像处理模块,所述图像处理模 块设置在所述佩戴部上,并与所述图像采集模块连接,用于接收面部图像,并对使用者的面 部图像进行分析处理,以识别使用者的表情。
[0004] 本实用新型提供的头戴显示设备,图像采集模块通过采集使用者使用头戴显示设 备的面部图像信息,图像处理模块分析图像信息并得出使用者当时的情绪,通过对使用者 表情的捕捉和分析,可以让头戴显示设备更好的了解使用者意图,提升使用者的交互体验, 让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现实里更自然的交互,从而提高了产品的使用舒适 度,进而增加了产品的市场竞争力。
[0005] 另外,本实用新型提供的头戴显示设备还可以具有如下附加技术特征:
[0006] 在上述技术方案中,所述图像采集模块可拆卸地安装在所述佩戴部上,所述图像 采集模块上设置有通信插头,所述图像处理模块上设置有通信插口,所述通信插头插入所 述通信插口内,以使所述图像采集模块与所述图像处理模块连接。
[0007] 在该技术方案中,当图像采集模块损坏时,使用者可直接将通信插头从通信插口 拔出,然后将图像采集模块从佩戴部上拆卸下来进行更换,即在产品的图像采集模块损坏 时,可以对图像采集模块进行更换,从而延长了产品的整体使用寿命。
[0008] 在上述任一项技术方案中,所述佩戴部包括:壳体,所述壳体围成容纳腔,巧述壳 体的一端设置有与所述容纳腔连通的开口,所述壳体包括侧围板和前板,所述图像采集模 块设置在所述侧围板上,所述壳体能够罩在使用者的眼睛上;和固定件,所述固定件与所述 壳体连接,以将所述壳体固定在使用者的头部。 …、
[0009] 在该技术方案中,壳体罩在使用者的眼睛上,壳体与使用者的面部围成一个密闭 的腔体,减少了光线进入容纳腔数量,从而降低了环境的光线对使用者视线的影响,使使用 者更加清楚的观看显不部。
[0010] 在上述任一项技术方案中,所述图像采集模块包括:内采集单元,所述内采集单元 位于所述容纳腔内,并固定在所述侧围板的内表面上;和外采集单元,所述外采集单元设置 在所述侧围板的外表面上。
[0011] 在该技术方案中,内采集单元能够采集使用者眼部及其周围的面部图像,外采集 单元能够采集使用者嘴部及其周围的面部图像,从而使图像采集模块能够全面的采集使用 者的面部图像,进而更加精准的得出使用者的情绪,进一步让头戴显示设备更加精准的了 解使用者意图,提升使用者的交互体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现实里更自 然的交互。 _ _
[0012] 在上述任一项技术方案中,所述显示部包括:显示屏,所述显示屏固定在所述前板 上;和镜片部,所述镜片部包括镜框和镜片,所述镜框与所述侧围板连接,所述镜片设置在 所述镜框上,使用者透过所述镜片观看所述显示屏。
[0013] 在该技术方案中,使用者通过镜片观看显示屏,使用者看到动态视景和实体行为, 使使用者沉浸到该环境中。
[0014] 在上述任一项技术方案中,所述佩戴部包括:镜架和镜腿,所述图像采集模块设置 在所述镜架上;显示部为投影器,所述投影器设置在所述佩戴部上,用于将影像投影到使用 者的眼睛上。
[0015] 在该技术方案中,投影器将图像投入使用者的眼睛里,使用者看到的景物包括两 个部分,一部分为真是存在的景物,另一部分为投影器投影的虚拟景物,即使用者看到的景 物的一部分为现实一半虚拟影像,从而增加了使用者体验的真实感。
[0016] 在上述任一项技术方案中,所述图像采集模块包括至少一个摄像头。
[0017] 在该技术方案中,可将摄像头设置在佩戴部的多个位置,全方位采集使用者的面 部图像,从而更加精准的得出使用者的情绪,进一步让头戴显示设备更加精准的了解使用 者意图,提升使用者的交互体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现实里更自然的交 互。
[0018] 在上述任一项技术方案中,所述摄像头为红外摄像头。
[0019] 在该技术方案中,红外摄像头在较暗的环境中也能清晰的成像,有利于图像处理 模块更加精准的得出使用者的情绪,让头戴显示设备更加精准的了解使用者意图,提升使 用者的交互体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现实里更自然的交互。
[0020] 在上述任一项技术方案中,头戴显示设备还包括:数据传输模块,所述数据传输模 块设置在所述佩戴部上,并与所述图像处理模块连接,用于与外接设备通信。
[0021] 在该技术方案中,数据传输模块能够将图像信息和/或使用者的情绪信息传递给 外接设备,方便储存和分析图像信息和/或使用者的情绪信息,进一步让头戴显示设备更加 精准的了解使用者意图,提升使用者的交互体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现 实里更自然的交互。
[0022]在上述任一项技术方案中,所述图像采集模块用于采集使用者的嘴巴、鼻子、面部 肌肉、眼镜、眉毛、眼睑或眉心中的至少之一的面部图像。
[0023]在该技术方案中,图像采集模块采集使用者的嘴巴、鼻子、面部肌肉、眼睛、眉毛、 眼睑或眉心中的至少之一,使图像采集模块能够全面的采集使用者的面部图像,从而更加 精准的得出使用者的情绪,进一步让头戴显示设备更加精准的了解使用者意图,提升使用 者的交互体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现实里更自然的交互。
[0024]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本实用新 型的实践了解到。
附图说明
[0025] 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将 变得明显和容易理解,其中:
[0026]图1是本实用新型所述头戴显示设备第一种实施例的立体结构示意图;
[0027]图2是图1所示头戴显示设备的剖视结构示意图;
[0028]图3是本实用新型所述头戴显示设备第二种实施例的立体结构示意图;
[0029]图4是本实用新型所述头戴显示设备的图像处理电路的结构框图。
[0030] 其中,图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[00^1] 1〇佩戴部,11壳体,111侧围板,112前板,12固定件,13镜架,14镜腿,20显示部,21 显示屏,22镜片部,221镜框,222镜片,30图像采集模块,31内采集单元,32外采集单元,40图 像处理模块,50数据传输模块。
具体实施方式
[GG32] 为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具 体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。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组合。
[0033]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用 新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本实用新型的保护范围并 不受下面公开的具体实施例的限制。
[0(^4] 如图1至图4所示,本实用新型提供的头戴显示设备包括:佩戴部10、显示部20、图 像采集模块30和图像处理模块40。
[0035]具体地,显示部20设置在佩戴部10上;图像采集模块30设置在佩戴部10上,用于采 集使用者的面部图像;图像处理模块40设置在佩戴部10上,并与图像采集模块30连接,用于 接收面部图像,并对使用者的面部图像进行分析处理,以识别使用者的表情。
[0036]本实用新型提供的头戴显示设备,图像采集模块3〇通过采集使用者使用头戴显示 设备的面部图像信息,图像处理模块40分析图像信息并得出使用者当时的情绪,通过对使 用者表情的捕捉和分析,可以让头戴显示设备更好的了解使用者意图,提升使用者的交互 体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现实里更自然的交互,从而提高了产品的使用 舒适度,进而增加了产品的市场竞争力。
[0037] 在本实用新型的一个实施例中,如图2和图3所示,图像采集模块30包括至少一个 摄像头。
[0038] 在该实施例中,可将摄像头设置在佩戴部10的多个位置,全方位采集使用者的面 部图像,从而更加精准的得出使用者的情绪,进一步让头戴显示设备更加精准的了解使用 者意图,提升使用者的交互体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现实里更自然的交 互。 Luujy」仕不头用新型的一个买施例中,摄像头为红外摄像头。
[0040]在该实施例中,红外摄像头在较暗的环境中也能清晰的成像,有利于图像处理模 块40更加精准的得出使用者的情绪,让头戴显示设备更加精准的了解使用者意图,提升使 用者的交互体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现实里更自然的交互。
[0041]当然,摄像头不止红外摄像头一种,只要能够实现采集使用者的面部图像的目的 都应该在本实用新型的保护范围内。
[0042]在本实用新型的一个实施例中,如图4所示,头戴显示设备还包括:数据传输模块 50 〇
[0043]具体地,数据传输模块50设置在佩戴部10上,并与图像处理模块40连接,用于与外 接设备通信。
[0044]在该实施例中,数据传输模块50能够将图像信息和/或使用者的情绪信息传递给 外接设备,方便储存和分析图像信息和/或使用者的情绪信息,进一步让头戴显示设备更加 精准的了解使用者意图,提升使用者的交互体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现 实里更自然的交互。
[0045]在本实用新型的一个实施例中,图像采集模块30用于采集使用者的嘴巴、鼻子、面 部肌肉、眼睛、眉毛、眼睑或眉心中的至少之一的面部图像。
[0046]在该实施例中,图像采集模块30采集使用者的嘴巴、鼻子、面部肌肉、眼睛、眉毛、 眼睑或眉心中的至少之一,使图像采集模块30能够全面的采集使用者的面部图像,从而更 加精准的得出使用者的情绪,进一步让头戴显示设备更加精准的了解使用者意图,提升使 用者的交互体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现实里更自然的交互。
[0047]在本实用新型的一个实施例中,图像采集模块30可拆卸地安装在佩戴部10上,图 像采集模块3〇上设置有通信插头,图像处理模块40上设置有通信插口,通信插头插入通信 插口内,以使图像采集模块30与图像处理模块40连接。
[0048]在该实施例中,当图像采集模块30损坏时,使用者可直接将通信插头从通信插口 拔出,然后将图像采集模块30从佩戴部10上拆卸下来进行更换,即在产品的图像采集模块 30损坏时,可以对图像采集模块30进行更换,从而延长了产品的整体使用寿命。
[0049] 下面结合附图说明头戴显示设备具体实施例:
[0050] 实施例1:
[0051] 在本实用新型的一个具体实施例中,如图1和图2所示,佩戴部10包括:壳体11和固 定件12。
[0052]具体地,壳体11围成容纳腔,壳体11的一端设置有与容纳腔连通的开口,壳体11包 括侧围板111和前板112,图像采集模块30设置在侧围板111上,壳体11能够罩在使用者的眼 睛上;固定件12与壳体11连接,以将壳体11固定在使用者的头部。
[0053] 在该实施例中,壳体11罩在使用者的眼睛上,壳体11与使用者的面部围成一个密 闭的腔体,减少了光线进入容纳腔数量,从而降低了环境的光线对使用者视线的影响,使使 用者更加清楚的观看显示部20。
[0054] 当然,固定件不止一种,如头盔、固定带、固定夹等,只要能够将壳体固定在使用者 的头部都应该在本实用新型的保护范围内。
[0055] 如图1和图2所示,固定件12为固定带,固定带的结构简单,生产加工制造容易,从 而提高了产品的生产效率。 _ ^
[0056] 在本实用新型的一个实施例中,如图2所示,图像采集模块3〇包括:内采集单元31 和外采集单元32。
[0057] 具体地,内采集单元31位于容纳腔内,并固定在侧围板111的内表面上;外采集单 元32设置在侧围板111的外表面上。
[0058] 在该实施例中,内采集单元31能够采集使用者眼部及其周围的面部图像,外采集 单元32能够采集使用者嘴部及其周围的面部图像,从而使图像采集模块30能够全面的采集 使用者的面部图像,进而更加精准的得出使用者的情绪,进一步让头戴显示设备更加精准 的了解使用者意图,提升使用者的交互体验,让使用者在虚拟现实、增强现实或混合现实里 更自然的交互。
[0059] 在本实用新型的一个实施例中,如图2所示,显示部20包括:显示屏21和镜片部22。
[0060] 具体地,显示屏21固定在前板112上;镜片部22包括镜框221和镜片222,镜框221与 侧围板111连接,镜片222设置在镜框221上,使用者透过镜片222观看显示屏21。
[0061] 在该实施例中,使用者通过镜片222观看显示屏21,使用者看到动态视景和实体行 为,使使用者沉浸到该环境中。
[0062] 在本实用新型的一个实施例中,显示屏21为弧形屏。
[0063]在该实施例中,弧形屏可提供宽阔的全景影像效果,不论使用者的眼睛是否正对 显示屏21都能够带来同样的视觉享受,并且在近距离观看时还减少了离轴观看的失真度, 从而提高了产品的使用舒适度,进而增加了产品的市场竞争力。
[0064] 实施例2:
[0065] 在本实用新型的一个具体实施例中,如图3所示,佩戴部10包括:镜架I3和镜腿14。 [0066]具体地,图像采集模块30设置在镜架13上;显示部20为投影器,投影器设置在佩戴 部10上,用于将影像投影到使用者的眼睛上。
[0067] 在该实施例中,投影器将图像投入使用者的眼睛里,使用者看到的景物包括两个 部分,一部分为真是存在的景物,另一部分为投影器投影的虚拟景物,即使用者看到的景物 的一部分为现实一半虚拟影像,从而增加了使用者体验的真实感。
[0068] 在本实用新型的一个具体实施例中,如图3所示,投影器位于镜架13的前端,并与 镜腿14连接。
[0069]在本实用新型的另一个具体实施例中,投影器设置在镜架13的两侧,投影器从两 侧将影像投影在使用者的眼睛上。
[0070]在本实用新型的再一个具体实施例中,投影器设置在镜架13的上端,投影器从上 端将影像投影在使用者的眼睛上。
[0071]投影器直接将影像投影在使用者的眼睛上,或者,投影器将影像投影到镜片上,在 通过镜片投影在使用者的眼睛上。
[0072]下面具体说明头戴显示设备的具体工作流程:使用者将头戴显示设备带在使用者 的头上,图像采集模块采集使用者的面部图像,即图像采集模块采集使用者的面部表情并 发送面部图像信号,图像处理模块接收面部图像信号,并处理表情信号得到使用者的情绪, 图像处理模块分析让头戴显示设备更好的了解使用者意图,让使用者在虚拟现实、增强现 实或混合现实里更自然的交互。
[0073]在本实用新型中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语 “安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接,,可以是固定连接,也 可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相 连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的 具体含义。
[0074] 在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例,,等的描述 意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一 个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的不意性表述不一定指的是相同的实施例 或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例 中以合适的方式结合。
[0075] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而己,并不用于限制本实用新型,对于本 领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精祌和原则 之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种头戴显示设备,其特征在于,包括: 佩戴部(10); 显示部(20),所述显示部(20)设置在所述佩戴部(10)上; 图像采集模块(30),所述图像采集模块(30)设置在所述佩戴部(1〇)上,用于采集使用 者的面部图像;和 图像处理模块(40),所述图像处理模块(40)设置在所述佩戴部(10)上,并与所述图像 采集模块(30)连接,用于接收面部图像,并对使用者的面部图像进行分析处理,以识别使用 者的表情。
2. 根据权利要求1所述的头戴显示设备,其特征在于, 所述图像采集模块(30)可拆卸地安装在所述佩戴部(10)上,所述图像采集模块(30)上 设置有通信插头,所述图像处理模块(40)上设置有通信插口,所述通信插头插入所述通信 插口内,以使所述图像采集模块(30)与所述图像处理模块(40)连接。
3. 根据权利要求1或2所述的头戴显示设备,其特征在于, 所述佩戴部(10)包括:壳体(11),所述壳体(11)围成容纳腔,所述壳体(11)的一端设置 有与所述容纳腔连通的开口,所述壳体(11)包括侧围板(111)和前板(112),所述图像采集 模块(30)设置在所述侧围板(111)上,所述壳体(11)能够罩在使用者的眼睛上;和 固定件(12),所述固定件(12)与所述壳体(11)连接,以将所述壳体(11)固定在使用者 的头部。
4. 根据权利要求3所述的头戴显示设备,其特征在于, 所述图像采集模块(30)包括:内采集单元(31),所述内采集单元(31)位于所述容纳腔 内,并固定在所述侧围板(111)的内表面上;和 外采集单元(32),所述外采集单元(32)设置在所述侧围板(111)的外表面上。
5.根据权利要求3所述的头戴显示设备,其特征在于, 所述显示部(20)包括:显示屏(21),所述显示屏(21)固定在所述前板(112)上;和 镜片部(22),所述镜片部(22)包括镜框(221)和镜片(222),所述镜框(221)与所述侧围 板(111)连接,所述镜片(222)设置在所述镜框(221)上,使用者透过所述镜片(222)观看所 述显示屏(21)。
6.根据权利要求1或2所述的头戴显示设备,其特征在于, 所述佩戴部(10)包括:镜架(13)和镜腿(14),所述图像采集模块(30)设置在所述镜架 (13)上; 显示部(20)为投影器,所述投影器设置在所述佩戴部(10)上,用于将影像投影到使用 者的眼睛上。
7.根据权利要求1或2所述的头戴显示设备,其特征在于, 所述图像采集模块(3〇)包括至少一个摄像头。
8.根据权利要求7所述的头戴显示设备,其特征在于, 所述摄像头为红外摄像头。
9.根据权利要求1或2所述头戴显示设备,其特征在于,还包括: 数据传输模块(5〇),所述数据传输模块(50)设置在所述佩戴部(10)上,并与所述图像 处理模块(40)连接,用于与外接设备通信。
10.根据权利要求1或2所述的头戴显示设备,其特征在于, 所述图像采集模块(30)用于采集使用者的嘴巴、鼻子、面部肌肉、眼睛眉毛、眼睑或眉 心中的至少之一的面部图像。
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