與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，包括：面罩、鏡架、殼體以及安裝于鏡架與殼體之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；其中，面罩與鏡架一端連接，鏡架另一端與殼體連接，鏡架中設(shè)置有容置槽，用于放置移動終端；光學(xué)系統(tǒng)包括全反射鏡、光學(xué)放大透鏡組和可反可透鏡，光學(xué)放大透鏡組和可反可透鏡安裝于鏡筒結(jié)構(gòu)中，鏡筒結(jié)構(gòu)與殼體及鏡架固定連接；光學(xué)系統(tǒng)的光路為：移動終端顯示屏發(fā)出的光信息被全反射鏡反射至光學(xué)放大透鏡組，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組透射后被可反可透鏡反射至人眼；以及，頭戴式設(shè)備外部的光信息通過可反可透鏡透射至人眼。本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、佩帶舒適的頭戴式設(shè)備，使用戶能夠便捷地享受具有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果的視覺體驗(yàn)。
【專利說明】與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Real ity,簡稱AR),是利用虛擬物體或信息對真實(shí)場景進(jìn)行現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)的技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通?；跀z像頭等圖像采集設(shè)備獲得到的真實(shí)物理環(huán)境影像，通過計算機(jī)系統(tǒng)識別分析及查詢檢索將與之存在關(guān)聯(lián)的文本內(nèi)容、圖像內(nèi)容或圖像模型等虛擬生成的擴(kuò)展信息或虛擬場景顯示在真實(shí)物理環(huán)境影像中，從而使用戶能夠獲得到身處的現(xiàn)實(shí)物理環(huán)境中的真實(shí)物體的標(biāo)注、說明等相關(guān)擴(kuò)展信息或者體驗(yàn)到現(xiàn)實(shí)物理環(huán)境中真實(shí)物體的立體的、突出強(qiáng)調(diào)的增強(qiáng)視覺效果。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過對虛擬對象與現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行充分地融合，能夠有效地為用戶提供認(rèn)知周圍真實(shí)環(huán)境的擴(kuò)展信息或圖像展示效果，同時實(shí)現(xiàn)用戶與周圍真實(shí)環(huán)境的信息交互。
[0003]現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)按照顯示實(shí)現(xiàn)方式可分為視頻透視式和光學(xué)透視式兩種，采用光學(xué)透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，來自真實(shí)環(huán)境的光線能夠通過光學(xué)透鏡組到達(dá)用戶的眼睛，因此用戶可以直接觀察周圍的真實(shí)環(huán)境，從而能夠有效改善視頻透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中將真實(shí)環(huán)境圖像與虛擬環(huán)境信息進(jìn)行疊加融合后顯示所存在的時延現(xiàn)象。與此同時，由于光學(xué)透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)固定且體積較大等問題，成為光學(xué)透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備技術(shù)發(fā)展和推廣普及過程中亟待解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述技術(shù)問題至少之一，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、方便攜帶的頭戴式設(shè)備，通過配合移動終端使用，能夠?yàn)橛脩籼峁┚哂性鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)效果的使用體驗(yàn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，包括面罩、鏡架、殼體以及安裝于鏡架與殼體之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；其中，面罩與鏡架一端連接，鏡架另一端與殼體連接，鏡架中設(shè)置有容置槽，用于放置移動終端；光學(xué)系統(tǒng)包括全反射鏡、光學(xué)放大透鏡組和可反可透鏡，光學(xué)放大透鏡組和可反可透鏡安裝于鏡筒結(jié)構(gòu)中，鏡筒結(jié)構(gòu)與殼體及鏡架固定連接；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:移動終端顯示屏發(fā)出的光信息被全反射鏡反射至光學(xué)放大透鏡組，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組透射后被可反可透鏡反射至人眼；以及，頭戴式設(shè)備外部的光信息通過可反可透鏡透射至人眼。
[0006]優(yōu)選地，殼體表面設(shè)置開孔，移動終端攝像頭通過開孔采集頭戴式設(shè)備外部的光信息。
[0007]優(yōu)選地，頭戴式設(shè)備還包括光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)，移動終端攝像頭通過光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)采集頭戴式設(shè)備外部的光信息。
[0008]優(yōu)選地，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)主體、蓋板以及安裝于結(jié)構(gòu)主體與蓋板之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；光學(xué)系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)折棱鏡、第一光學(xué)透鏡組、平面反射鏡和第二光學(xué)透鏡組，結(jié)構(gòu)主體內(nèi)部設(shè)置有限位卡槽，第一光學(xué)透鏡組和第二光學(xué)透鏡組通過結(jié)構(gòu)主體內(nèi)的限位卡槽固定，平面反射鏡通過膠粘方式固定于結(jié)構(gòu)主體內(nèi)壁；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:頭戴式設(shè)備外部的光信息被轉(zhuǎn)折棱鏡折射后，經(jīng)第一光學(xué)透鏡組透射至平面反射鏡，被平面反射鏡反射后，經(jīng)第二光學(xué)透鏡組透射至移動終端攝像頭。
[0009]優(yōu)選地，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)主體、上蓋板、側(cè)蓋板以及安裝于結(jié)構(gòu)主體與上蓋板及側(cè)蓋板之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；光學(xué)系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)折棱鏡、第三光學(xué)透鏡組、第一平面反射鏡、折射透鏡、第二平面反射鏡和第四光學(xué)透鏡組，結(jié)構(gòu)主體內(nèi)部設(shè)置有限位卡槽，第三光學(xué)透鏡組、折射透鏡和第四光學(xué)透鏡組通過結(jié)構(gòu)主體內(nèi)的限位卡槽固定，第一平面反射鏡通過膠粘方式固定上蓋板內(nèi)壁，第二平面反射鏡通過膠粘方式固定于結(jié)構(gòu)主體內(nèi)壁；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:頭戴式設(shè)備外部的光信息被轉(zhuǎn)折棱鏡折射后，經(jīng)第三光學(xué)透鏡組透射至第一平面反射鏡，被第一平面反射鏡反射后，經(jīng)折射透鏡折射至第二平面反射鏡，被第二平面反射鏡反射后，經(jīng)第四光學(xué)透鏡組透射至移動終端攝像頭。
[0010]優(yōu)選地，光學(xué)放大透鏡組由一個或多個菲涅爾透鏡組成，或者由一個或多個球面透鏡和/或非球面透鏡組成，或者由一個或多個菲涅爾透鏡及球面透鏡和/或非球面透鏡組成。
[0011]優(yōu)選地，可反可透鏡為雙眼共用的一個可反可透鏡，或?yàn)榉謩e對應(yīng)于左右眼的兩個可反可透鏡。
[0012]優(yōu)選地，可反可透鏡為半反半透鏡。
[0013]優(yōu)選地，頭戴式設(shè)備的近眼端設(shè)置有屈光度調(diào)節(jié)裝置，用于在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)光學(xué)系統(tǒng)的屈光度。
[0014]優(yōu)選地，鏡架兩側(cè)分別設(shè)有卡扣或卡槽，用于緊固頭戴伸縮帶或支撐架。
[0015]采用本發(fā)明與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，使用者雙眼位于光學(xué)系統(tǒng)中可反可透鏡的后方，即光學(xué)系統(tǒng)的出口處，既可以通過光學(xué)系統(tǒng)接收來自頭戴式設(shè)備外部的環(huán)境光信息，同時采用與移動終端配合使用的方式，可以通過光學(xué)系統(tǒng)接收移動終端顯示屏發(fā)出的光信息，兩組光信息經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)路徑傳輸之后，在使用者雙眼視網(wǎng)膜上疊加成像。同時，通過對移動終端攝像頭采集的頭戴式設(shè)備前方環(huán)境及物體圖像進(jìn)行識別分析，獲得與該環(huán)境及物體圖像相關(guān)的擴(kuò)展信息，將該擴(kuò)展信息顯示于移動終端顯示屏，從而實(shí)現(xiàn)使用者通過本發(fā)明頭戴式設(shè)備觀察真實(shí)環(huán)境及物體時，與真實(shí)環(huán)境及物體相關(guān)的擴(kuò)展信息能夠疊加顯示在用戶的視野范圍內(nèi)，呈現(xiàn)具有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果的圖像。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖:
[0017]圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2示出了本發(fā)明第一實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的爆炸圖；
[0019]圖3示出了本發(fā)明第一實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備中光學(xué)系統(tǒng)的光路不意圖；
[0020]圖4示出了本發(fā)明第二實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5示出了本發(fā)明第二實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的爆炸圖；
[0022]圖6示出了本發(fā)明第二實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備中光學(xué)系統(tǒng)的光路不意圖；
[0023]圖7示出了本發(fā)明第三實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖8示出了本發(fā)明第三實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的爆炸圖；
[0025]圖9示出了本發(fā)明第三實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)爆炸圖；
[0026]圖10示出了本發(fā)明第四實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖11示出了本發(fā)明第四實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的爆炸圖；
[0028]圖12示出了本發(fā)明第四實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)爆炸圖；
[0029]圖13示出了本發(fā)明第五實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖14示出了本發(fā)明第五實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的爆炸圖；
[0031]圖15示出了本發(fā)明第五實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)爆炸圖；
[0032]圖16示出了本發(fā)明第五實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)的光路圖；
[0033]圖17示出了本發(fā)明第六實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖18示出了本發(fā)明第六實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的爆炸圖；
[0035]圖19示出了本發(fā)明第六實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)爆炸圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合。
[0037]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，這僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0038]實(shí)施例一
[0039]圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，如圖2所示，包括面罩1、鏡架2、殼體3以及安裝于鏡架2與殼體3之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；面罩I與鏡架2 —端連接,鏡架2另一端與殼體3連接；鏡架2中設(shè)置有容置槽，用于放置移動終端9 (移動終端9放置于容置槽內(nèi)，移動終端9的屏幕朝向頭戴式設(shè)備的前方);光學(xué)系統(tǒng)包括全反射鏡4、光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6，全反射鏡4固定于殼體3內(nèi)，光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6固定于鏡筒結(jié)構(gòu)7中，鏡筒結(jié)構(gòu)7與殼體3及鏡架2固定連接；如圖3所示，光學(xué)系統(tǒng)的光路為:移動終端9顯示屏發(fā)出的光信息被全反射鏡4反射至光學(xué)放大透鏡組5，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組5透射后被可反可透鏡6反射至人眼21 ；以及，頭戴式設(shè)備外部的光信息通過可反可透鏡6透射至人眼21。
[0041]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，殼體3前部表面設(shè)置開孔10，移動終端9放置于鏡架2的容置槽內(nèi)，移動終端9的屏幕朝向頭戴式設(shè)備的前方，移動終端9的前置攝像頭通過開孔10采集頭戴式設(shè)備外部的光信息。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，通過光學(xué)系統(tǒng)的兩路光學(xué)通路，將移動終端顯示屏所顯示的圖像與頭戴式設(shè)備外部的真實(shí)環(huán)境圖像分別傳送至使用者雙眼，在使用者雙眼視網(wǎng)膜上進(jìn)行疊加成像，同時，移動終端攝像頭通過頭戴式設(shè)備殼體表面設(shè)置的開孔采集頭戴式設(shè)備外部的真實(shí)環(huán)境圖像，經(jīng)過圖像識別分析得到與圖像中真實(shí)環(huán)境或物品相關(guān)的信息，通過移動終端顯示屏顯示所述相關(guān)信息，頭戴式設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)將所述相關(guān)信息與使用者雙眼看到的真實(shí)環(huán)境場景進(jìn)行疊加顯示，使得使用者以正常視野觀察真實(shí)環(huán)境的同時，能夠獲得移動終端顯示屏顯示的與真實(shí)環(huán)境圖像相關(guān)的信息，疊加顯示后的圖像具有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的顯示效果。
[0043]實(shí)施例二
[0044]圖4示出了本發(fā)明第二實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，如圖5所示，包括面罩1、鏡架2、殼體3以及安裝于鏡架2與殼體3之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；面罩I與鏡架2 —端連接,鏡架2另一端與殼體3連接；鏡架2中設(shè)置有容置槽，用于放置移動終端9 (移動終端9放置于容置槽內(nèi)，移動終端9的屏幕朝向頭戴式設(shè)備的后方);光學(xué)系統(tǒng)包括全反射鏡4、光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6，全反射鏡4固定于鏡架2中，光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6固定于鏡筒結(jié)構(gòu)7中，鏡筒結(jié)構(gòu)7與殼體3及鏡架2固定連接；如圖6所示，光學(xué)系統(tǒng)的光路為:移動終端9顯示屏發(fā)出的光信息被全反射鏡4反射至光學(xué)放大透鏡組5，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組5透射后被可反可透鏡6反射至人眼21 ;以及，頭戴式設(shè)備外部光的信息通過可反可透鏡6透射至人眼21。
[0046]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，殼體3表面設(shè)置開孔10，移動終端9放置于鏡架2的容置槽內(nèi)，移動終端9的屏幕朝向頭戴式設(shè)備的后方，移動終端9的后置攝像頭通過開孔10采集頭戴式設(shè)備外部的光信息。
[0047]本發(fā)明與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，通過光學(xué)系統(tǒng)的兩路光學(xué)通路，將移動終端顯示屏所顯示的圖像與頭戴式設(shè)備外部的真實(shí)環(huán)境圖像分別傳送至使用者雙眼，在使用者雙眼視網(wǎng)膜上進(jìn)行疊加成像，同時，移動終端攝像頭通過頭戴式設(shè)備殼體表面設(shè)置的開孔采集頭戴式設(shè)備外部的真實(shí)環(huán)境圖像，經(jīng)過圖像識別分析得到與圖像中真實(shí)環(huán)境或物品相關(guān)的信息，通過移動終端顯示屏顯示所述相關(guān)信息，頭戴式設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)將所述相關(guān)信息與使用者雙眼看到的真實(shí)環(huán)境場景進(jìn)行疊加顯示，使得使用者以正常視野觀察真實(shí)環(huán)境的同時，能夠獲得移動終端顯示屏顯示的與真實(shí)環(huán)境圖像相關(guān)的信息，疊加顯示后具有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的顯示效果。
[0048]實(shí)施例三
[0049]圖7示出了本發(fā)明第三實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，如圖8所示，包括面罩1、鏡架2、殼體3以及安裝于鏡架2與殼體3之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；面罩I與鏡架2 —端連接,鏡架2另一端與殼體3連接；鏡架2中設(shè)置有容置槽，用于放置移動終端9 (移動終端9放置于容置槽內(nèi)，移動終端9的屏幕朝向頭戴式設(shè)備的前方);光學(xué)系統(tǒng)包括全反射鏡4、光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6，全反射鏡4固定于殼體3內(nèi)，光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6固定于鏡筒結(jié)構(gòu)7中，鏡筒結(jié)構(gòu)7與殼體3及鏡架2固定連接；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:移動終端9顯示屏發(fā)出的光信息被全反射鏡4反射至光學(xué)放大透鏡組5，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組5透射后被可反可透鏡6反射至人眼；以及，頭戴式設(shè)備外部的光信息通過可反可透鏡6透射至人眼。
[0051]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，還包括光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)11，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)11上端與移動終端9攝像頭位置對應(yīng)，移動終端9攝像頭通過光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)11采集頭戴式設(shè)備外部的光信息，如圖9所示，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)11包括結(jié)構(gòu)主體101、蓋板102以及安裝于結(jié)構(gòu)主體101與蓋板102之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；光學(xué)系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)折棱鏡103、第一光學(xué)透鏡組104、平面反射鏡105和第二光學(xué)透鏡組106，結(jié)構(gòu)主體101內(nèi)部設(shè)置有限位卡槽，蓋板102內(nèi)側(cè)對應(yīng)位置設(shè)置限位卡槽，第一光學(xué)透鏡組104和第二光學(xué)透鏡組106通過結(jié)構(gòu)主體101及蓋板102內(nèi)的限位卡槽固定，平面反射鏡105通過膠粘方式固定于結(jié)構(gòu)主體101內(nèi)壁；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:頭戴式設(shè)備外部的光信息被轉(zhuǎn)折棱鏡103折射后，經(jīng)第一光學(xué)透鏡組104透射至平面反射鏡105，被平面反射鏡105反射后，經(jīng)第二光學(xué)透鏡組106透射至移動終端9攝像頭。
[0052]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，通過采用光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)，使得移動終端攝像頭采集頭戴式設(shè)備外部的環(huán)境光信息時，移動終端攝像頭的拍攝視角能夠與使用者雙眼的視角處于同一水平面，從而有效地避免視角不同所形成的視覺誤差，當(dāng)移動終端屏幕顯示的移動終端攝像頭采集圖像與真實(shí)環(huán)境圖像在使用者雙眼進(jìn)行疊加顯示時，更加真實(shí)準(zhǔn)確。
[0053]實(shí)施例四
[0054]圖10示出了本發(fā)明第四實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0055]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，如圖11所示，包括面罩1、鏡架2、殼體3以及安裝于鏡架2與殼體3之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；面罩I與鏡架2 —端連接,鏡架2另一端與殼體3連接；鏡架2中設(shè)置有容置槽，用于放置移動終端9 (移動終端9放置于容置槽內(nèi)，移動終端9的屏幕朝向頭戴式設(shè)備的前方);光學(xué)系統(tǒng)包括全反射鏡4、光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6，全反射鏡4固定于殼體3內(nèi)，光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6固定于鏡筒結(jié)構(gòu)7中，鏡筒結(jié)構(gòu)7與殼體3及鏡架2固定連接；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:移動終端9顯示屏發(fā)出的光信息被全反射鏡4反射至光學(xué)放大透鏡組5，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組5透射后被可反可透鏡6反射至人眼；以及，頭戴式設(shè)備外部的光信息通過可反可透鏡6透射至人眼。
[0056]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，還包括光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)21，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)21上端與移動終端9攝像頭位置對應(yīng)，移動終端9攝像頭通過光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)21采集頭戴式設(shè)備外部的光信息，如圖12所示，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)21包括結(jié)構(gòu)主體201、上蓋板202、側(cè)蓋板203以及安裝于結(jié)構(gòu)主體201與上蓋板202及側(cè)蓋板203之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；光學(xué)系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)折棱鏡204、第三光學(xué)透鏡組205、第一平面反射鏡206、折射透鏡207、第二平面反射鏡208和第四光學(xué)透鏡組209，結(jié)構(gòu)主體201內(nèi)部設(shè)置有限位卡槽，上蓋板202及側(cè)蓋板203對應(yīng)位置設(shè)置限位卡槽，第三光學(xué)透鏡組205、折射透鏡207和第四光學(xué)透鏡組209通過結(jié)構(gòu)主體201、上蓋板202及側(cè)蓋板203內(nèi)的限位卡槽固定，第一平面反射鏡通206過膠粘方式固定于上蓋板202內(nèi)壁，第二平面反射鏡208通過膠粘方式固定于結(jié)構(gòu)主體201內(nèi)壁；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:頭戴式設(shè)備外部的光信息被轉(zhuǎn)折棱鏡204折射后，經(jīng)第三光學(xué)透鏡組205透射至第一平面反射鏡206，被第一平面反射鏡206反射后，經(jīng)折射透鏡207折射至第二平面反射鏡208，被第二平面反射鏡208反射后，經(jīng)第四光學(xué)透鏡組209透射至移動終9攝像頭。
[0057]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，采用光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)，使得移動終端攝像頭采集所述頭戴式設(shè)備外部的環(huán)境光信息時，移動終端攝像頭與使用者雙眼的視角處于同一水平面，能夠有效地避免視角不同所形成的視覺誤差，當(dāng)移動終端屏幕顯示的移動終端攝像頭采集圖像與真實(shí)環(huán)境圖像在使用者雙眼進(jìn)行疊加顯示時，更加真實(shí)準(zhǔn)確。同時，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)通過水平方向的結(jié)構(gòu)延伸，避免了使用顯示屏小于預(yù)設(shè)尺寸(如5.0英寸)的移動終端與本頭戴式設(shè)備配合使用時，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)直接沿垂直方向向下延伸對使用者真實(shí)視野產(chǎn)生遮擋。
[0058]實(shí)施例五
[0059]圖13示出了本發(fā)明第五實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0060]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，如圖14所示，包括面罩1、鏡架
2、殼體3以及安裝于鏡架2與殼體3之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；面罩I與鏡架2 —端連接,鏡架2另一端與殼體3連接；鏡架2中設(shè)置有容置槽，用于放置移動終端9 (移動終端9放置于容置槽內(nèi)，移動終端9的屏幕朝向頭戴式設(shè)備的后方);光學(xué)系統(tǒng)包括全反射鏡4、光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6，全反射鏡4固定于鏡架2中，光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6固定于鏡筒結(jié)構(gòu)7中，鏡筒結(jié)構(gòu)7與殼體3及鏡架2固定連接；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:移動終端9顯示屏發(fā)出的光信息被全反射鏡4反射至光學(xué)放大透鏡組5，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組5透射后被可反可透鏡6反射至人眼；以及，頭戴式設(shè)備外部的光信息通過可反可透鏡6透射至人眼。
[0061]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，還包括光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)31，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)31上端與移動終端9攝像頭位置對應(yīng)，移動終端9攝像頭通過光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)31采集頭戴式設(shè)備外部的光信息，如圖15所示，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)31包括結(jié)構(gòu)主體301、蓋板302以及安裝于結(jié)構(gòu)主體301與蓋板302之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；光學(xué)系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)折棱鏡303、第一光學(xué)透鏡組304、平面反射鏡305和第二光學(xué)透鏡組306，結(jié)構(gòu)主體301內(nèi)部設(shè)置有限位卡槽，蓋板302對應(yīng)位置設(shè)置限位卡槽，第一光學(xué)透鏡組304和第二光學(xué)透鏡組306通過結(jié)構(gòu)主體301及蓋板302內(nèi)的限位卡槽固定，平面反射鏡305通過膠粘方式固定于結(jié)構(gòu)主體301內(nèi)壁；如圖16所示，光學(xué)系統(tǒng)的光路為:頭戴式設(shè)備外部的光信息被轉(zhuǎn)折棱鏡303折射后，經(jīng)第一光學(xué)透鏡組304透射至平面反射鏡305，被平面反射鏡305反射后，經(jīng)第二光學(xué)透鏡組306透射至移動終端9的攝像頭。
[0062]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，通過采用光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)，使得移動終端攝像頭采集頭戴式設(shè)備外部的環(huán)境光信息時，移動終端攝像頭的拍攝視角能夠與使用者雙眼的視角處于同一水平面，從而有效地避免視角不同所形成的視覺誤差，當(dāng)移動終端屏幕顯示的移動終端攝像頭采集圖像與真實(shí)環(huán)境圖像在使用者雙眼進(jìn)行疊加顯示時，更加真實(shí)準(zhǔn)確。
[0063]實(shí)施例六
[0064]圖17示出了本發(fā)明第六實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0065]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，如圖18所示，包括面罩1、鏡架
2、殼體3以及安裝于鏡架2與殼體3之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；面罩I與鏡架2 —端連接,鏡架2另一端與殼體3連接；鏡架2中設(shè)置有容置槽，用于放置移動終端9 (移動終端9放置于容置槽內(nèi)，移動終端9的屏幕朝向頭戴式設(shè)備的后方)；光學(xué)系統(tǒng)包括全反射鏡4、光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6，全反射鏡4固定于鏡架2中，光學(xué)放大透鏡組5和可反可透鏡6固定于鏡筒結(jié)構(gòu)7中，鏡筒結(jié)構(gòu)7與殼體3及鏡架2固定連接；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:移動終端9顯示屏發(fā)出的光信息被全反射鏡4反射至光學(xué)放大透鏡組5，經(jīng)光學(xué)放大透鏡組5透射后被可反可透鏡6反射至人眼；以及，頭戴式設(shè)備外部光信息通過可反可透鏡6透射至人眼。
[0066]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，還包括光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)41，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)41上端與移動終端9攝像頭位置對應(yīng)，移動終端9攝像頭通過光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)41采集頭戴式設(shè)備外部的光信息，如圖19所示，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)41包括結(jié)構(gòu)主體401、上蓋板402、側(cè)蓋板403以及安裝于結(jié)構(gòu)主體401與上蓋板402及側(cè)蓋板403之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；光學(xué)系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)折棱鏡404、第三光學(xué)透鏡組405、第一平面反射鏡406、折射透鏡407、第二平面反射鏡408和第四光學(xué)透鏡組409，結(jié)構(gòu)主體401內(nèi)部設(shè)置有限位卡槽，上蓋板402及側(cè)蓋板403對應(yīng)位置設(shè)置限位卡槽，第三光學(xué)透鏡組405、折射透鏡407和第四光學(xué)透鏡組409通過結(jié)構(gòu)主體401、上蓋板402及側(cè)蓋板403內(nèi)的限位卡槽固定，第一平面反射鏡406通過膠粘方式固定于上蓋板402內(nèi)壁，第二平面反射鏡408通過膠粘方式固定于結(jié)構(gòu)主體401內(nèi)壁；光學(xué)系統(tǒng)的光路為:頭戴式設(shè)備外部的光信息被轉(zhuǎn)折棱鏡404折射后，經(jīng)第三光學(xué)透鏡組405透射至第一平面反射鏡406，被第一平面反射鏡406反射后，經(jīng)折射透鏡407折射至第二平面反射鏡408，被第二平面反射鏡408反射后，經(jīng)第四光學(xué)透鏡組409透射至移動終9攝像頭。
[0067]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，采用光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)，使得移動終端攝像頭采集所述頭戴式設(shè)備外部的環(huán)境光信息時，移動終端攝像頭與使用者雙眼的視角處于同一水平面，能夠有效地避免視角不同所形成的視覺誤差，當(dāng)移動終端屏幕顯示的移動終端攝像頭采集圖像與真實(shí)環(huán)境圖像在使用者雙眼進(jìn)行疊加顯示時，更加真實(shí)準(zhǔn)確。同時，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)通過水平方向的結(jié)構(gòu)延伸，避免了使用顯示屏小于預(yù)設(shè)尺寸(如5.0英寸)的移動終端與本頭戴式設(shè)備配合使用時，光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)直接沿垂直方向向下延伸對使用者真實(shí)視野產(chǎn)生遮擋。
[0068]在上述任一實(shí)施例中，移動終端9的顯示屏可以將圖像進(jìn)行左右分屏顯示，分屏后的圖像經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)光路傳輸后，分別進(jìn)入使用者的左右眼中，其中，移動終端9顯示屏中分屏顯示的圖像可以是格式一致的左右分屏圖像，也可以是存在預(yù)設(shè)視差的左右分屏圖像。
[0069]在上述任一實(shí)施例中，本發(fā)明頭戴式設(shè)備的可反可透鏡6可以是由對應(yīng)于使用者左右眼的兩片獨(dú)立可反可透鏡組成，也可以是由雙眼共用的一片可反可透鏡，其中，可反可透鏡的反射透射比為80%:20%或50%:50%o
[0070]在上述任一實(shí)施例中，本發(fā)明頭戴式設(shè)備的光學(xué)放大透鏡組5，可以是單片菲涅爾透鏡或多片菲涅爾透鏡組合，也可以是球面透鏡、非球面透鏡或多個球面和/或非球面透鏡的組合，亦可以是菲涅爾透鏡與球面透鏡和/或非球面透鏡的組合。
[0071]在上述任一實(shí)施例中，本發(fā)明頭戴式設(shè)備的還安裝有屈光度調(diào)節(jié)器，屈光度調(diào)節(jié)器可使光學(xué)系統(tǒng)的屈光度在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)屈光度在此范圍內(nèi)的使用者在不佩戴眼鏡的情況下可以正常使用本發(fā)明頭戴式設(shè)備。
[0072]本發(fā)明實(shí)施例與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，均可通過頭戴伸縮帶、頭盔支架、帽子等方式進(jìn)行連接固定后佩戴在用戶頭上，圖2、圖5、圖8、圖11、圖14和圖18示意的是在鏡架兩側(cè)分別設(shè)置一卡扣，用于緊固頭戴伸縮帶8。
[0073]特別說明，在上述任一實(shí)施例中通過移動終端攝像頭采集頭戴式設(shè)備外部的光信息時，并不限于移動終端的后置攝像頭，也可以采用移動終端前置攝像頭通過直接或者設(shè)置光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)的方式采集頭戴式設(shè)備外部的光信息，不再贅述。
[0074]再次聲明，本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0075]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0076]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明可以擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，其特征在于，所述頭戴式設(shè)備包括:面罩、鏡架、殼體以及安裝于所述鏡架與所述殼體之間的一組光學(xué)系統(tǒng)；其中， 所述面罩與所述鏡架一端連接，所述鏡架另一端與所述殼體連接，所述鏡架中設(shè)置有容置槽，用于放置移動終端； 所述光學(xué)系統(tǒng)包括全反射鏡、光學(xué)放大透鏡組和可反可透鏡，所述光學(xué)放大透鏡組和所述可反可透鏡安裝于鏡筒結(jié)構(gòu)中，所述鏡筒結(jié)構(gòu)與所述殼體及所述鏡架固定連接； 所述光學(xué)系統(tǒng)的光路為:移動終端顯示屏發(fā)出的光信息被所述全反射鏡反射至所述光學(xué)放大透鏡組，經(jīng)所述光學(xué)放大透鏡組透射后被所述可反可透鏡反射至人眼；以及，所述頭戴式設(shè)備外部的光信息通過所述可反可透鏡透射至人眼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，其特征在于，所述殼體表面設(shè)置開孔，移動終端攝像頭通過所述開孔采集所述頭戴式設(shè)備外部的光信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，其特征在于，還包括光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)，移動終端攝像頭通過所述光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)采集所述頭戴式設(shè)備外部的光信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，其特征在于，所述光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)主體、蓋板以及安裝于所述結(jié)構(gòu)主體與所述蓋板之間的一組光學(xué)系統(tǒng)； 所述光學(xué)系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)折棱鏡、第一光學(xué)透鏡組、平面反射鏡和第二光學(xué)透鏡組，所述結(jié)構(gòu)主體內(nèi)部設(shè)置有限位卡槽，所述第一光學(xué)透鏡組和所述第二光學(xué)透鏡組通過所述結(jié)構(gòu)主體內(nèi)的限位卡槽固定，所述平面反射鏡通過膠粘方式固定于所述結(jié)構(gòu)主體內(nèi)壁； 所述光學(xué)系統(tǒng)的光路為:所述頭戴式設(shè)備外部的光信息被所述轉(zhuǎn)折棱鏡折射后，經(jīng)所述第一光學(xué)透鏡組透射至所述平面反射鏡，被所述平面反射鏡反射后，經(jīng)所述第二光學(xué)透鏡組透射至所述移動終端攝像頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，其特征在于，所述光路轉(zhuǎn)折結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)主體、上蓋板、側(cè)蓋板以及安裝于所述結(jié)構(gòu)主體與所述上蓋板及側(cè)蓋板之間的一組光學(xué)系統(tǒng)； 所述光學(xué)系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)折棱鏡、第三光學(xué)透鏡組、第一平面反射鏡、折射透鏡、第二平面反射鏡和第四光學(xué)透鏡組，所述結(jié)構(gòu)主體內(nèi)部設(shè)置有限位卡槽，所述第三光學(xué)透鏡組、所述折射透鏡和所述第四光學(xué)透鏡組通過所述結(jié)構(gòu)主體內(nèi)的限位卡槽固定，所述第一平面反射鏡通過膠粘方式固定于所述上蓋板內(nèi)壁，所述第二平面反射鏡通過膠粘方式固定于所述結(jié)構(gòu)主體內(nèi)壁； 所述光學(xué)系統(tǒng)的光路為:所述頭戴式設(shè)備外部的光信息被所述轉(zhuǎn)折棱鏡折射后，經(jīng)所述第三光學(xué)透鏡組透射至所述第一平面反射鏡，被所述第一平面反射鏡反射后，經(jīng)折射透鏡折射至所述第二平面反射鏡，被所述第二平面反射鏡反射后，經(jīng)所述第四光學(xué)透鏡組透射至所述移動終端攝像頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，其特征在于，所述光學(xué)放大透鏡組由一個或多個菲涅爾透鏡組成，或者由一個或多個球面透鏡和/或非球面透鏡組成，或者由一個或多個菲涅爾透鏡及球面透鏡和/或非球面透鏡組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，其特征在于，所述可反可透鏡為雙眼共用的一個可反可透鏡，或?yàn)榉謩e對應(yīng)于左右眼的兩個可反可透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，其特征在于，所述可反可透鏡為半反半透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，其特征在于，所述頭戴式設(shè)備的近眼端設(shè)置有屈光度調(diào)節(jié)裝置，用于在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)所述光學(xué)系統(tǒng)的屈光度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的與移動終端配合使用的頭戴式設(shè)備，其特征在于，所述鏡架兩側(cè)分別設(shè)有卡扣或卡槽，用于緊固頭戴伸縮帶或支撐架。
【文檔編號】G02B7/02GK104317055SQ201410604949
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】黃琴華, 趙霄翔, 宋海濤 申請人:成都理想境界科技有限公司