增强现实显示系统技术方案

本发明专利技术实施方式公开了一种增强现实显示系统，包括：头戴框架、显示模块、两个透视型导光元件以及主板，所述显示模块、两个透视型导光元件及主板设置在头戴框架上。本发明专利技术实施方式的有益效果是：通过两个透视型导光元件的凹面更多地将包含左眼虚拟图像信息的第一光线和包含右眼虚拟图像信息的第二光线分别反射进入用户的双眼，从而在用户的大脑中形成3D虚拟场景的视觉感受，视觉区域较大。另外，经由透视型导光元件的凸面和凹面透射的包含外界图像信息的第三光线进入用户的双眼，用户能够看到外界的真实场景，从而形成混合3D虚拟场景和真实场景的视觉感受。

Augmented reality display system

The embodiment of the invention discloses an augmented reality display system, which comprises a headwear frame, a display module, two perspective light guide elements and a motherboard. The display module, two perspective light guide elements and a motherboard are arranged on the headwear frame. The beneficial effect of the embodiment of the present invention is that the first light containing the left eye virtual image information and the second light containing the right eye virtual image information are reflected into the eyes of the user respectively through the concave surfaces of two perspective type light guide elements, thereby forming the visual perception and visual area of the 3D virtual scene in the user's brain. The region is larger. In addition, the third light transmitted through the convex and concave surfaces of the perspective-type light guide element, including the external image information, enters the user's eyes, and the user can see the real scene of the outside world, thus forming a visual experience of the mixed 3D virtual scene and the real scene.

【技术实现步骤摘要】
增强现实显示系统
本专利技术实施方式涉及增强现实
，特别是涉及一种增强现实显示系统。
技术介绍
增强现实显示系统是近年来发展的一项新技术，按照具体的应用主要分为VR(VirtualReality，虚拟现实)和AR(AugmentedReality，增强现实)两种。AR的原理是在通过增强现实显示系统模拟虚拟视觉，叠加在用户正常的视觉上。目前，AR增强现实显示系统有光学透视式和视频透视式这两种实现方式，其主要区别在于光学合成装置不同。其中，光学透视式的增强现实显示系统中的光学合成装置可以是一种部分透射、部分反射的元件，来自真实环境的光线部分通过该种元件，虚拟图像信息则投影在该种元件上，进而被其反射到用户眼中，从而合成真实和虚拟图像信息。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现相关技术中至少存在如下问题：现有的增强现实显示系统的视场区域(FieldofView)通常比较小，用户无法有效率地与虚拟图像信息进行互动，另外，现有的增强现实显示系统也存在体积重量较大，不便携带的问题。
技术实现思路
本专利技术实施方式主要解决的技术问题是提供一种视场区域较大、体积小且便携带的增强现实显示系统。为解决上述技术问题，本专利技术实施方式提供一种增强现实显示系统，包括：头戴框架、显示模块、两个透视型导光元件以及主板，所述显示模块、两个透视型导光元件及主板设置在头戴框架上；其中，所述头戴框架，用于佩戴在用户的头部；主板，所述主板上设置有处理器，所述处理器用于处理虚拟图像信息并将虚拟图像信息显示在显示模块上；所述显示模块，所述显示模块可拆卸或固定安装于所述头戴框架上，用于显示虚拟图像信息，并将虚拟图像信息包含在第一光线和第二光线中发射出去；所述两个透视型导光元件，每一所述透视型导光元件具有一凹面；第一光线经由一所述透视型导光元件的凹面发生反射；第二光线经由另一所述透视型导光元件的凹面发生反射。本专利技术实施方式的有益效果是：通过两个透视型导光元件的凹面更多地将包含左眼虚拟图像信息的第一光线和包含右眼虚拟图像信息的第二光线分别反射进入用户的双眼，从而在用户的大脑中形成3D虚拟场景的视觉感受，视觉区域较大。另外，经由透视型导光元件的凸面和凹面透射的包含外界图像信息的第三光线进入用户的双眼，用户能够看到外界的真实场景，从而形成混合3D虚拟场景和真实场景的视觉感受。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1a是本专利技术实施例一提供的一种增强现实显示系统的结构示意图；图1b是图1a所示的透视型导光元件设置在头戴框架上时的示意图；图1c是图1a所示的显示模块的侧视角度与显示亮度之间的第一关系图；图1d是图1a所示的显示模块的侧视角度与显示亮度之间的第二关系图；图1e是图1a所示的显示模块的侧视角度与显示亮度之间的第三关系图；图2a是佩戴图1a所示的增强现实显示系统时显示模块与用户脸部的位置关系示意图；图2b是旋转图1a所示的显示模块的示意图；图3是图1a所示的增强现实显示系统的成像原理示意图；图4是图1a所示的增强现实显示系统设置屈光度矫正镜片时的示意图；图5是图1a所示的增强现实显示系统对角线视场区域与头部框架的最远端到用户头部最前端的距离关系的示意图；图6是图1a所示的增强现实显示系统连接外接设备工作时的示意图；图7是本专利技术实施例二提供的一种增强现实显示系统的结构示意图；图8是图7所示的增强现实显示系统连接外接设备工作时的示意图；图9是图7所示的增强现实显示系统连接外接设备工作时的又一示意图；图10是图7所示的增强现实显示系统工作时的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例一参阅图1a，本专利技术实施例提供的一种增强现实显示系统，所述增强现实显示系统的总重量小于350克，其包括：头戴框架11、两个显示模块12、两个透视型导光元件13。其中，透视型导光元件13是一种部分透射、部分反射的光学合成装置。所述显示模块12及透视形导光元件13皆设置在头戴框架11上，支架11将显示模块12及透视形导光元件13进行固定。显示模块12设置在透视形导光元件13的上侧，显示模块12发出的光线能够经过透视形导光元件13后发生反射。可选地，所述显示模块13还可位于所述透视型导光元件13的侧方。所述增强现实显示系统还包括：主板17，主板17设置在头戴框架11上，且位于二显示模块12之间。所述主板17上设置有处理器，所述处理器用于处理虚拟图像信号并将虚拟图像信息显示在显示模块12上。本专利技术实施例中，头戴框架11用于佩戴在用户的头部，每一透视型导光元件13具有一凹面，凹面朝向用户的双眼设置。经由一透视型导光元件13的凹面反射的第一光线进入用户的左眼，以及经由另一透视型导光元件13的凹面反射的第二光线用户的右眼，以在用户的头脑中形成3D虚拟场景的视觉。其中，第一光线是由显示模块12发射的，且第一光线包含左眼虚拟图像信息，第二光线是由显示模块12发射的，且第二光线包含右眼虚拟图像信息。参阅图1b，两个透视型导光元件13设置在头戴框架11上，分别独立地嵌入到头戴框架11上。可选地，可在制作透视型导光元件的原材料上设置两个对应于用户左右眼的区域，所述区域的形状大小与上述的独立设置时的每一透视型导光元件13的形状大小相同；最终的效果为一块大的透视型导光元件上设置有两个对应于用户左右眼的区域。可以理解为在一块大的透视型导光元件的原材料上加工出两个与独立设置时的透视型导光元件13的形状大小相同的区域，即两个透视型导光元件13一体成型。所述设置有对应于用户左右眼区域的透视型导光元件嵌入到头戴框架11上。需要说明的是，显示模块12可拆卸安装于头戴框架11上，比如，显示模块为手机、平板电脑等智能显示终端；或者，显示模块固定安装于头戴框架上，比如，显示模块与头戴框架集成设计。头戴框架11上可以安装两个显示模块12，用户的左眼和右眼分别对应地设置一个显示模块12，例如，一个显示模块12用于发射包含左眼虚拟图像信息的第一光线，另一个显示模块12用于发射包含右眼虚拟图像信息的第二光线。两个显示模块12可以分别一一对应地位于两个透视型导光元件13的上方，当增强现实显示系统佩戴在用户的头部时，两个显示模块12分别一一对应地位于用户的左眼和右眼的上方；显示模块12也可以位于透视型导光元件的侧方，即两个透视型导光元件位于两个显示模块之间，当增强现实显示系统佩戴在用户的头部时，两个显示模块分别一一对应地位于用户的左眼和右眼的侧方。头戴框架11上也可以安装单个显示模块12，该单个显示模块12上有两个显示区域，一个显示区域用于发射包含左眼虚拟图像信息的第一光线，另一个显示区域用于发射包含右眼虚拟图像信息的第二光线。显示模块包括但不限于LCD(LiquidCrystalDisplay，液晶显示器)、OLED(OrganicLi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强现实显示系统，其特征在于，包括：头戴框架、显示模块、两个透视型导光元件以及主板，所述显示模块、两个透视型导光元件及主板设置在所述头戴框架上；其中，所述头戴框架，用于佩戴在用户的头部；所述主板，所述主板上设置有处理器，所述处理器用于处理虚拟图像信息并将虚拟图像信息显示在显示模块上；所述显示模块，所述显示模块可拆卸或固定安装于所述头戴框架上，用于显示虚拟图像信息，并将虚拟图像信息包含在第一光线和第二光线中发射出去；所述两个透视型导光元件，每一所述透视型导光元件具有一凹面；第一光线经由一所述透视型导光元件的凹面发生反射；第二光线经由另一所述透视型导光元件的凹面发生反射。

【技术特征摘要】
1.一种增强现实显示系统，其特征在于，包括：头戴框架、显示模块、两个透视型导光元件以及主板，所述显示模块、两个透视型导光元件及主板设置在所述头戴框架上；其中，所述头戴框架，用于佩戴在用户的头部；所述主板，所述主板上设置有处理器，所述处理器用于处理虚拟图像信息并将虚拟图像信息显示在显示模块上；所述显示模块，所述显示模块可拆卸或固定安装于所述头戴框架上，用于显示虚拟图像信息，并将虚拟图像信息包含在第一光线和第二光线中发射出去；所述两个透视型导光元件，每一所述透视型导光元件具有一凹面；第一光线经由一所述透视型导光元件的凹面发生反射；第二光线经由另一所述透视型导光元件的凹面发生反射。2.根据权利要求1所述的增强现实显示系统，其特征在于，每一所述透视型导光元件还具有一与所述凹面相背设置的凸面；包含外界图像信息的第三光线经由每一所述透视型导光元件的凸面和凹面发生透射。3.根据权利要求2所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述透视形导光元件可绕与水平面垂直的转轴旋转角度b，所述角度b的角度为0度至180度。4.根据权利要求3所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述显示模块位于所述透视型导光元件的上方，或者所述显示模块位于所述透视型导光元件的侧方。5.根据权利要求1或2所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述头戴框架为用于挂在用户耳部和鼻梁部的眼镜式的框架结构，所述头戴框架上设置有鼻托和两个镜腿，所述两个镜腿为可折叠结构，其中所述鼻托对应固定在用户的鼻梁上，所述两个镜腿对应固定在用户的耳朵上；或者，两个镜腿之间设置有一松紧带，佩戴时可通过松紧带收缩眼镜腿；或者，所述头戴框架包括鼻托和松紧带，所述鼻托对应固定在用户的鼻梁上，所述松紧带固定在用户的头部。6.根据权利要求1或2所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述透视型导光元件之间的距离可通过所述头戴框架上设置的机械机构进行调整，以适配用户的瞳距；或者，显示模块之间的距离可通过机械结构调整,以适配用户的瞳距；或者，在显示模块上显示内容的位置可进行调整,以适配用户的瞳距。7.根据权利要求1或2所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述增强现实显示系统的总重量小于350克。8.根据权利要求1或2所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述增强现实系统在保证对角线视场区域大于55度的前提下，头部框架的最远端到与用户头部最前端接触位置的距离小于80毫米。9.根据权利要求1或2所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述两个透视型导光元件的边缘之间的最远距离小于150毫米。10.根据权利要求1或2所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述两个透视型导光元件分别独立地设置在所述头戴框架上，或者所述两个透视型导光元件一体成型后设置在所述头戴框架上。11.根据权利要求1或2所述的增强现实显示系统，其特征在于，所述增强现实显示系统还包括：屈光度矫正镜片，第一光线及第二光线经过所述屈光度矫正镜片后发生发散，或者第一光线及第二光线经过所述屈光度...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛颖，钟张翼，
申请(专利权)人：深圳梦境视觉智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44