一种用于增强现实头盔的头部显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于增强现实头盔的头部显示装置，包括：光学显示模组、眼动追踪模组和VSLAM模组，光学显示模组、眼动追踪模组和VSLAM模组共用同一块集成电路板，眼动追踪模组固定在光学显示模组上，形成光学显示模组与眼动追踪模组组合体。对光学显示模组、眼动追踪模组和VSLAM模组的硬件架构进行集成化设计，将各个模组的驱动电路板合成一块集成电路板，节约了电路板的设计空间、设计成本，同时通过多传感器共用一个集成电路板，实现了多传感器数据的同步采集与处理，提高了数据采集效率；将眼动追踪模组固定在光学显示模组上，优化了眼部区域的空间利用率。化了眼部区域的空间利用率。化了眼部区域的空间利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于增强现实头盔的头部显示装置


[0001]本技术涉及显示
，尤其涉及一种用于增强现实头盔的头部显示装置。

技术介绍

[0002]增强现实简称AR，是一种实时地计算摄影机摄影的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。AR技术在尖端武器、飞行器的研制与开发、数据模型的可视化、虚拟训练、娱乐与艺术等领域具有广泛的应用。
[0003]现有的增强现实头显一般采用AR眼镜的形式，由图像源与光学组合器构成，图像源提供图像，光学组合器将虚拟图像与实际物体相叠加，从而实现增强现实显示功能。现有用于头盔的增强现实头显装置结构及功能集成度不够高，空间利用率低，常采用现成的AR眼镜，并未在设计之初就进行一体化设计；现有的头显装置功能组成较为简单，一般只包含虚实叠加功能，而不包括眼动追踪、手势识别等功能。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的用于头盔的增强现实头显装置结构及功能集成度不够高，空间利用率低的技术问题，本技术的目的在于提供一种用于增强现实头盔的头部显示装置。
[0005]为达到上述目的，本技术提出了一种用于增强现实头盔的头部显示装置，包括：光学显示模组、眼动追踪模组和VSLAM模组，光学显示模组、眼动追踪模组和VSLAM模组共用同一块集成电路板，眼动追踪模组固定在光学显示模组上，形成光学显示模组与眼动追踪模组组合体。
[0006]本技术将各个模组的驱动电路板合成一块集成电路板，节约了电路板的设计空间、设计成本；眼动追踪模组固定在光学显示模组上，形成光学显示模组与眼动追踪模组组合体，优化了眼部区域的空间利用率。
[0007]进一步地，还包括：位姿调节机构，位姿调节机构与VSLAM模组、光学显示模组与眼动追踪模组组合体形成三角形连接结构。
[0008]本技术中位姿调节机构与VSLAM模组、光学显示模组与眼动追踪模组组合体形成三角形连接结构，增强了系统的整体稳定性。
[0009]进一步地，光学显示模组包括微型显示器、光学组合器、第一连接结构和第二连接结构，微型显示器与光学组合器分别通过第一连接结构、第二连接结构连接在一起，微型显示器与集成电路板电连接。可以根据不同类型的光学显示模组，通过改变微型显示器和光学组合器的类型来改变光学显示模组的视场角、体积和重量。
[0010]进一步地，眼动追踪模组包括红外摄像头和环形红外LED，红外摄像头和环形红外LED分别与集成电路板电连接。
[0011]进一步地，VSLAM模组包括IMU、鱼眼摄像头、RGB摄像头、TOF深度相机、第一SLAM支架和第二SLAM支架，IMU与集成电路板电连接，鱼眼摄像头、RGB摄像头和TOF深度相机均设置在第二SLAM支架上，分别与第二SLAM支架刚性连接，第二SLAM支架与第一SLAM支架及集成电路板刚性连接，使得各个传感器之间相对位置精准固定，提高了SLAM定位的精度。
[0012]可选地，鱼眼摄像头的数量为2，对称设置在第二SLAM支架的左右两侧，左右两侧的鱼眼摄像头的角度向两侧偏10
°‑
20
°
，增大了鱼眼摄像头所拍摄的视场范围。
[0013]优选的，左右两侧的鱼眼摄像头的角度向两侧偏15
°
。
[0014]进一步地，还包括：头显上壳和护目镜，护目镜与头显上壳可拆卸连接，可以实现快速更换不同透光率的护目镜，以适用不同光照强度的环境。
[0015]相对于现有技术，本技术的有益效果为，在硬件架构方面，对光学显示模组、眼动追踪模组和VSLAM模组的硬件架构进行集成化设计，即将光学显示模组与眼动追踪模组的驱动电路集成在VSLAM模组的SLAM电路板上，节约了电路板的设计空间、设计成本，进而也减轻了头戴设备的重量，提高了用户体验，同时通过多传感器共用一个集成电路板，实现了多传感器数据的同步采集与处理，提高了数据采集效率；在结构方面，对光学显示模组、眼动追踪模组进行集成化设计，即将眼动追踪模组固定在光学显示模组上，优化了眼部区域的空间利用率，提高了用户体验。
附图说明
[0016]本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0017]图1为本技术光学显示模组、眼动追踪模组、VSLAM模组主要组件组成示意图；
[0018]图2为本技术硬件集成结构的示意图；
[0019]图3为本技术眼动追踪模组与光学显示模组集成的结构示意图；
[0020]图4为本技术VSLAM模组的结构示意图；
[0021]图5为本技术为位姿调节机构、VSLAM模组、眼动追踪模组与光学显示模组组合体集成的结构示意图；
[0022]图6为本技术护目镜与头显上壳连接的结构示意图。
[0023]附图标记说明：
[0024]光学显示模组1、眼动追踪模组2、VSLAM模组3、集成电路板4、组合体5、位姿调节机构6、鱼眼摄像头7、RGB摄像头8、TOF深度相机9、第一SLAM支架10、第二SLAM支架11、头显上壳12、护目镜13、光学组合器14、微型显示器15、第一连接结构16、第二连接结构17。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0026]下面参照附图描述根据本技术实施例提出的用于增强现实头盔的头部显示装置。
[0027]如图1
‑
6所示，用于增强现实头盔的头部显示装置包括：光学显示模组1、眼动追踪模组2和VSLAM模组3，光学显示模组1、眼动追踪模组2和VSLAM模组3共用同一块集成电路板4，眼动追踪模组2固定在光学显示模组1上，形成光学显示模组1与眼动追踪模组2组合体5。
[0028]光学显示模组1为系统提供增强现实显示功能，包括微型显示器15、光学组合器14、第一连接结构16、第二连接结构17，微型显示器15设置在第一连接结构16和第二连接结构17之间，微型显示器15与光学组合器14分别通过第一连接结构16和第二连接结构17连接在一起组成光学显示模组1，微型显示器15与集成电路板4电连接，具体来说微型显示器15与集成电路板4通过柔性FPC连接，微型显示器15需要驱动电路进行驱动显示画面。其中微型显示器15为JDI LCD显示器，为系统提供图像源，光学组合器14为120
°
视场角的自由曲面棱镜，为系统提供虚拟图像与周围实际环境的虚实叠加功能。
[0029]在光学显示模组1上固定有眼动追踪模组2，眼动追踪模组2为系统提供眼动追踪及交互功能，包括：红外摄像头和环形红外LED环形阵列，红外摄像头和环形红外LED分别与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于增强现实头盔的头部显示装置，其特征在于，包括：光学显示模组、眼动追踪模组和VSLAM模组，所述光学显示模组、所述眼动追踪模组和所述VSLAM模组共用同一块集成电路板，所述眼动追踪模组固定在所述光学显示模组上，形成所述光学显示模组与所述眼动追踪模组组合体。2.如权利要求1所述的用于增强现实头盔的头部显示装置，其特征在于，还包括：位姿调节机构，所述位姿调节机构与所述VSLAM模组、所述光学显示模组与所述眼动追踪模组组合体形成三角形连接结构。3.如权利要求1或2所述的用于增强现实头盔的头部显示装置，其特征在于，所述光学显示模组包括微型显示器、光学组合器、第一连接结构和第二连接结构，所述微型显示器与所述光学组合器分别通过所述第一连接结构、所述第二连接结构连接在一起，所述微型显示器与所述集成电路板电连接。4.如权利要求1或2所述的用于增强现实头盔的头部显示装置，其特征在于，所述眼动追踪模组包括红外摄像头和环形红外LED，所述红外摄像头和所述环形红外LED分别与所述集成电路板电连接。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄如强，王宁慈，于文东，张久松，马闯，张世月，闫慧炯，濮兴孔，
申请(专利权)人：天津滨海人工智能军民融合创新中心，
类型：新型
国别省市：