[發明專利]頭戴式虛實交互裝置和虛實交互方法

在審

• 申請號: 201810994555.0
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN110874132A
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 衛榮杰;房曉俊
• 申請（專利權）人: 塔普翊海（上海）智能科技有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/0484;G06F3/0487;A63F13/52;A63F13/55
• 代理公司: 寧波理文知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33244
• 代理人: 孟湘明

本發明公開了一頭戴式虛實交互裝置和虛實交互方法，其中所述頭戴式虛實交互裝置包括頭戴AR顯示設備，用于通過在所述頭戴AR顯示設備的視場中至少顯示3D虛擬影像；和虛實交互器，用于獲取穿戴所述頭戴AR顯示設備者的行為動作或者控制指令，并根據所述行為動作或者控制指令而改變或者控制所述3D虛擬影像的內容。

技術領域

本發明涉及近眼顯示領域，特別涉及一頭戴式虛實交互裝置和虛實交互方法。

背景技術

近年來，虛擬現實技術和增強現實技術得到了突飛猛進式的發展，并越來越受到消費者的青睞。現在，市面上最常見的虛擬現實技術的應用是VR(Virtual Reality)眼鏡，增強現實技術的應用是AR(Augmented Reality)眼鏡，無論是該VR眼鏡還是該AR眼鏡，其均允許使用者佩戴在頭部并能夠在使用者的眼前創建一個虛擬場景，以藉由該虛擬場景幫助使用者體驗虛擬世界。與該VR眼鏡在使用者的眼前創建純粹的該虛擬場景不同的是，該AR眼鏡能夠進一步將真實場景的信息與虛擬場景的信息在使用者的眼前疊加，從而得到增強現實的效果。眾所周知的是，虛擬現實技術和增強現實技術的優勢使得其在未來具有巨大的發展潛力，然而，無論是對于虛擬現實技術來說，還是對于增強現實技術來說，其均需要依靠設備(例如該VR眼鏡和該AR眼鏡)來實現應用，因此，在應用虛擬現實技術或增強現實技術時，設備與使用者之間的交互變得更加重要。

申請號為201821172477.8的實用新型，提供一AR顯示設備，其中所述AR顯示設備包括至少一個顯示/投影器和至少一個光學裝置，實像通過所述光學裝置構建，虛像通過所述顯示/投影器在所述光學裝置中構建，所述實像和虛像結合出現在同一視場中，其中所述光學裝置包括至少一個主透鏡以及至少一個自由曲面透鏡，所述自由曲面透鏡，用于反射所述顯示/投影器投射出的影像；所述主透鏡，用于再次反射所述顯示/投影器投射出的影像。該AR設備能夠做到大視角、小體積、輕重量，佩戴使用者能夠有沉浸式AR的體驗感。上述類似的AR設備只有顯示功能，不具有控制反饋功能。而現有的控制反饋技術，一般采用控制手柄、智慧手套或者語音控制等方式，前者的控制反饋需借助手持設備來進行，造成了設備的復制性和兼容性等技術問題，后者的反饋控制缺乏精準性的技術問題。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一頭戴式虛實交互裝置和虛實交互方法，其中所述交互系統能夠提供所述近眼顯示設備與使用者之間的交互，以幫助使用者獲得更佳的虛擬世界的體驗。

依本發明的一個方面，本發明提供一種頭戴式虛實交互裝置，包括：

頭戴AR顯示設備，用于通過在所述頭戴AR顯示設備的視場中至少顯示3D虛擬影像；

虛實交互器，用于獲取穿戴所述頭戴AR顯示設備者的行為動作或者控制指令，并根據所述行為動作或者控制指令而改變或者控制所述3D虛擬影像的內容。

根據本發明的一個實施例，所述虛實交互器至少包括定位模塊，所述定位模塊，用于定位所述頭戴式虛實交互裝置的三維空間的位置坐標；

所述頭戴AR顯示設備包括虛擬模塊，所述虛擬模塊，用于根據所述三維空間的位置坐標的變化而改變所述3D虛擬影像的不同位置視角下的內容。

根據本發明的一個實施例，所述定位模塊包括：慣性測量單元、魚眼攝像頭或深度攝像頭。

根據本發明的一個實施例，所述虛擬模塊至少包括：虛擬場景生成模塊、虛擬物體生成模塊和驅動模塊，

所述虛擬場景生成模塊，用于生成虛擬的三維場景；

所述虛擬物體生成模塊，用于在所述虛擬的三維場景生成具體的虛擬物體；

所述驅動模塊，用于控制所述虛擬物體在所述虛擬的三維場景中相對固定或者相對移動。

根據本發明的一個實施例，所述虛實交互器還包括穿戴控制器，