[實用新型]一種用于增強現實頭盔的頭部顯示裝置

有效

• 申請號: 202222036826.6
• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN218181214U
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 黃如強;王寧慈;于文東;張久松;馬闖;張世月;閆慧炯;濮興孔
• 申請（專利權）人: 天津（濱海）人工智能軍民融合創新中心
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;H04N13/344;H04N13/383
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 孟洋

本實用新型公開了一種用于增強現實頭盔的頭部顯示裝置，包括：光學顯示模組、眼動追蹤模組和VSLAM模組，光學顯示模組、眼動追蹤模組和VSLAM模組共用同一塊集成電路板，眼動追蹤模組固定在光學顯示模組上，形成光學顯示模組與眼動追蹤模組組合體。對光學顯示模組、眼動追蹤模組和VSLAM模組的硬件架構進行集成化設計，將各個模組的驅動電路板合成一塊集成電路板，節約了電路板的設計空間、設計成本，同時通過多傳感器共用一個集成電路板，實現了多傳感器數據的同步采集與處理，提高了數據采集效率；將眼動追蹤模組固定在光學顯示模組上，優化了眼部區域的空間利用率。

技術領域

本實用新型涉及顯示技術領域，尤其涉及一種用于增強現實頭盔的頭部顯示裝置。

背景技術

增強現實簡稱AR，是一種實時地計算攝影機攝影的位置及角度并加上相應圖像的技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界并進行互動。AR技術在尖端武器、飛行器的研制與開發、數據模型的可視化、虛擬訓練、娛樂與藝術等領域具有廣泛的應用。

現有的增強現實頭顯一般采用AR眼鏡的形式，由圖像源與光學組合器構成，圖像源提供圖像，光學組合器將虛擬圖像與實際物體相疊加，從而實現增強現實顯示功能。現有用于頭盔的增強現實頭顯裝置結構及功能集成度不夠高，空間利用率低，常采用現成的AR眼鏡，并未在設計之初就進行一體化設計；現有的頭顯裝置功能組成較為簡單，一般只包含虛實疊加功能，而不包括眼動追蹤、手勢識別等功能。

實用新型內容

針對上述現有技術中存在的用于頭盔的增強現實頭顯裝置結構及功能集成度不夠高，空間利用率低的技術問題，本實用新型的目的在于提供一種用于增強現實頭盔的頭部顯示裝置。

為達到上述目的，本實用新型提出了一種用于增強現實頭盔的頭部顯示裝置，包括：光學顯示模組、眼動追蹤模組和VSLAM模組，光學顯示模組、眼動追蹤模組和VSLAM模組共用同一塊集成電路板，眼動追蹤模組固定在光學顯示模組上，形成光學顯示模組與眼動追蹤模組組合體。

本實用新型將各個模組的驅動電路板合成一塊集成電路板，節約了電路板的設計空間、設計成本；眼動追蹤模組固定在光學顯示模組上，形成光學顯示模組與眼動追蹤模組組合體，優化了眼部區域的空間利用率。

進一步地，還包括：位姿調節機構，位姿調節機構與VSLAM模組、光學顯示模組與眼動追蹤模組組合體形成三角形連接結構。

本實用新型中位姿調節機構與VSLAM模組、光學顯示模組與眼動追蹤模組組合體形成三角形連接結構，增強了系統的整體穩定性。

進一步地，光學顯示模組包括微型顯示器、光學組合器、第一連接結構和第二連接結構，微型顯示器與光學組合器分別通過第一連接結構、第二連接結構連接在一起，微型顯示器與集成電路板電連接。可以根據不同類型的光學顯示模組，通過改變微型顯示器和光學組合器的類型來改變光學顯示模組的視場角、體積和重量。

進一步地，眼動追蹤模組包括紅外攝像頭和環形紅外LED，紅外攝像頭和環形紅外LED分別與集成電路板電連接。

進一步地，VSLAM模組包括IMU、魚眼攝像頭、RGB攝像頭、TOF深度相機、第一SLAM支架和第二SLAM支架，IMU與集成電路板電連接，魚眼攝像頭、RGB攝像頭和TOF深度相機均設置在第二SLAM支架上，分別與第二SLAM支架剛性連接，第二SLAM支架與第一SLAM支架及集成電路板剛性連接，使得各個傳感器之間相對位置精準固定，提高了SLAM定位的精度。

可選地，魚眼攝像頭的數量為2，對稱設置在第二SLAM支架的左右兩側，左右兩側的魚眼攝像頭的角度向兩側偏10°-20°，增大了魚眼攝像頭所拍攝的視場范圍。

優選的，左右兩側的魚眼攝像頭的角度向兩側偏15°。

進一步地，還包括：頭顯上殼和護目鏡，護目鏡與頭顯上殼可拆卸連接，可以實現快速更換不同透光率的護目鏡，以適用不同光照強度的環境。