一种全息头盔论文和设计-黄学章

全文摘要

本实用新型公开了一种全息头盔，其特征是，包括头盔本体；所述头盔本体包括套设于人体头部顶部的佩戴部和绕设于人体头部周向的安装部；所述安装部上设有用于固定显示设备的固定架，所述固定架处于人体眼睛位置的前方；所述安装部内设有对应人体眼部位置的镜片托架，所述镜片托架上设有至少一块用于立体成像的凸镜镜片，所述凸镜镜片的聚焦点朝向所述固定架，且所述显示部位于所述凸镜镜片的成像焦点上。本实用新型具有造价成本低、解放双手双脚、不受场地限制、互动性更强和手机摄像头同时看到现实画面和虚拟画面的优点。

主设计要求

1.一种全息头盔，其特征是，包括头盔本体；所述头盔本体包括套设于人体头部顶部的佩戴部和绕设于人体头部周向的安装部；所述安装部上设有用于固定显示设备的固定架，所述固定架处于人体眼睛位置的前方；所述安装部内设有对应人体眼部位置的镜片托架，所述镜片托架上设有至少一块用于立体成像的凸镜镜片，所述凸镜镜片的聚焦点朝向所述固定架，且所述显示设备于所述凸镜镜片的成像焦点上。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种全息头盔，其特征是，所述固定架上设有朝向所述镜片托架的通孔；所述固定架的一侧还设有供显示设备穿过的开口；所述开口与所述通孔连通；所述通孔的尺寸与显示设备的尺寸匹配，且显示设备插接于所述通孔内。

3.根据权利要求1所述的一种全息头盔，其特征是，所述镜片托架上对应人体眼部位置设有两个用于安装所述凸镜镜片的安装孔；所述凸镜镜片分别套装在所述安装孔内。

4.根据权利要求1所述的一种全息头盔，其特征是，所述安装部上设有供用户观察两旁环境的避空位，所述避空位位于所述镜片托架与所述固定架之间。

5.根据权利要求1所述的一种全息头盔，其特征是，所述固定架上连接有抵接于用户脸部位置的定位架；所述定位架内设置有供用户观察地面的第一观察空位，所述第一观察空位朝向地面。

6.根据权利要求5所述的一种全息头盔，其特征是，于对应人体的腮部，所述定位架上设有外轮廓呈弧形的第一贴合部，且所述第一贴合部的凹陷位朝向所述佩戴部。

7.根据权利要求1所述的一种全息头盔，其特征是，所述佩戴部上对应人体前额部分设置有外轮廓呈弧形的第二贴合部，且所述第二贴合部的凹陷位朝向所述佩戴部。

8.根据权利要求1所述的一种全息头盔，其特征是，所述佩戴部包括位于人体头部顶部的第一固定带和套设于人体头部上的第二固定带；所述第一固定带的一端与所述第二固定带固定连接，另一端与所述安装部固定连接；所述第二固定带与所述安装部固定连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及AR领域、VR领域、帧同步技术领域,尤其是一种全息头盔。

背景技术

一般的AR应用主要用于手机、pc屏幕、Ipad等终端，这些终端不能戴在玩家头部，因而不能跟随玩家运动，也难以释放玩家的双手。而像Hololens，MagicLeap等AR眼镜，普遍零售价在3000美元左右，国产的AR眼镜最低零售价也在6000人民币以上。高昂的零售价让该技术难以广泛用于大众商业市场。此外，AR眼镜除了价格高昂，还有诸多性能方面的弱点：如显示面积小，虚拟画面显示于该眼镜内的一小块面积中；虚拟画面存在透明度：由于AR眼镜的镜片本身是半透明的，因而投影在其上的虚拟画面也是半透明的，这对于复杂而丰富的细节带来极大影响；且现有的AR眼镜或VR眼镜只能罩在眼睛上，所以不适合运动和跑动，容易造成显示设备的脱落；所以，为了满足玩家能在玩游戏的过程中，能不受场地限制、且能解放双手、且能运动或跑动，从而提高游戏体验感。

因此，需要开发一种全息头盔来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种造价成本低、解放双手双脚、不受场地限制、互动性更强和手机摄像头同时看到现实画面和虚拟画面的全息头盔。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种全息头盔，其特征是，包括头盔本体；所述头盔本体包括套设于人体头部顶部的佩戴部和绕设于人体头部周向的安装部；所述安装部上设有用于固定显示设备的固定架，所述固定架处于人体眼睛位置的前方；所述安装部内设有对应人体眼部位置的镜片托架，所述镜片托架上设有至少一块用于立体成像的凸镜镜片，所述凸镜镜片的聚焦点朝向所述固定架，且所述显示部位于所述凸镜镜片的成像焦点上。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型通过设有安装部和佩戴部，从而能将头盔本体更好的固定在玩家的头部，从而在激烈的运动中不易掉落且舒适感强；安装部上设有用于固定显示设备的固定架和固定凸镜镜片的镜片托架，从而保证凸镜镜片和显示设备能稳定的固定在头盔本体上。

为了更好的固定显示设备，且保证显示设备的稳定性，优选的是，所述固定架上设有朝向所述镜片托架的的通孔；所述固定架的一侧还设有供显示设备穿过的开口；所述开口与所述通孔连通；所述通孔的尺寸与显示设备的尺寸匹配，且显示设备插接于所述通孔内。

为了让玩家能看到一个具有立体感的、出现在空气中的、虚实结合的全息画面，优选的是，所述镜片托架上对应人体眼部位置设有两个用于安装所述凸镜镜片的安装孔；所述凸镜镜片分别套装在所述安装孔内。

为了让玩家可以看到现实地面，从而有利于运动，提高现实空间和虚拟空间的体验感，优选的是，所述安装部上设有供用户观察两旁环境的避空位，所述避空位位于所述镜片托架与所述固定架之间；所述固定架上连接有抵接于用户脸部位置的定位架；所述定位架内设置有供用户观察地面的第一观察空位，所述第一观察空位朝向地面。

为了提高头盔的稳定性和舒适度，优选的是，所述固定架的底部朝所述观察空间延伸有定位架；于对应人体的腮部，所述定位架上设有外轮廓呈弧形的第一贴合部，且所述第一贴合部的凹陷位朝向所述佩戴部；所述佩戴部上对应人体前额部分设置有外轮廓呈弧形的第二贴合部，且所述第二贴合部的凹陷位朝向所述佩戴部。

为了符合人体工程学，提高用于头部的舒适度，优选的是，所述佩戴部上设有与人体头部顶部的外轮廓匹配的佩戴组件；所述佩戴组件包括位于人体头部顶部的第一固定带和套设于人体头部侧面的第二固定带；所述第一固定带和所述第二固定带均与所述安装部固定连接。

本实用新型具有造价成本低、解放双手双脚、不受场地限制、互动性更强和手机摄像头同时看到现实画面和虚拟画面的优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例中全息头盔的主视结构示意图；

图2是本实用新型实施例中全息头盔的立体结构示意图；

图3是本实用新型实施例中全息头盔的凸镜镜片成像结构示意图。

附图标记说明：1-头盔本体；2-显示设备；3-凸透镜镜片；4-佩戴部；5-安装部；6-固定架；7-镜片托架；8-观察空间；9-定位架；10-开口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。

如图1～3所示的一种全息头盔，头盔本体1包括套设于人体头部顶部的佩戴部4和绕设于人体头部周向的安装部5；安装部5上设有用于固定显示设备2的固定架6，固定架6处于人体眼睛位置的前方；安装部5内设有对应人体眼部位置的镜片托架7，镜片托架7上设有2块用于立体成像的凸镜镜片3，凸镜镜片3的聚焦点朝向固定架6，且显示部位于凸镜镜片3的成像焦点上

其中，头盔本体1上的显示设备2是可拆装的安设在头盔本体上；显示设备2包括用于拍摄现实世界的摄像部和将虚拟世界的影像信息与由摄像部拍摄到的现实世界的影像信息融合并显示图像的显示部；显示部位于人眼视线范围内；头盔本体1上还设有2个对应人体眼部位置的凸透镜镜片3；凸透镜镜片3位于显示部和人体眼部之间；凸透镜镜片3位于人眼视线范围内且凸透镜镜片3的凸出部朝向显示部。

此外，固定架6上设有朝向镜片托架7的的通孔；固定架6的一侧还设有供显示设备穿过的开口10；开口10与通孔连通；通孔的尺寸与显示设备的尺寸匹配，且显示设备插接于通孔内。

如图1所示，本实施例的镜片托架7上对应人体眼部位置设有两个用于安装凸镜镜片3的安装孔；凸镜镜片3套装在安装孔内。

如图2所示，本实施例为了让玩家可以看到现实地面，从而有利于运动，提高现实空间和虚拟空间的体验感，安装部5上设有供用户观察两旁环境的避空位8，避空位8位于镜片托架4与固定架6之间；固定架6上连接有抵接于用户脸部位置的定位架9；定位架9内设置有供用户观察地面的第一观察空位，第一观察空位朝向地面。

此外，为了提高头盔的稳定性和舒适度，固定架6的底部朝观察空间8延伸有定位架9；于对应人体的腮部，定位架上设有外轮廓呈弧形的第一贴合部，且第一贴合部的凹陷位朝向佩戴部4；佩戴部4上对应人体前额部分设置有外轮廓呈弧形的第二贴合部，且第二贴合部的凹陷位朝向佩戴部4。

本实施例为了符合人体工程学，提高用于头部的舒适度，佩戴部4包括位于人体头部顶部的第一固定带和套设于人体头部上的第二固定带；第一固定带的一端与第二固定带固定连接，另一端与安装部5固定连接；第二固定带与安装部5固定连接。

其中，摄像部和显示部由移动设备手机来实现，手机内置有摄像头、手机屏幕和安装有用于处理虚拟世界的影像信息与由摄像头拍摄到的现实世界的影像信息融合并显示图像的手机端软件。此外，显示部是手机的手机屏幕和手机端软件的结合。

首先通过手机的摄像头拍摄到真实画面，然后通过手机端软件叠加虚拟元素。如图3所示，虚拟元素采用2个虚拟摄像机拍摄，第一虚拟摄像机和第二虚拟摄像机的旋转角相差6度以内，其所获得的2个视差画面，和人眼左右眼分别看到的现实角度一致。这2个虚拟画面通过2片凸镜镜片3即可合成一个具有立体感的、出现在空气中的、虚实结合的全息画面。然后虚拟画面再叠加到手机的摄像头所获得的现实世界画面上，即可实现一种具有全息效果的视觉效果。此外，2片凸镜镜片3可将人眼的焦距调整到眼前20CM以内，则佩戴本头盔后，可以观看到位于眼前20cm以内的手机屏幕。玩家通过带有两片凸透镜镜片3的头盔观看这2个画面，可看到一个具有立体感的、出现在空气中的、虚实结合的全息画面，即一种非物理性质的全息画面。

因此，当玩家戴上该头盔并置入智能手机后，可以看到虚实结合的画面、并且该画面具有左右眼视差的立体效果，并且，用户佩戴期间可以看到现实世界的地面。

虽然本实用新型是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或应用，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方式。

设计图

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