[发明专利]头戴式显示器、运动检测器及方法、图像呈现系统和程序

权利要求书

1.一种头戴式显示器，包括：

外罩，容纳适于呈现三维图像的呈现部分，并在佩戴在观看者的头部时位于观看者眼睛的前面；

躯干成像元件，用于与所述呈现部分通信，并且适于使用由所述外罩的发光元件辐射的光成像；以及

成像元件，设置在外罩内，并适于将外罩外部的光转换为图像，其中

成像元件对在外罩佩戴在观看者头部时相对于外罩垂直向下并在观看者视线方向前方的光成像，

其中，所述成像元件将随着观看者的手的运动一起移动的发光元件发出的光转换成图像。

2.如权利要求1所述的头戴式显示器，其中

在构成外罩的侧面中，当外罩佩戴在观看者头部时，位于相对于外罩垂直向下位置的底侧的至少一部分具有垂直向上倾斜的斜坡区域，并且

成像元件设置在斜坡区域上。

3.如权利要求1所述的头戴式显示器，其中

成像元件通过鱼眼镜头获取外罩外部的光，并将其转换成图像。

4.如权利要求1所述的头戴式显示器，其中

成像元件将不可见范围的光转换成图像。

5.如权利要求4所述的头戴式显示器，进一步包括：

手跟踪块，适于通过分析由成像元件获取的图像来跟踪发光元件的位置变化。

6.如权利要求5所述的头戴式显示器，其中

与观看者的手的运动一起移动的发光元件附接到观看者握持的握持部分。

7.如权利要求6所述的头戴式显示器，其中，手跟踪块包括：

亮点检测单元，适于检测在由成像元件获取的图像中的亮点；

矢量获取单元，适于获取具有作为终点的由亮点检测单元检测到的亮点和作为起点的由成像元件获取的图像的中心的矢量；

俯仰角获取单元，适于获取作为发光元件相对于成像元件的俯仰角的由矢量获取单元获取的矢量的长度；以及

偏转角获取单元，适于获取作为发光元件相对于成像元件的偏转角的由矢量获取单元获取的矢量的倾斜角。

8.如权利要求1所述的头戴式显示器，其中

成像元件通过将可见范围的光转换成图像生成可见光图像，头戴式显示器还包括：

图像合成部分，适于合成可见光图像和虚拟图像以供呈现部分呈现。

9.如权利要求8所述的头戴式显示器，还包括：

手势识别单元，适于识别由成像元件获取的观看者的手势。

10.一种运动检测器，包括：

图像获取部分，适于通过对随着用户的手的运动一起移动的第一发光元件辐射的红外光成像来获取由附接到用户头部的成像元件获取的图像；

躯干成像单元，用于与所述图像获取部分通信，并且适于使用由所述运动检测器的第二发光元件辐射的光成像；

亮点检测单元，适于检测在由成像元件获取的图像中的红外光的亮点；

矢量获取单元，适于获取具有作为终点的由亮点检测单元检测到的亮点和作为起点的由成像元件获取的图像的中心的矢量；

俯仰角获取单元，适于获取作为发光元件相对于成像元件的俯仰角的由矢量获取单元获取的矢量的长度；以及

偏转角获取单元，适于获取作为发光元件相对于成像元件的偏转角的由矢量获取单元获取的矢量的倾斜角。

11.一种运动检测方法，使得处理器执行：

通过对随着用户的手的运动一起移动的第一发光元件辐射的红外光成像来获取由附接到用户头部的成像元件获取的图像；

获取由躯干成像单元使用由第二发光元件辐射的光捕获的图像；

检测所获取的图像中的红外光亮点；

获取具有作为终点的检测到的亮点和作为起点的由成像元件获取的图像的中心的矢量；

获取所获取的矢量的长度；以及

获取所获取的矢量的倾斜角。

12.一种图像呈现系统，包括：

头戴式显示器；以及

发光元件，附接在观看者握持的握持部分并适于辐射红外光，其中

头戴式显示器包括：

外罩，容纳适于呈现三维图像的呈现部分，并在佩戴在观看者的头部时位于观看者眼睛的前面；

躯干成像元件，用于与所述呈现部分通信，并且适于使用由所述外罩的发光元件辐射的光成像；

成像元件，设置在外罩内，并适于对由随着握持部分的运动一起移动的发光元件辐射的红外光成像；以及

运动跟踪部分，适于通过分析由成像元件获取的红外光图像来跟踪发光元件相对于成像元件的相对位置变化。