一種頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示的硬件設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示的硬件設(shè)備，包括外殼，外殼后設(shè)有后蓋，使得外殼和后蓋形成密閉的空間，所述外殼的后部設(shè)置有兩塊顯示屏，所述后蓋上設(shè)有與顯示屏相連的驅(qū)動電路，所述外殼的前端設(shè)有兩塊凸透鏡，兩塊凸透鏡的位置分別與所述兩塊顯示屏的位置相互對應(yīng)，使得左、右眼分別通過兩塊凸透鏡能夠看到兩個顯示屏上顯示的圖像相互重疊；所述后蓋上還設(shè)有頭部運動傳感器電路。本實用新型能夠盡量減少硬件成本，使設(shè)備輕巧且虛擬現(xiàn)實的效果更好。
【專利說明】一種頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示的硬件設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及虛擬顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示的硬件設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，擁有依靠人體的左右眼不同顯示的方法以達到全景浸入式3D視覺效果的頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備比較少，且相關(guān)設(shè)備普遍存在使用不方便、效果不佳等情況，難以達到虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的要求，其相關(guān)設(shè)備價格也比較昂貴且局限性很大。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示的硬件設(shè)備，能夠盡量減少硬件成本，使設(shè)備輕巧且虛擬現(xiàn)實的效果更好。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示的硬件設(shè)備，包括外殼，外殼后設(shè)有后蓋，使得外殼和后蓋形成密閉的空間，所述外殼的后部設(shè)置有兩塊顯示屏，所述后蓋上設(shè)有與顯示屏相連的驅(qū)動電路，所述外殼的前端設(shè)有兩塊凸透鏡，兩塊凸透鏡的位置分別與所述兩塊顯示屏的位置相互對應(yīng)，使得左、右眼分別通過兩塊凸透鏡能夠看到兩個顯示屏上顯示的圖像相互重疊；所述后蓋上還設(shè)有頭部運動傳感器電路。
[0005]所述頭部運動傳感器電路的輸出端與外部的計算機相連，所述外部的計算機將圖像傳輸給驅(qū)動電路。
[0006]所述兩塊顯示屏的大小相等；所述兩塊凸透鏡的焦距相同。
[0007]所述頭部運動傳感器電路包括加速器傳感器、陀螺儀和地磁傳感器。
[0008]有益效果
[0009]由于采用了上述的技術(shù)方案，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果:本實用新型減小了虛擬現(xiàn)實頭盔的尺寸，方便攜帶且減小了成本，并且提高了 3D顯示效果，使虛擬場景更真實，同時減輕了虛擬現(xiàn)實頭盔的重量，佩戴更加舒適。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本實用新型中顯示屏、透鏡和人眼的空間關(guān)系圖；
[0012]圖3是本實用新型中硬件電路連接示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0014]本實用新型的實施方式涉及一種頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示的硬件設(shè)備，如圖1所示，包括外殼11，外殼11后設(shè)有后蓋7，使得外殼11和后蓋7形成密閉的空間，從而使得其內(nèi)部沒有光線，所述外殼11的后部設(shè)置有兩塊顯示屏5和6，所述后蓋7上設(shè)有與顯示屏相連的驅(qū)動電路8，所述外殼11的前端設(shè)有兩塊凸透鏡3和4，兩塊凸透鏡的位置分別與所述兩塊顯示屏的位置相互對應(yīng)，使得左、右眼分別通過兩塊凸透鏡能夠看到兩個顯示屏上顯示的圖像相互重疊；所述后蓋上還設(shè)有頭部運動傳感器電路。
[0015]對于正常人的人眼來講，最方便、最習(xí)慣的工作距離為25厘米左右，這時人眼的調(diào)節(jié)功能不太緊張，可以長時間觀察而不易疲勞。但是25厘米對于本虛擬現(xiàn)實頭盔來說，距離太長，為了縮短人眼與顯示屏的距離，利用光學(xué)原理在人眼與屏幕之間放一塊凸透鏡。在圖2中，人眼I和2透過凸透鏡3和4可看到顯示屏5和6。假設(shè)人的左眼1，由光學(xué)原理可知，由于凸透鏡3的作用，在人眼正常焦距下，人眼與顯示屏的距離減小很多。左顯示屏5囊括了是左眼I透過凸透鏡3的整個視場范圍，所以左顯示屏5可顯示左眼I看到的圖像，右顯示屏6可顯示右眼2看到的圖像，通過模擬左右眼看到的客觀世界圖像的差異，使得佩戴者有了 3D視覺效果。為了使3D視覺效果更佳，所述兩塊顯示屏的大小相等；所述兩塊凸透鏡的焦距相同。
[0016]如圖3所示，顯示屏的驅(qū)動電路8和頭部運動傳感器電路9固定在虛擬現(xiàn)實頭盔的后蓋7上，顯示屏的驅(qū)動電路8和頭部運動傳感器電路9由一根數(shù)據(jù)線10相連并連接到PC機終端。顯示屏的驅(qū)動電路模塊8由液晶驅(qū)動芯片RTD2660H和外圍電路組成，主要功能是驅(qū)動顯示屏顯示實時從電腦傳輸過來的圖像，顯示屏的驅(qū)動電路8與顯示屏5和6相連；頭部運動傳感器電路9由主ARM芯片STM32F103C8T6、地磁傳感器芯片HMC5883L、6軸傳感器芯片(包括3軸陀螺儀、3軸加速器)MPU-6050及其外圍電路組成，其中，主ARM芯片實時采集地磁傳感器和6軸傳感器產(chǎn)生的頭部運動角度值，經(jīng)過處理(例如放大、去噪等)后由數(shù)據(jù)線10傳遞給PC機終端，PC機根據(jù)傳輸來的數(shù)據(jù)實時改變圖像并將其傳輸給顯示屏的驅(qū)動電路模塊8去驅(qū)動顯示屏輸出圖像。其中，PC機根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)改變圖像已經(jīng)比較成熟，如日本任天堂公司的WII游戲機控制器技術(shù)，本申請不涉及此處的改進，在此不再贅述。
[0017]本實用新型在虛擬現(xiàn)實裝置的屏幕前，對應(yīng)左右眼分別安裝一個凸透鏡，這樣做的好處在于首先由光學(xué)理論可知其在人眼聚焦的范圍內(nèi)縮短了人眼與顯示屏幕的距離；再者由于凸透鏡的放大作用，人的視場范圍縮小即相當(dāng)于屏幕變大，屏幕的尺寸就可以減小。人眼與屏幕的距離變小和屏幕尺寸變小這兩個改變使頭盔的尺寸變小。為了使頭盔有全景浸入式效果，在硬件上加入了加速度、陀螺儀和地磁三種傳感器來跟蹤頭部的旋轉(zhuǎn)、俯仰和左右搖擺，從而使得圖像根據(jù)頭部變化而變化，顯示效果增強。為了減小頭盔硬件電路的重量，所有的要顯示的圖像的處理都在PC機完成，頭盔內(nèi)的電路只包含顯示屏幕的驅(qū)動電路和傳感器電路兩部分。傳感器電路的作用是將頭部的角度值傳給PC機，PC機端實時處理并將圖像傳輸?shù)斤@示驅(qū)動電路實現(xiàn)圖像的顯示。這樣很好的減輕了頭盔的重量，頭盔只有一根數(shù)據(jù)線與PC機相連。
【權(quán)利要求】
1.一種頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示的硬件設(shè)備，包括外殼(11)，所述外殼(11)后設(shè)有后蓋(7)，使得外殼(11)和后蓋(7)形成密閉的空間，所述外殼(11)的后部設(shè)置有兩塊顯示屏(5、6)，所述后蓋(7)上設(shè)有與顯示屏(5、6)相連的驅(qū)動電路(8)，其特征在于，所述外殼(11)的前端設(shè)有兩塊凸透鏡(3、4)，兩塊凸透鏡(3、4)的位置分別與所述兩塊顯示屏(5、6)的位置相互對應(yīng)，使得左、右眼分別通過兩塊凸透鏡(3、4)能夠看到兩個顯示屏(5、6)上顯示的圖像相互重疊；所述后蓋(7)上還設(shè)有頭部運動傳感器電路(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示的硬件設(shè)備，其特征在于，所述頭部運動傳感器電路(9)的輸出端與外部的計算機相連，所述外部的計算機將圖像傳輸給驅(qū)動電路⑶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示的硬件設(shè)備，其特征在于，所述兩塊顯示屏的大小相等；所述兩塊凸透鏡的焦距相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示的硬件設(shè)備，其特征在于，所述頭部運動傳感器電路(9)包括加速器傳感器、陀螺儀和地磁傳感器。
【文檔編號】G02B27/01GK204178050SQ201420490683
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】鄭華科, 趙鵬, 曹偉東, 龍愷, 沈冰, 龔濤 申請人:東華大學(xué)