一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)顯示的硬件設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)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(dòng)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(duì)應(yīng)，使得左、右眼分別通過兩塊凸透鏡能夠看到兩個(gè)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(yùn)動(dòng)傳感器電路。本實(shí)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(shí)的效果更好。
【專利說明】一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)顯示的硬件設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)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(shí)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(dá)到全景浸入式3D視覺效果的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)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(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求，其相關(guān)設(shè)備價(jià)格也比較昂貴且局限性很大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)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(shí)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(shí)的效果更好。
[0004]本實(shí)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(shí)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(dòng)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(duì)應(yīng)，使得左、右眼分別通過兩塊凸透鏡能夠看到兩個(gè)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(yùn)動(dòng)傳感器電路。
[0005]所述頭部運(yùn)動(dòng)傳感器電路的輸出端與外部的計(jì)算機(jī)相連，所述外部的計(jì)算機(jī)將圖像傳輸給驅(qū)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本實(shí)用新型減小了虛擬現(xiàn)實(shí)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(chǎng)景更真實(shí)，同時(shí)減輕了虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本實(shí)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(shí)用新型中硬件電路連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0014]本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)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(dòng)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(duì)應(yīng)，使得左、右眼分別通過兩塊凸透鏡能夠看到兩個(gè)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(yùn)動(dòng)傳感器電路。
[0015]對(duì)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(shí)人眼的調(diào)節(jié)功能不太緊張，可以長時(shí)間觀察而不易疲勞。但是25厘米對(duì)于本虛擬現(xiàn)實(shí)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(gè)視場(chǎng)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(dòng)電路8和頭部運(yùn)動(dòng)傳感器電路9固定在虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔的后蓋7上，顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路8和頭部運(yùn)動(dòng)傳感器電路9由一根數(shù)據(jù)線10相連并連接到PC機(jī)終端。顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路模塊8由液晶驅(qū)動(dòng)芯片RTD2660H和外圍電路組成，主要功能是驅(qū)動(dòng)顯示屏顯示實(shí)時(shí)從電腦傳輸過來的圖像，顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路8與顯示屏5和6相連；頭部運(yùn)動(dòng)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(shí)時(shí)采集地磁傳感器和6軸傳感器產(chǎn)生的頭部運(yùn)動(dòng)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(jī)終端，PC機(jī)根據(jù)傳輸來的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)改變圖像并將其傳輸給顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路模塊8去驅(qū)動(dòng)顯示屏輸出圖像。其中，PC機(jī)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(jī)控制器技術(shù)，本申請(qǐng)不涉及此處的改進(jìn)，在此不再贅述。
[0017]本實(shí)用新型在虛擬現(xiàn)實(shí)裝置的屏幕前，對(duì)應(yīng)左右眼分別安裝一個(gè)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(chǎng)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(gè)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(qiáng)。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(jī)完成，頭盔內(nèi)的電路只包含顯示屏幕的驅(qū)動(dòng)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(jī)，PC機(jī)端實(shí)時(shí)處理并將圖像傳輸?shù)斤@示驅(qū)動(dòng)電路實(shí)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(jī)相連。
【權(quán)利要求】
1.一種頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)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(dòng)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(duì)應(yīng)，使得左、右眼分別通過兩塊凸透鏡(3、4)能夠看到兩個(gè)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(yùn)動(dòng)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(shí)顯示的硬件設(shè)備，其特征在于，所述頭部運(yùn)動(dòng)傳感器電路(9)的輸出端與外部的計(jì)算機(jī)相連，所述外部的計(jì)算機(jī)將圖像傳輸給驅(qū)動(dòng)電路⑶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)顯示的硬件設(shè)備，其特征在于，所述頭部運(yùn)動(dòng)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(hào)】G02B27/01GK204178050SQ201420490683
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)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(qǐng)人:東華大學(xué)