本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)(virtualreality，vr)頭盔設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自調(diào)焦vr頭盔。

背景技術(shù)：

vr頭盔是一種頭戴式體驗(yàn)設(shè)備，其綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和多接口控制設(shè)備，可生成交互的三維環(huán)境，提供體驗(yàn)者高質(zhì)量沉浸感覺。

vr頭盔是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要分支，其在醫(yī)學(xué)、娛樂、軍事航天、室內(nèi)設(shè)計(jì)、房產(chǎn)開發(fā)、文物古跡、游戲、電商、web3d、道路橋梁、生物力學(xué)、船舶制造、車輛仿真、地理、教育等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景?，F(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)多家公司推出的價(jià)位、功能各異的vr頭盔。如三星公司的vr頭盔產(chǎn)品，htc與valve聯(lián)合開發(fā)的htcvive、facebook旗下的oculusvr以及索尼的sce。然而這些vr頭盔由于固有的結(jié)構(gòu)原因，使得近視眼患者群體體驗(yàn)不便。通常，近視眼患者必須先帶上自己的近視光學(xué)眼鏡，再配戴厚重的vr頭盔，才能正常體驗(yàn)當(dāng)前市面上的vr產(chǎn)品，這無疑降低近視眼患者對(duì)vr頭盔產(chǎn)品的體驗(yàn)和使用效果。

目前，幫助近視眼患者使用vr頭盔的手段主要有三種。一種是消費(fèi)者向商家提供眼睛近視情況，然后由廠家定制相應(yīng)的目鏡；第二種是擴(kuò)大頭盔與眼球接觸部分空間讓消費(fèi)者能帶著眼鏡佩戴頭盔；第三種則是通過調(diào)接顯示屏與目鏡之間的距離來完成調(diào)焦。第一種方法定制目鏡將增加廠家生產(chǎn)成本，導(dǎo)致vr頭盔價(jià)格升高，不利于vr頭盔進(jìn)入普通消費(fèi)者的生活，同時(shí)也不利于消費(fèi)者個(gè)人信息保護(hù)。采用第二種方法，增大頭盔與眼球接觸部分空間讓消費(fèi)者可戴著眼鏡佩戴vr頭盔體驗(yàn)，這樣一方面會(huì)降低頭盔佩帶的舒適度，另一方面也會(huì)降低虛擬場(chǎng)景的逼真程度。第三種方法通過調(diào)節(jié)顯示屏與目鏡之間的距離實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)焦距，此方法在調(diào)焦范圍上有一定限制，調(diào)焦后可能會(huì)出現(xiàn)像差畸變，圖像失真，視域變窄等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種自調(diào)焦vr頭盔。

本發(fā)明提出的一種自調(diào)焦vr頭盔，包括：可調(diào)焦鏡組和微型馬達(dá)；

可調(diào)焦鏡組包括左目鏡和右目鏡，左目鏡包含一個(gè)鏡片或者由至少兩個(gè)鏡片層疊組成，右目鏡包含一個(gè)鏡片或者由至少兩個(gè)鏡片層疊組成；

左目鏡的鏡片中至少有一個(gè)為多焦點(diǎn)鏡片，左目鏡的屈光度可通過轉(zhuǎn)動(dòng)多焦點(diǎn)鏡片進(jìn)行調(diào)整；右目鏡的鏡片中至少有一個(gè)為多焦點(diǎn)鏡片，右目鏡的屈光度可通過轉(zhuǎn)動(dòng)多焦點(diǎn)鏡片進(jìn)行調(diào)整；

左目鏡和右目鏡中，每一個(gè)鏡片均連接一個(gè)齒輪，微型馬達(dá)連接各齒輪并通過驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)與齒輪對(duì)應(yīng)的鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，左目鏡和右目鏡中，各鏡片分別具有5-9個(gè)焦點(diǎn)。

優(yōu)選地，左目鏡和右目鏡結(jié)構(gòu)相同，且左目鏡和右目鏡中位于對(duì)應(yīng)位置的鏡片處于同一平面。

優(yōu)選地，左目鏡和右目鏡中，在垂直方向上相鄰兩鏡片間保持有2mm至3mm的間隙。

優(yōu)選地，還包括輸入模塊，輸入模塊與頭盔的中央控制單元連接，中央控制模塊用于根據(jù)從輸入模塊獲取的鏡組調(diào)整目標(biāo)控制微型馬達(dá)對(duì)左目鏡和右目鏡中的鏡片進(jìn)行調(diào)整。

優(yōu)選地，輸入模塊，為與頭盔中央控制單元連接的手機(jī)或者電腦，或者為設(shè)置在頭盔外殼上并與中央控制單元連接的人機(jī)交互裝置。

優(yōu)選地，還包括紅外測(cè)距傳感器，其與中央控制單元連接，用于測(cè)量頭盔使用者與周圍障礙物的距離。

優(yōu)選地，還包括行動(dòng)捕捉模塊，其與中央控制單元連接，用于捕捉使用者頭部動(dòng)作與肢體動(dòng)作；中央控制單元用于根據(jù)行動(dòng)捕捉模塊捕捉的數(shù)據(jù)判斷頭盔使用者視覺焦點(diǎn)與移動(dòng)方向；優(yōu)選地，行動(dòng)捕捉模塊包括陀螺儀、重力傳感器與加速度傳感器。

優(yōu)選地，頭盔內(nèi)部設(shè)有系統(tǒng)板，中央控制單元、陀螺儀、重力傳感器、加速度傳感器均集成于系統(tǒng)板，微型馬達(dá)、紅外測(cè)距傳感器均與系統(tǒng)板連接。

優(yōu)選地，3d目鏡采用艾爾弗目鏡。

本發(fā)明中，通過一片或者多片多焦點(diǎn)鏡片層疊組成可調(diào)焦鏡組雙目；利用微型馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪，微型馬達(dá)通過齒輪聯(lián)動(dòng)自適應(yīng)調(diào)焦鏡組雙目鏡片，將相應(yīng)鏡片轉(zhuǎn)入合適位置，實(shí)現(xiàn)變焦功能，完成自調(diào)焦。如此，可讓近視患者能夠裸眼體驗(yàn)vr頭盔，獲得與視力正常的人相同的體驗(yàn)效果。

本發(fā)明提供的自調(diào)焦vr頭盔集成度高，造價(jià)低廉，功能全面，使用便捷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的一種自調(diào)焦vr頭盔正視立體圖；

圖2為本發(fā)明提出的一種自調(diào)焦vr頭盔仰視立體圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中可調(diào)焦鏡片示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中可調(diào)焦鏡組(雙目)示意圖；

圖5為本發(fā)明的元器件連接示意圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1、圖2、圖5，本發(fā)明提出的一種自調(diào)焦vr頭盔，包括：可調(diào)焦鏡組1和微型馬達(dá)2。

可調(diào)焦鏡組1包括左目鏡和右目鏡，頭盔佩戴狀態(tài)下，可調(diào)焦鏡組1的左目鏡和右目鏡分別對(duì)應(yīng)使用者的左眼和右眼。

左目鏡包含一個(gè)鏡片或者由至少兩個(gè)鏡片層疊組成，左目鏡的鏡片中至少有一個(gè)為多焦點(diǎn)鏡片，左目鏡的屈光度可通過轉(zhuǎn)動(dòng)多焦點(diǎn)鏡片以變換屈光度線性疊加值進(jìn)行調(diào)整。右目鏡包含一個(gè)鏡片或者由至少兩個(gè)鏡片層疊組成，右目鏡的鏡片中至少有一個(gè)為多焦點(diǎn)鏡片，右目鏡的屈光度可通過轉(zhuǎn)動(dòng)多焦點(diǎn)鏡片以變換屈光度線性疊加值進(jìn)行調(diào)整。具體實(shí)施時(shí)，左目鏡和右目鏡也可采用3-4層多焦點(diǎn)鏡片組成，鏡片可采用具有5-9個(gè)焦點(diǎn)的鏡片。

以下，結(jié)合一個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)中的可調(diào)焦鏡組1進(jìn)行說明。

例如，參考圖3、圖4，本實(shí)施例中，左目鏡和右目鏡分別由兩個(gè)5焦點(diǎn)鏡片層疊組成。具體的，左目鏡由鏡片9和鏡片10組成，右目鏡由鏡片11和鏡片12組成。其中，鏡片9層疊于鏡片10上，鏡片11層疊于鏡片12上層。在垂直方向上，鏡片9和鏡片10之間保持有2mm至3mm的間隙，鏡片11和鏡片12之間保持有2mm至3mm的間隙。且鏡片9與鏡片11處于同一平面，鏡片10與鏡片12處于同一平面。鏡片9和鏡片11分別都擁有0d、+3.d、+4.00d、+5.00d、6.00d五個(gè)屈光度。鏡片10和鏡片12分別都擁0d、+0.25d、+0.50d、+0.75d、+1.00d五個(gè)屈光度。由兩塊鏡片的屈光度線性相加可得，鏡片9和鏡片10組成的透鏡組其屈光度可在0d、+3.00d、+3.25d……+6.75d、+7.00d范圍內(nèi)變化，鏡片11和鏡片12組成的透鏡組的屈光度同理也可在0d、+3.00d、+3.25……+6.50d、+6.75d、+7.00d范圍內(nèi)變化。以上屈光度對(duì)應(yīng)近視度數(shù)分別為0度、300度、325度……650度、675度、700度。故而，本實(shí)施例中，通過轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡中鏡片便可對(duì)目鏡屈光度數(shù)進(jìn)行調(diào)整，滿足不同度數(shù)的近視眼需要。具體實(shí)施時(shí)，單目鏡也可采用3-4層多焦點(diǎn)鏡片組成。

左目鏡和右目鏡中，在垂直方向上相鄰兩鏡片間保持有2mm至3mm的間隙，可保證鏡片屈光度線性疊加的精確。

本實(shí)施方式中，可調(diào)焦鏡組1的左目鏡和右目鏡中，每一個(gè)鏡片均連接一個(gè)齒輪，微型馬達(dá)2連接各齒輪并通過驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)與齒輪對(duì)應(yīng)的鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)。如此，可通過微型馬達(dá)2驅(qū)動(dòng)相應(yīng)鏡片轉(zhuǎn)入合適位置，完成自調(diào)焦。本實(shí)施方式中，微型馬達(dá)2與頭盔內(nèi)的中央控制單元連接，中央控制單元通過輸入模塊獲取佩戴者的近視度數(shù)，然后控制微型馬達(dá)2通過齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)鏡片自適應(yīng)可調(diào)焦鏡組中左目鏡的屈光度和右目鏡的屈光度，完成自調(diào)焦。

以上實(shí)施例中，保持左目鏡和右目鏡結(jié)構(gòu)相同，且左目鏡和右目鏡中位于對(duì)應(yīng)位置的鏡片處于同一平面，可保證通過微型馬達(dá)2自適應(yīng)目鏡度數(shù)時(shí)的操作規(guī)則的一致性，保證調(diào)焦精度。具體實(shí)施時(shí)，也可左目鏡和右目鏡采用不同層數(shù)的鏡片，或者左目鏡和右目鏡采用不同的多焦點(diǎn)鏡片。例如，可左目鏡采用單層9焦點(diǎn)鏡片，右目鏡采用3層鏡片疊加，3層鏡片分別為：普通透鏡鏡片、4焦點(diǎn)鏡片和5焦點(diǎn)鏡片。

本實(shí)施方式中，輸入模塊，為與頭盔中央控制單元連接的手機(jī)或者電腦，或者為設(shè)置在頭盔外殼5上并與中央控制單元連接的人機(jī)交互裝置。具體實(shí)施時(shí)，中央控制單元可通過藍(lán)牙、有線或者無線與手機(jī)或者電腦連接。本實(shí)施方式中，還包括紅外測(cè)距傳感器3，其與中央控制單元連接，用于測(cè)量頭盔使用者與周圍障礙物的距離。如此，中央控制單元獲取障礙物信息后可通過預(yù)設(shè)的預(yù)警裝置或者顯示器畫面對(duì)頭盔使用者進(jìn)行提醒，防止使用者在體驗(yàn)過程中因現(xiàn)實(shí)視野丟失與周邊物體發(fā)生磕碰。

參照?qǐng)D5本實(shí)施方式中，還包括行動(dòng)捕捉模塊，其與中央控制單元連接，并用于捕捉使用者頭部動(dòng)作與肢體動(dòng)作。中央控制單元根據(jù)行動(dòng)捕捉模塊捕捉的數(shù)據(jù)判斷頭盔使用者視覺焦點(diǎn)與移動(dòng)方向，以便與vr內(nèi)畫面及操作頁(yè)面進(jìn)行互動(dòng)，完成社交或游戲內(nèi)容的操作指令。行動(dòng)捕捉模塊包括陀螺儀、重力傳感器與加速度傳感器。

本實(shí)施方式中，顯示器4設(shè)置于頭盔前方，3d目鏡6與顯示器4嵌合，以保證觀影效果。

參照?qǐng)D1、圖2、圖5本實(shí)施方式中，頭盔內(nèi)部設(shè)有系統(tǒng)板7，中央控制單元、陀螺儀、重力傳感器、加速度傳感器均集成于系統(tǒng)板7，微型馬達(dá)2、顯示器4、紅外測(cè)距傳感器3均與系統(tǒng)板7連接，系統(tǒng)板7與電源連接。具體的，3d目鏡6、可調(diào)焦鏡組1、微型馬達(dá)2、齒輪、顯示器4、紅外測(cè)距傳感器3、系統(tǒng)板7和電源置于外殼5內(nèi)部。3d目鏡6采用艾爾弗目鏡，顯示器采用oled顯示器。

本實(shí)施方式中，還包括存儲(chǔ)器和揚(yáng)聲器。存儲(chǔ)器與中央控制單元、顯示器4、揚(yáng)聲器通訊連接；存儲(chǔ)器、揚(yáng)聲器與電源連接；存儲(chǔ)器、揚(yáng)聲器均置于外殼5內(nèi)部。

本實(shí)施方式中，頭盔利用中央控制單元、存儲(chǔ)器、顯示器顯示圖像內(nèi)容并且通過3d目鏡6和可調(diào)焦鏡組將清晰的圖像傳入人眼，揚(yáng)聲器發(fā)出與圖像內(nèi)容相關(guān)的音頻。

本實(shí)施方式中，將頭盔與電腦或手機(jī)連接起來，即可將電腦上或手機(jī)上的圖像或視頻內(nèi)容在顯示器上顯示出來，將音頻內(nèi)容在揚(yáng)聲器中發(fā)出，以滿足用戶看電影、玩游戲的娛樂需求。

本實(shí)施方式中，頭盔外殼5上安裝有頭帶8，頭帶8與外殼5兩端及外殼5上表面中部相連。如此，頭帶的設(shè)置，有利于減少外殼5體積與重量，并且頭帶可靈活調(diào)整，滿足不同使用者需要。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。