[發(fā)明專利]一種自調(diào)焦VR頭盔

在審

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• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN106970468A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張學(xué)勇;許俊林;汪浩然;王子錚
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽建筑大學(xué)
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B25/00
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務(wù)所(普通合伙)34119
• 代理人: 段曉微,葉美琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，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設(shè)備，其綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和多接口控制設(shè)備，可生成交互的三維環(huán)境，提供體驗者高質(zhì)量沉浸感覺。

VR頭盔是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一個重要分支，其在醫(yī)學(xué)、娛樂、軍事航天、室內(nèi)設(shè)計、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。現(xiàn)在市場上已經(jīng)出現(xiàn)多家公司推出的價位、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HTC Vive、Facebook旗下的Oculus VR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，才能正常體驗當(dāng)前市面上的VR產(chǎn)品，這無疑降低近視眼患者對VR頭盔產(chǎn)品的體驗和使用效果。

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；第二種是擴大頭盔與眼球接觸部分空間讓消費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頭盔價格升高，不利于VR頭盔進入普通消費者的生活，同時也不利于消費者個人信息保護。采用第二種方法，增大頭盔與眼球接觸部分空間讓消費者可戴著眼鏡佩戴VR頭盔體驗，這樣一方面會降低頭盔佩帶的舒適度，另一方面也會降低虛擬場景的逼真程度。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)焦后可能會出現(xiàn)像差畸變，圖像失真，視域變窄等問題。

發(fā)明內(nèi)容

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；

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

左目鏡的鏡片中至少有一個為多焦點鏡片，左目鏡的屈光度可通過轉(zhuǎn)動多焦點鏡片進行調(diào)整；右目鏡的鏡片中至少有一個為多焦點鏡片，右目鏡的屈光度可通過轉(zhuǎn)動多焦點鏡片進行調(diào)整；

左目鏡和右目鏡中，每一個鏡片均連接一個齒輪，微型馬達連接各齒輪并通過驅(qū)動齒輪帶動與齒輪對應(yīng)的鏡片轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選地，左目鏡和右目鏡中，各鏡片分別具有5-9個焦點。

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)整目標控制微型馬達對左目鏡和右目鏡中的鏡片進行調(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交互裝置。

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

優(yōu)選地，還包括行動捕捉模塊，其與中央控制單元連接，用于捕捉使用者頭部動作與肢體動作；中央控制單元用于根據(jù)行動捕捉模塊捕捉的數(shù)據(jù)判斷頭盔使用者視覺焦點與移動方向；優(yōu)選地，行動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、紅外測距傳感器均與系統(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鏡片層疊組成可調(diào)焦鏡組雙目；利用微型馬達轉(zhuǎn)動帶動齒輪，微型馬達通過齒輪聯(lián)動自適應(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VR頭盔，獲得與視力正常的人相同的體驗效果。

本發(fā)明提供的自調(diào)焦VR頭盔集成度高，造價低廉，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)明實施例中可調(diào)焦鏡片示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中可調(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。