CN105892073A - 基于柔性智能手机的虚拟现实眼镜 - Google Patents

Abstract

基于柔性智能手机的虚拟现实眼镜。本发明由一个一侧开口的眼镜盒作为结构上的主体，开口一侧是弧形，柔性智能手机与眼镜盒上开口的一侧通过连接部可拆卸连接。眼镜盒上另一侧设置有左右两个光学透镜组件，每个光学透镜组件都由凸透镜和光阀组成。柔性智能手机通过光阀电源输出口向眼镜盒上的两个光阀输出交替的电压控制信号，让两个光阀交替变换透明和不透明的状态，形成主动快门来实现影像的立体显示。

Description

基于柔性智能手机的虚拟现实眼镜

技术领域

本发明涉及一种基于柔性智能手机的虚拟现实眼镜，属于显示技术领域。

背景技术

目前，虚拟现实眼镜产品日益增多，比较有代表性的如索尼公司的头戴式虚拟现实眼镜、OCULUS RIFT公司的虚拟现实眼镜以及三星公司的基于智能手机的虚拟现实眼镜。后两者的原理是一样的，都是把屏幕显示的内容经过软件处理成左右分屏格式，在一个屏幕上同时显示立体影像的左视角和右视角影像，两个影像分别经过凸透镜在人的眼睛里成像，经过人的大脑的合成，就看到了立体影像。OCULUS RIFT虚拟现实眼镜有专用的屏幕，接驳外置的电脑。而三星的虚拟现实眼镜由于采用智能手机作为核心部件，把智能手机结合在一个可佩戴在头部的虚拟现实眼镜盒上就变成了虚拟现实眼镜，智能手机自身又带有处理器和电池，所以不需要连接线。这种原理的虚拟现实眼镜有几个主要的不足：让屏幕的分辨率减半，像素利用率不够高；影像需要经过软件处理才能变成左右分屏格式，与现有立体影像格式区别较大，造成不兼容；用于近眼成像的凸透镜焦距过短会造成较大的图像畸变，需要软件对左右分屏格式的画面进一步处理，用图像的变形来补偿凸透镜造成的画面畸变；目前虚拟现实眼镜的视野还不够宽广。

新型电子产品的出现会对上述问题的解决提供更多解决方案。三星公司和LG公司都推出了使用OLED(有机发光二极管)屏幕的柔性智能手机，不但屏幕可以弯曲变形，整机都可以弯曲变形，弧形的屏幕更利于减小画面的畸变。OLED屏幕的图像刷新率远比液晶屏幕高，高刷新率对于虚拟现实技术领域有至关重要的意义，把主动快门立体显示原理引入虚拟现实技术领域已经不存在技术上的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于柔性智能手机的虚拟现实眼镜，让虚拟现实眼镜更清晰、视野更宽广。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明由一个一侧开口的眼镜盒作为结构上的主体，开口一侧是弧形，柔性智能手机与眼镜盒上开口的一侧通过连接部可拆卸连接。眼镜盒上另一侧设置有左右两个光学透镜组件，每个光学透镜组件都由凸透镜和光阀组成。柔性智能手机通过光阀电源输出口向眼镜盒上的两个光阀输出交替的电压控制信号，让两个光阀交替变换透明和不透明的状态，形成主动快门来实现影像的立体显示。

采用本发明带来的有益效果是，可以让虚拟现实眼镜具有更宽广的视角和更高的分辨率。

附图说明：

以下结合附图做进一步说明：

图1是本发明的眼镜盒立体图1；

图2是本发明的眼镜盒立体图2；

图3是本发明的眼镜盒俯视图；

图4是柔性智能手机的立体图；

图5是眼镜盒与柔性智能手机结合的立体图；

图6是本发明的光学成像原理图1；

图7是本发明的光学成像原理图2；

图8是本发明的柔性智能手机电原理框图；

图9是本发明的实施例立体图

图中各部件名称对应的标号如下：

眼镜盒1；连接部2；海绵垫圈3；光学透镜组件4；柔性智能手机5；柔性屏幕6；光阀电源输出口7；光阀8；凸透镜9；头带10。

具体实施方式

在图1中，本发明的眼镜盒1是结构的主体，用于将各组件安装在一起。它是一个一侧开口的壳体，开口一侧的尺寸和形状与柔性智能手机5适配。从图3俯视图中可以看到眼镜盒1的开口是弧形的。与开口侧相对的是用于固定光学透镜组件4的视窗一侧，这一侧左右设置了两个光学透镜组件4，与人的双眼对应，如图2所示。视窗一侧的外侧还设置了一圈海绵垫圈3，当眼镜盒1佩戴在人的头部时，海绵垫圈3可以与人的面部接触，提高佩戴舒适度。

图4是目前已经成熟的柔性智能手机的立体图，由于采用了基于OLED(有机发光二极管)技术的柔性屏幕6和柔性电路板、柔性电池等，所以柔性智能手机整体可以弯曲一定弧度。

图5是眼镜盒1与柔性智能手机5结合的立体图，可以看出，眼镜盒1上的连接部2将柔性智能手机5固定。连接部2用于将柔性智能手机5与眼镜盒1可拆卸连接，连接部2也可以将光阀8元件与柔性智能手机5电连接。本发明中，连接部2以常见卡扣的形式为例，简单可靠。连接部2的卡扣上可以隐藏与光阀电源输出口7对应的电极，当柔性智能手机5与眼镜盒1结合后实现柔性智能手机5与光阀8的电连接。

图6和图7是本发明的光学成像原理示意图。光阀8和凸透镜9组成光学透镜组件4。凸透镜9是单凸透镜，即一面为凸面，另一面为平面。凸透镜9的平面的一侧贴合了一个光阀8元件。光阀8是液晶变色元件，通电变黑，此时光阀8不透明，反向通电后变为透明。光阀8具有非常高的响应速度。在主动快门原理的立体显示技术中，使用者佩戴由两个光阀8组成的眼镜，观看主动快门对应格式的立体影像。专用设备可以让两个光阀8交替变换状态，并且变换频率与影像的刷新频率保持同步。主动快门格式的立体影像是左右视角的画面交替出现的，而光阀8也是左右交替变换，确保使用者左眼只能看到左视角画面，右眼只能看到右视角画画，双眼看到的是连续的影像。OCULUS RIFT虚拟现实眼镜和三星虚拟现实眼镜都是将屏幕分为左右画面，采取像素减半的原理，主动快门原理是采用的频率减半的方式，不牺牲画质，只要刷新频率足够，就能充分利用屏幕的像素，并且提高视角。如图所示，在图6中，右边的光阀8变黑，人的左眼可以看到柔性屏幕6的整个画面，此时显示的是左视角的图像；在图7中，左边的光阀8变黑，人的右眼可以看到柔性屏幕6的整个画画，此时显示的是右视角的图像，如此交替，提高刷新频率后，人的双眼看到的是连续的影像，左眼只能看到左视角影像，右眼只能看到右视角影像，经过大脑合成，最终看到的是立体的动态影像。主动快门技术是已经广泛应用的成熟技术，故此只做简单的介绍。

凸透镜9的作用一个是将画面放大，另一个作用是实现近眼成像。人看物体如果低于25公分会很容易视觉疲劳，而加入凸透镜9就可以让柔性屏幕6的图像成为一个被放置在更远一些位置的虚像。这也是现有虚拟现实眼镜里普遍采用的近眼成像原理。在本发明中，柔性屏幕6是弧形的是为了减少画面的边缘畸变，让每个凸透镜9相对于柔性屏幕6的近端和远端的距离差尽量的小，而且凸透镜9可以采用非球面凸透镜，在光学上进一步补偿画面畸变。

图8中，柔性智能手机5是一个智能手机，拥有通信子系统、电源管理子系统、应用子系统，与现有智能手机一样。区别在于，上下两侧各有一个光阀电源输出口7，也就是图4中所显示的输出接口，用于控制两个光阀8的交替变换透明与不透明的状态。其输出电压的频率是由智能手机的软件来控制的，确保两个光阀8与手机的刷新率同步。在本发明中，对柔性智能手机软件部分不做权利要求。当柔性智能手机5和眼镜盒1连接后，柔性智能手机5两侧的光阀电源输出口7与眼镜盒1上连接部2上的电极接触，与光阀8实施电连接，因此柔性智能手机5可以控制光阀8。

图9中，眼镜盒1结合了柔性智能手机5和头带10后，可以实现虚拟现实眼镜的功能。现有的虚拟现实眼镜可以通过手势和语音操作，比触摸屏更直接。因此展望虚拟现实眼镜的操作系统，可以用与实物一样的立体图像来取代图标：在一个虚拟的房间内，文本文件以书架上的图书来表示、影像文件以书架上的电影卡带来表示、打印机以办公桌上的打印机立体图像来表示，图片以办公桌抽屉内的相册来表示，以更接近真实的动作操作来使用这些内容和功能，让人们更直观更直接的使用操作系统。

Claims (2)

1.本发明专利公开了一种基于柔性智能手机的虚拟现实眼镜，包含了柔性智能手机、眼镜盒、头带，柔性智能手机可以与眼镜盒结合，头带也可以与眼镜盒结合，眼镜盒是一个一侧开口的壳体，开口尺寸与柔性智能手机适配，开口的一侧从俯视图角度看是弧形的，与开口一侧相对的是视窗的一侧，视窗的一侧左右各有一个光学透镜组件，其特征是：光学透镜组件由光阀和凸透镜组成，凸透镜是单凸透镜，光阀贴合在凸透镜平面的一侧，眼镜盒的开口一侧两边有卡扣式连接部用于与柔性智能手机可拆卸连接和电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于柔性智能手机的虚拟现实眼镜，其特征是：权力要求1所述的柔性智能手机的上下两侧各有一个光阀电源输出口，用于驱动眼镜盒两个光学透镜组件的光阀交替变换透明与不透明状态。