CN106125918A - 一种虚拟现实装置和虚拟现实分享系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种虚拟现实装置和虚拟现实分享系统，虚拟现实装置包括外壳、光学系统、显示模块和数据传输模块，外壳用于收容光学系统和显示模块，光学系统用于放大显示模块所显示画面，显示模块包括第一摄像头和第二摄像头，用于对外部进行拍摄获取原始影像数据，数据传输模块用于将包含原始影像数据的信息传输至云端或其他电子设备。本申请的虚拟现实装置和分享系统利用第一摄像头和第二摄像头模拟人眼进行实景图像拍摄，可实现3D及全景影像的输出，较好的提升了用户体验。

Description

一种虚拟现实装置和虚拟现实分享系统

技术领域

本申请涉及虚拟现实技术，特别是一种虚拟现实装置和虚拟现实分享系统。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术近年来作为全球性的热门技术，逐渐引起普通人群的注意。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，其利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，可以使用户沉浸到虚拟环境中，体验如临真境的感觉。虚拟现实目前最为人知的应用在游戏场景，而最常见的虚拟现实设备则是虚拟现实头盔、头戴式(3D)显示器。虚拟现实头盔利用头盔式显示器将人对外界的视觉、听觉封闭，引导用户产生一种身在虚拟环境中的沉浸感。头盔显示器也是最早的虚拟现实显示器，其显示原理是左右眼屏幕分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有差异的信息后在脑海中产生立体感。头盔显示器作为虚拟现实的显示设备，具有小巧和封闭性强的特点，在军事训练，虚拟驾驶，虚拟城市等非游戏场景中具有广泛的应用前景。

虚拟现实头盔(或称VR头盔、VR headset、头戴式显示器、head-mounted display等)主要由头戴结构、光学模块和显示模块组成，其中头戴结构一般由一个仅一面开口的盒子与绑带组成，而光学模块和显示模块设置在盒子内。光学模块主要由两个光学透镜组成，显示模块则负责显示图像数据，影像数据经过分屏显示，再经由光学系统到达人眼，形成虚拟现实影像。现有的虚拟现实设备通常都是独立运作，从外部获取视频资源后，用户戴上头盔后即可体验虚拟世界。然而随着社交网络的普及，用户在使用虚拟现实设备时也会想将一些体验分享给朋友，然而目前的虚拟现实设备一方面由于不具有摄像功能或者只有单镜头摄像功能，即使用户将自身体验的实景通过拍摄传递给朋友，获得的也是沉浸感不足的画面，无法准确的实现分享之目的。因此，现有的虚拟现实装置用户体验有待提升。

发明内容

为克服现有技术中虚拟现实装置用户体验不佳的技术问题，有必要提供一种能提升用户体验的虚拟现实装置。

根据本申请的第一方面，提供一种虚拟现实装置，其包括外壳、光学系统、显示模块和数据传输模块，外壳用于收容光学系统和显示模块，光学系统用于放大显示模块所显示画面，显示模块包括第一摄像头和第二摄像头，用于对外部进行拍摄获取原始影像数据，数据传输模块用于将包含原始影像数据的信息传输至云端或其他电子设备。

根据本申请的第二方面，提供一种虚拟现分享系统，其包括两个以上虚拟现实装置，其特征在于，其中至少一个虚拟现实装置包括外壳、光学系统、显示模块和数据传输模块，外壳用于收容所述光学系统和显示模块，光学系统用于放大显示模块所显示画面，显示模块包括第一摄像头和第二摄像头，用于对外部进行拍摄获取原始影像数据，数据传输模块用于将包含所述原始影像数据的信息传输至另一虚拟现实装置。

本申请的虚拟现实装置和分享系统利用第一摄像头和第二摄像头进行拍摄，可实现3D及全景影像的输出，从而将当前真实的场景分享给其他用户，较好的提升了用户体验。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的虚拟现实装置的立体结构示意图；

图2是图1所示虚拟现实装置的立体分解示意图；

图3是图1所示虚拟现实装置的电路结构示意图；

图4是另一种实施方式的虚拟现实装置的示意图；

图5是基于图4所示虚拟现实装置的一种应用场景的电路结构示意图；

图6是本发明另一种实施方式的虚拟现实装置的虚拟现实眼镜盒子的主控电路板的部分结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参看图1，图1是本发明一种实施方式的虚拟现实装置的立体结构示意图。在本实施方式中，一种虚拟现实装置10包括绑带101和虚拟现实眼镜盒子103。虚拟现实眼镜盒子103的外部是一个一面开口的盒状壳体，其开口的一面A用于与用户直接接触，而壳体内部则设置有光学系统和展现虚拟现实影像资料的显示模块。一般为了提高舒适度，开口一面A可以附有柔软的眼罩。绑带101用于将整个虚拟现实装置10佩戴到用户的身体部位上，比如佩戴到头上，由此用户的眼睛可以通过开口的一面A看向壳体内部的光学系统和显示模块。

光学系统主要包括两组目镜和光学调节机构，其中两组目镜分别对应左眼和右眼，可分别将显示模块上的分屏画面进行放大，经过人的左右眼的视觉合成，最终形成立体感十足的画面。每组目镜可以是单镜片构成，也可以是双镜片或多镜片构成。光学调节机构在并非本申请的重点，因此其具体结构在此不进行详细说明。光学调节机构主要用于调节目镜到显示模块的距离，或者调节两组目镜之间的距离、或者调节单组/两组目镜的屈光度，这些功能中的一个或者多个可以通过设置在壳体上的光学系统调节旋钮113完成。当然，本实施例中的光学系统调节旋钮113仅为示意，其还可以为按钮等其他形式的设置，也不限于设置在壳体的上部，还可以根据调节功能的不同和壳体结构的不同选择设置在壳体到侧面、底面或者正面。

虚拟现实眼镜盒子103还可以包括位于壳体内部的电路板(图未示)，一些需要虚拟现实眼镜盒子103自身完成的控制、检测功能可以通过该电路板上设置相应功能模块来实现。另外，在外壳上还可以设置一些电子按键111和/或机械按键115，通过电子按键111可以调节与电路板实现的相关的功能，通过机械按键115则可以完成与虚拟现实眼镜盒子103相关的机械构造调节。如此，可以完善虚拟现实装置10在电子、机械两方面的个性化设置。这些按键可以与开/关机、播放、退出、游戏操纵、拆卸、眼罩大小调节、可视角度调节等功能相关，在此不一一例举。

请参考图2，其是图1所示虚拟现实装置10的分解示意图。虚拟现实装置10的虚拟现实眼镜盒子包括主壳1031和盖子1033，主壳1031与盖子1033通过卡接结构组合成虚拟现实眼镜盒子103的壳体。在主壳1031的外部设有拆卸按键115，通过拆卸按键115，用户可将盖子1033与主壳1031进行分离。拆卸按键115不限于按键形式，还可以是拨动开关、推拉件等各种形式的结构。主壳1031与盖子1033也并不限定通过卡接结构结合在一起，还可以是其他相似功能的结构。

主壳1031与盖子1033组合形成一收容空间，该收容空间位于光学系统的前方(此处以用户戴上虚拟现实设备后眼睛所处位置为后方)，用于收容和/或支撑/安装虚拟现实平板120。当安装上虚拟现实平板120后，虚拟现实装置10就成为一个完整的独立虚拟现实设备，通过虚拟现实平板120进行视频/影像等资料的播放，用户则透过光学系统观看到逼真的虚拟现实场景。在本申请中，虚拟现实平板120不同于普通的手持智能通用设备，比如智能手机和平板电脑，该虚拟现实平板120在其机身外部或者内部设有位置指示元件132，而虚拟现实眼镜盒子103的壳体，比如其壳体的主壳1031的外部或内部对应设有到位检测元件130，通过到位检测元件130对位置指示元件132的感测，可获知是否有虚拟现实平板安装到了该虚拟现实眼镜盒子103内。到位检测元件130可以是磁力传感器、霍尔传感器、红外传感器、压力传感器、条码/字符识别器等各种传感器，而位置指示元件132可以是与到位检测元件130对应的各种磁片、贴片、条码、字符等，也可以是虚拟现实平板120自身，比如到位检测元件130为压力传感器，当虚拟现实平板120放置到位时，压力传感器的输出产生变化，即可识别为虚拟现实平板120到位。当然，以上仅为示意性说明，实际的设计要综合可靠性、操作等多种因素进行考量，但其设计方案仍在本申请所描述范围内。另外，到位检测元件130还可以是机械式的传动单元，通过可变结构的设计，使得虚拟现实平板120安装到位后可以带动传动单元触动后续的电路模块。

请参看图3，是图1所示虚拟现实装置10一种实施方式的电路结构示意图。虚拟现实眼镜盒子203内部包括主控单元231、电源232、接口模块233、到位检测元件234和收发模块235。主控单元231用于控制其他各模块的作业，电源232用于给各电子部件供电，接口模块233提供与外部设备的接口或者供用户操作的电子/机械接口，到位检测元件234用于检测是否有虚拟现实平板安装到位。

虚拟现实平板220包括主控制器221、显示器223、资料存储/接收模块222、分屏控制模块224和收发模块225。主控制器221用于控制虚拟现实平板120其他的功能模块。收发模块225用于与外部设备进行通信。资料存储/接收模块222用于接收或存储自身/外部数据，本文中的数据主要是指可视化数据、音频数据等。显示器223用于显示各种可视化数据。分屏控制模块224用于控制显示器223自动分屏。

在一种实施方式中，当到位检测元件234检测到虚拟现实平板120或者通过到位指示元件132检测到虚拟现实平板120安装到虚拟现实眼镜盒子103上，即反馈一个到位检测信号给主控单元231，主控单元231将该到位检测信号输出到收发模块235，而收发模块235则将信号发送给虚拟现实平板120的收发模块225，进而传递到虚拟现实平板120的主控制器221。主控制器221则将到位检测信号传输到分屏控制模块224，分屏控制模块224输出分屏控制信号到显示器223，使得显示器223进行分屏显示，或者主控制器221根据到位检测信号输出分屏控制信号给分屏控制模块224，分屏控制模块224执行将显示器223分屏的动作。如此，显示器223就可以直接以分屏的形式显示各种可视化数据。

分屏控制模块224可以是相对独立的硬件模块，也可以是通过软件功能实现的虚拟模块，比如在虚拟现实平板120上安装虚拟现实应用程序(APP)。主控单元231并非必要元件，到位检测信号并不一定要通过主控单元231传输到收发模块235。

在另外一种实施方式中，当到位检测元件234检测到虚拟现实平板220安装到位后，可以输出启动信号控制虚拟现实平板220的开启，或者控制虚拟现实平板220进入虚拟现实应用，比如启动虚拟现实应用程序，并控制其完成分屏。这种实施方式中，无论虚拟现实平板220是否已经开机，均可在安装到位后实现自动分屏，无需用户过多操作设备，并且该方法可通用到多种智能设备，不要求该智能设备具有特定接口，更不需要额外的接口转换。

在又一种实施方式中，虚拟现实平板在安装到位后，可被虚拟现实眼镜盒子上的机械式夹持或按压装置自动开机，进而控制其自动分屏。在这种实施方式中，到位检测信号可以是一种非电信号，比如机械信号。

在一些实施例中，电源232可以是电池、外接电源，也可以是从虚拟现实平板120上获取电能的模块。

在一些实施例中，收发模块235也可以是发送模块，其只具有单向通信功能。

在一些实施例中，到位检测元件234也可以检测通用型智能设备，比如手机和平板电脑的安装。

在一些实施例中，收发模块235和收发模块225可以采用蓝牙模块、wifi模块、近场通信模块等多种近距离通信技术。

在一些实施例中，显示器223可以是液晶显示器或液晶模组，还可以是OLED显示模组、AMOLED显示模组等其他形式的显示器。

请参看图4，是本发明另一种实施方式的虚拟现实装置的示意图，其具有与图1-图3所描述的虚拟现实装置结构、功能上的类似，尤其是自动分屏所关联的结构和电路，并且，本实施方式的虚拟现实装置还包括第一摄像头322和第二摄像头324。第一摄像头322和第二摄像头324设置在虚拟现实平板320的背面，优选的位于其背面的中间，并与虚拟现实眼镜盒子的左右目镜组分别对应。第一摄像头322和第二摄像头324的中心间距D优选设置为人眼的瞳距，在一些实施方式中，中心间距D还可以设置为可调。在另外一些实施例中，在虚拟现实平板320的背面可设置闪光灯326。虚拟现实平板320的正面包括显示区340、边框区342，还可以包括位置指示元件332。位置指示元件332可安装在边框区342，也可以安装在显示区340的下方。当然也可以安装在显示区340的表面。位置指示元件332可以是透明元件，也可以是非透明元件。由于虚拟现实平板320可进行自动分屏甚至开机功能，其可大大减少按键和功能区的设置，比如常见智能手机和平板的“HOME”键、听筒和/或正面摄像头等，因此其正面不需要留出相应的非显示区域，如此可增大虚拟现实平板320的显示区域，做到真正的无边框设计。图中的边框区342仅为示意，可看作虚拟现实平板320的必要支架或者外壳。

请参看图5，其是基于图4所示虚拟现实装置的一种应用场景的电路结构示意图，其构成一个虚拟现实分享系统，其中，带有双摄像头的虚拟现实装置或虚拟现实平板420通过第一摄像头和第二摄像头模拟人眼进行实景图像的获取，其中拍摄外部影像获得原始影像数据，通过图像处理模块422对原始影像数据进行处理，输出3D和全景视图。3D和全景视图可统称为影像数据，影像数据一方面被传输到液晶显示模块424，从而可进行实时显示或者回放，另一方面，影像数据通过存储模块426进行存储，并可通过无线模块428发送到云端50。远端虚拟现实设备501或者虚拟现实应用控制台503可从云端下载影像数据，如果远端虚拟现实设备501下载到该影像数据，即可在该设备上进行虚拟现实影像播放，从而通过该虚拟现实分享系统，用户可将当前自己所处环境或者活动拍摄下来分享给远方的朋友，而远方的朋友可以看到与用户所见几乎一样的场景。该系统对于身体有缺陷(比如视力缺陷)的用户来讲，可以借助该虚拟现实分享系统将自己不能亲眼所见的东西分享给朋友、义工、警察等人员，以便这些人能及时了解用户所处环境和境遇，适时提供帮助和引导，这样就使得视力缺陷人群可以更好的外出活动，另外也可以增加他们与世界的沟通感。

除此以外，虚拟现实装置还可以通过无线模块将自身从外部读取的影像数据上传到云端，实现多种渠道信息的分享互动。在一些其他实施方式中，图像处理模块并非设置在虚拟现实平板上，虚拟现实平板仅将原始影像数据传输到虚拟现实控制台，由控制台进行图像处理后再通过云端发送到各远端虚拟现实设备。无线模块作为数据传输模块的一种形式，也可以由有线模块代替。

请参看图6，是本发明另一种实施方式的虚拟现实装置的虚拟现实眼镜盒子的主控电路板的部分结构示意图。该主控电路板650可以布设或承载图3中主控单元231、到位检测元件234、收发模块235、电源232其中之一或者多个或者全部，而接口模块233可以包括如图所示的按键接口651、TF接口652、耳机接口654、USB接口655和micro USB接口657，以及指示灯659。接口模块233因为同时包括了micro USB接口和USB接口，既可以直接连接带microUSB插头的线缆，也可以通过USB接口655直接连接外设，从而可以通过外设对虚拟现实装置进行一些操作或控制。

本领域技术人员可以理解，上述实施例分别或者共同描述了一个或者多个功能，虽然这些功能可以同时存在，但也不限于此，根据需求不同进行不同的拆分、组合均在本专利申请范围之内。

本领域技术人员可以理解，上述实施例中各种方法的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。

以上内容，是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种虚拟现实装置，其特征在于：包括外壳、光学系统、显示模块和数据传输模块，所述外壳用于收容所述光学系统和显示模块，所述光学系统用于放大显示模块所显示画面，所述显示模块包括第一摄像头和第二摄像头，用于对外部进行拍摄获取原始影像数据，所述数据传输模块用于将包含所述原始影像数据的信息传输至云端或其他电子设备。

2.如权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第一摄像头与第二摄像头的间距在人眼瞳距范围内。

3.如权利要求1或2所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述第一摄像头与第二摄像头的间距可调。

4.如权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述虚拟现实装置进一步包括图像处理模块，用于将原始图像数据进行3D及全景处理。

5.如权利要求1所述的虚拟现实装置，其特征在于，所述数据传输模块是无线模块。

6.一种虚拟现实分享系统，其包括两个以上虚拟现实装置，其特征在于，其中至少一个虚拟现实装置包括外壳、光学系统、显示模块和数据传输模块，所述外壳用于收容所述光学系统和显示模块，所述光学系统用于放大显示模块所显示画面，所述显示模块包括第一摄像头和第二摄像头，用于对外部进行拍摄获取原始影像数据，所述数据传输模块用于将包含所述原始影像数据的信息传输至另一虚拟现实装置。

7.如权利要求6所述的虚拟现实分享系统，其特征在于，所述数据传输模块通过云端将包含所述原始影像数据的信息传输至另一虚拟现实设备。

8.如权利要求7所述的虚拟现实分享系统，其特征在于，所述第一摄像头与第二摄像头的间距在人眼瞳距范围内。

9.如权利要求6-8任意一项所述的虚拟现实分享系统，其特征在于，所述第一摄像头与第二摄像头的间距可调。

10.如权利要求6所述的虚拟现实分享系统，其特征在于，所述显示模块进一步包括闪光灯。