CN111090179A

CN111090179A - 用于教育影像监视器的虚拟现实影像装置

Info

Publication number: CN111090179A
Application number: CN201910951168.3A
Authority: CN
Inventors: 崔海龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2020-05-01
Also published as: JP2020061737A; US10761290B2; US20200110241A1

Abstract

本发明涉及一种用于教育影像监视器的虚拟现实影像装置，包括：影像监视器，用于提供立体影像和以立体影像为基础的虚拟现实影像且画面大小为8英寸以上；透镜板，结合设置在影像监视器的一侧且以与人的眼睛间隔相同的间隔具备左透镜和右透镜；用于将透镜板结合到影像监视器的固定架；水平支架，设置于固定架上且在使用时具有与左透镜和右透镜的焦距相同的长度；以及调节装置，用于使透镜板和水平支架上下移动且通过垂直支架和内部垂直支架来调节透镜板的上下位置。此外，在透镜板、水平支架和上下位置调节装置上设置有用于使这些构件左右移动的左右移动装置。此外，根据需要，在上述各构件上分别设置有绞链装置和直角保持架。

Description

用于教育影像监视器的虚拟现实影像装置

技术领域

本发明涉及一种用于影像监视器的虚拟现实影像装置，该虚拟现实影像装置能够附着在画面大小为8英寸(对角线长度)以上的现有2D影像监视器上而观测立体(3D)影像或虚拟现实(Virtual reality：VR)影像。

背景技术

伴随小学及初高中的教科书的数字化，代替印刷的教科书，以按对角线长度为计10英寸左右的画面大小为准，向学生逐渐普及8英寸～20英寸大小的平板电脑等的影像监视器。

这种影像监视器提供能够收看基于2D影像的增强现实影像的应用，近年来进一步提供能够收看立体影像和虚拟现实影像的应用。

但是，无法利用现有的头盔显示器(HMD)或VR装置来在这种8英寸以上的大型画面中观测立体影像和虚拟现实影像。

即，对于立体影像来说，通过分别利用左眼用放大透镜和右眼用放大透镜来将用于立体显示的左眼用影像和右眼用影像整合为一个影像，利用用户的左眼来观测左眼用影像，利用用户的右眼来观测右眼用影像，并且用两眼观测的影像差来体验立体影像，8英寸以上的画面大小脱离其范围。

即，人的左右瞳孔间隔为65mm，从而左右透镜和左右立体图像所具有的中心光轴间隔也应为65mm，因此以画面比16:9为基准，影像的横向大小应为左右65mm的两倍的130mm，纵向大小应为73mm以内。

即，左右眼用立体画面的横向大小不能超过130mm。由于这种理由，现有的虚拟现实影像及立体影像主要普遍使用5.5英寸智能手机(画面大小，横130mm×纵63mm＝对角线142mm，面积8190mm²)。

但是，学校普遍使用的教育用影像监视器的大小为通常10英寸(横向长度和纵向长度之比为4:3的影像大小，横200mm×纵150mm，对角线250mm，面积30000mm²)。

16:9的画面大小为横218mm×纵136mm，对角线为260mm，面积为29648mm²。

即，10英寸画面面积大到5.5英寸画面面积的约3.66倍左右。

因此，对于10英寸以上的影像监视器的画面来说，如图1那样立体画面或虚拟现实画面101局部显示在画面的中心、下端或角落等的画面上不规定的位置上。

因此，在画面的横向长度为65mm×2＝130mm以上的8英寸以上的教育用影像监视器中，无法使用与用户的左右瞳孔间隔不一致的现有的HMD或虚拟现实装置。

现有技术文献

专利文献1：美国专利第9,804,402号

发明内容

本发明为了解决如上所述的问题，提供如下的技术方案：通过进一步改良由本专利申请人申请且已授权的美国专利第9,804,402号，能够在比现有5.5英寸大小的智能手机更大的大型画面即8英寸以上且20英寸以下的平板电脑或计算机影像监视器等上观赏立体影像及虚拟现实影像。

为此，本发明提供一种用于教育影像监视器的虚拟现实影像装置，包括：

影像监视器，用于提供立体影像和以立体影像为基础的虚拟现实影像且画面大小为8英寸以上；

透镜板，结合设置在所述影像监视器的一侧且以与人的眼睛间隔相同的间隔具备左透镜和右透镜；

用于将所述透镜板结合到所述影像监视器的固定架；

水平支架，设置于所述固定架上且在使用时具有与所述左透镜和所述右透镜的焦距相同的长度；以及

调节装置，用于使所述透镜板和所述水平支架上下移动且通过垂直支架和内部垂直支架来调节透镜板的上下位置。

此外，在所述透镜板、所述水平支架和所述上下位置调节装置上设置有用于使这些构件左右移动的左右移动装置。

此外，根据需要，在上述各结构上分别设置有绞链装置和直角保持架。

如上所述的本发明构造为在超过人的瞳孔间距65mm的画面大小为8英寸以上的监视器的前面展开透镜板，并且通过所述水平移动机构使所述透镜板上下移动，通过所述左右移动机构使所述透镜板左右移动。

即，在影像监视器的前面的上下左右角落等的任何位置上提供虚拟现实影像和立体影像的情况下，均能通过水平支架和垂直支架使透镜板上下左右移动并向影像位置移动。

此外，由于通过如左透镜和右透镜的焦距的所述水平支架的长度使透镜板到所述影像监视器的长度一致，因此无需额外调整透镜焦距，自动对准焦点。

因此，这种本发明在例如通过数字教科书进行关于恐龙的教育的情况下，能够利用用于立体显示的左右眼用恐龙照片或立体视频来在影像监视器的任一部分提供恐龙影像或提供虚拟现实影像，从而能够提高教育效果。

此外，在水平支架、垂直支架及固定架的各构件上分别进一步设置绞链装置的效果如下：在使用本发明时观赏立体及虚拟现实影像，并且在向后折叠本发明时能够以薄片结构简便地保管，这样具有简便性。

此外，在将本发明安装到影像监视器的状态下携带使用、移动或上下左右旋转时，设置于水平支架、垂直支架和固定架等的各构件上的直角保持架可让本发明具有没有晃动且稳定地保持左透镜和右透镜的焦点的效果。

即，本发明能够对现有的8英寸以上的2D影像监视器进行简便的装拆，从而在学习基于2D的教科书课程的情况下，能够根据需要通过左透镜和右透镜来进行立体影像教育或基于立体影像的虚拟现实教育。

因此，这种本发明能够在8英寸以上的影像监视器中随时选择进行2D增强现实、立体影像和以立体影像为基础的虚拟现实教育，并且方便携带、保管及使用。

附图说明

图1是实施本发明的说明图。

图2是图1的侧面结构说明图。

图3是本发明的主要部分说明图。

图4的(a)是本发明的使用时的作用顺序说明图。

图4的(b)是向上折叠透镜板时的说明图。

图4的(c)是依次折叠透镜板和水平支架时的说明图。

图5是左右移动架的结构说明图。

图6是对透镜板实施左右移动结构的实施例的说明图。

图7的(a)是本发明的实施例的说明图。

图7的(b)是实施本发明的图7的(a)的实施说明图。

具体实施方式

如图1、图2及图3所示，本发明为在影像监视器100的某一规定位置或不同的各个部分位置上提供的立体影像和以立体影像为基础的虚拟现实影像101的位置前方空间设置与该影像相隔透镜焦距的透镜板9，并且使该透镜板9上、下、左、右移动的结构，其中，该影像监视器100的画面大小为8英寸以上且小于20英寸。

本发明具有影像应用(application)，其在所述影像监视器100的一部分上显示用于立体显示的左右眼用影像，其中将所述左右眼用影像调整为各自中心之间的间隔在左右方向上为63～65mm的影像后提供给监视器100。

如图1、图2、图3及图4所示，在影像监视器100的某一处显示的画面的前方空间设置有位于影像监视器100的影像前面空间的左透镜10及右透镜11和透镜板9。

为了使设置为相隔与左透镜10及右透镜11的焦距相应的距离的水平支架4、为了使透镜板9上下移动而设置于水平支架4的前端的垂直支架7、可伸入垂直支架7的内部而延长长度的内部垂直支架7a、和设置于内部垂直支架7a的下端的透镜板9可被构造为一个移动单元，而这种移动单元可设置于用于结合到影像监视器100的一侧的固定架1。

垂直支架7和内部垂直支架7a为相同的概念。

此外，在垂直支架7与水平支架4之间或者在水平支架4与固定架1之间分别或其中一处进一步设置有直角保持架6，在水平支架4与固定架1之间或在水平支架4与垂直支架7之间，即在水平支架的两端或一端分别进一步设置有第一绞链2及第二绞链5。

如图5所示，在固定架1的后端部伸入有沿左右水平方向长长地延伸设置的水平移动架3。这种结构使设置于水平移动架3的水平支架3和连接到垂直支架7的透镜板9沿影像监视器100的左右方向水平移动。

如图6所示，在透镜板9本身上设置有能够使透镜板9左右移动的水平移动槽3b，从而构造为透镜板9本身以垂直支架7为基准左右移动。

根据附图对此进行详细说明。

如图1所示，本发明包括：局部显示用于立体显示的左右眼用影像的影像监视器100、用于与这种影像监视器100结合的如固定架1的固定机构、设置于所述固定机构的如绞链2的第一旋转机构、设置于所述固定机构的如水平保持架3的水平保持机构、连接到所述旋转机构的一侧并能旋转至270°的水平支架4、设置于所述水平支架4的前端的如第二绞链5的第二旋转机构、设置于所述第二旋转机构的如直角保持架6的直角保持机构、连接到所述第二旋转机构并能旋转至270°的垂直支架4、设置于垂直支架4的另一侧的左透镜10及右透镜11和透镜板9。

如图2、图3、图5及图6所示，在垂直支架7的内部可进一步设置有向所述垂直支架7的内部伸入的内部垂直支架71。这种垂直支架7的结构用于上下调整透镜板9。在调整之后，利用上下位置调节装置7a进行固定。

在垂直支架7的下端部位设置有透镜板9，该透镜板9的左透镜10及右透镜11的中心间隔为人的左右眼间隔即63～65mm。透镜板9可进一步设置有调整装置(未图示)，该调整装置能够在左透镜10及右透镜11的间隔63～65mm之间调整左右眼间隔。

在将这种透镜板9二等分后的中间的水平支架4上可设置有绞链(未图示)，从而能够使左透镜10及右透镜11折叠。这种结构便于保管及携带。

如图1、图2及图3所示，在平板电脑或计算机影像监视器等的影像监视器100的上端或左右一侧上设置有如固定架1的固定机构，该固定架1能够将所述透镜板9和水平支架4等的主要结构安装在影像监视器100上。

如图2所示，当在影像监视器100的前面空间展开水平支架4时，水平支架4的长度D与左透镜10及右透镜11的焦距A相同。

即，如图2所示，水平支架4的总长度B为垂直支架7的位置与影像监视器100之间的间隔D和与固定架1的间隔C之和B。

但在任何情况下，垂直支架7的位置与影像监视器100之间的间隔D应与左透镜10及右透镜11的焦距A相同，这样才能在不额外调整焦距的情况下观测立体影像。

图4的(a)、(b)、(c)是说明本发明通过第一绞链2及第二绞链5来折叠的顺序的图。

在固定架1的上端部设置有水平支架4，并由如第一绞链2的旋转机构结合而能够在水平方向上旋转180°，向后方旋转90°，总计能够旋转至270°，在影像监视器100与水平支架4之间设置有如水平保持架3的水平保持机构，从而影像监视器100与水平支架4成为直角。

在水平支架4的前端可设置有如第二绞链5的旋转机构，从而能够在垂直方向上旋转180°，向后方旋转90°，总计能够旋转至270°。

在水平支架4的前端设置有直角保持架6，从而在垂直支架7沿上下方向旋转时与水平支架4成为直角结构。

如图4的(a)所示，这种本发明为了进行虚拟现实影像教育而将透镜板9设置在前面并使用，之后如图4的(b)那样能够使透镜板9和垂直支架7向上旋转移动270°而折叠，并使之与水平支撑台4折叠来开放影像监视器100的前面，在携带时，如图4的(c)那样能够使与透镜板9和垂直支撑台7折叠的水平支撑台4向影像监视器100的后方旋转移动270°，从而将总体结构转换为薄片结构后进行携带保管。

即，透镜板9由于通过第二绞链5旋转270°并且通过第一绞链再次旋转90°，因此朝向影像监视器100的后端共旋转360°。

根据需要，可从影像监视器分离固定架1，并且进行独立的分离、携带及保管。

如图4的(a)所示，这种本发明以影像监视器100为基准通过第一绞链2和水平保持架3来直角保持水平支架4，并且通过第二绞链5和直角保持架3以水平支架4为基准直角保持垂直支架7，从而以焦距b的间隔平行保持影像监视器100的影像和左透镜10和右透镜11，并且对齐焦点。

本发明根据需要在影像监视器100的下部后端设置有能够立起影像监视器100的托架102结构，并且包括通过打开折叠的影像监视器100而将画面大小扩大至两倍的可折叠影像监视器。

在本发明中，固定架1可构造为固定并分离如平板电脑的影像监视器100的多种结构。

例如，如图2及图3所示，可构造为夹子形态、接头形态或弹簧形态等，并且可由多种形态构造。

如图2、图3及图4所示，第一绞链2及第二绞链5可分别构造为具有270°的旋转范围的多种形态。

水平保持架3和直角保持架6的形态不受特别限制，分别构造为其内角能够保持直角。

图5是以在图2中的水平保持架3的内部设置有水平移动架3b的方式实施的说明图。

水平支架4通过水平移动架3a沿左右方向移动，因此透镜板9左右移动，并且通过垂直支架7上下移动。

即，如图1所示，即使3D影像或虚拟现实影像101显示在影像监视器100的任一位置上，透镜板9也能够上下左右移动，并且向3D影像101所处的位置移动。

如图6所示，在透镜板9的一部分形成有水平移动架3b，这在影像监视器100比较小的8英寸～10英寸的情况下有用。

因此，这种本发明在影像监视器100的前面保持焦距的空间中通过水平支架4保持焦距的状态下能够使透镜板9上下左右移动。

本发明还包括包含这种影像监视器100的结构。

如图7的(a)所示，这种本发明在透镜板9的后面代替水平支架4设置有具有与左透镜10和右透镜11的焦距相同的距离的中心板4a，在中心板4a的后端沿左右水平方向构造水平支架2b，在中心板4a的后端上端利用固定架2c来固定由橡胶、聚氨酯或硅胶等的弹性材料形成的吸盘2a。

中心板4a和水平支架4所具有的总体长度应与左透镜10和右透镜11的焦距相同，这样才能在不额外调整焦距的情况下观测影像。

对于这种图7的(a)的结构来说，如图7的(b)所示，在显示到影像监视器100的虚拟现实影像100上方以水平支架2b为基准水平对准虚拟现实影像100并利用中心板4a在虚拟现实影像100的中间垂直对准之后，朝向影像监视器100的表面按压吸盘2a，则能通过吸盘2a的弹力而形成真空状态的同时在影像监视器100的表面上附着透镜板9。

这种本发明的结构在虚拟现实影像101及立体影像的显示位置发生变化的情况下，从影像监视器100简便地分离吸盘2a，并且在已变更的位置上如上述那样再次吸附吸盘2a来使用。

这种结构由于通过吸盘2a来牢固地附着透镜板9，因此能够使虚拟现实影像101向视角旋转方向旋转的同时进行收看，并且还能够使影像监视器100的任一部分的影像自由移动的同时进行收看。

这种透镜板9可以其中心为准分离为左右透镜板，并且分别通过绞链4b构造为在使用时展开左右透镜板且在携带时使左右透镜板折叠的结构。

此外，吸盘2a可由多个较小的小型结构构造。

如图7的(a)所示，这种本发明构造为在透镜板9的中心下端部或中心板4a的前方部分可供用户鼻子伸入，从而在使用时左透镜9和右透镜10与用户的左右眼紧贴。

在水平支架2b与垂直支架4a的后端部即与影像监视器100接触的部分可设置有弹性部件，从而实现防滑。

如上述，本发明如图1、图4及图7的(b)那样可在与如平板电脑的现有的影像监视器100结合的状态下使用并且便于保管，其可结合到原先在学校普及的超过人的左右瞳孔间距65mm的画面大小为8英寸以上的影像监视器而使用，从而能够随时选择进行3D立体影像和以立体影像为基础的虚拟现实(VR)影像教育，因此其教育上的效果非常大。

附图标记说明

100 影像监视器 101 虚拟现实影像 102 托架

1 固定架 2 第一绞链 2a 吸盘

2b 水平支架 3 水平保持架 4 水平支架

4a 中心板 5 第二绞链 6 直角保持架

7 垂直支架 71 内部垂直支架 7a 上下位置调节装置

8 左右位置调节装置 9 透镜板 10 左透镜

11 右透镜 3a 水平移动架 3b 水平移动槽

A 焦距 B 水平支架长度

Claims

1.一种用于教育影像监视器的虚拟现实影像装置，结合到提供立体影像和虚拟现实影像且画面大小为8英寸以上的影像监视器，其特征在于，包括：

透镜板(9)，设置于所述影像监视器(100)的影像前面空间；

左透镜(10)和右透镜(11)，分别设置于所述透镜板(9)的左侧和右侧；

水平支架(4)，用于使所述透镜板(9)朝向前方与所述影像监视器(100)的画面相隔所述左透镜(10)和右透镜(11)的焦距；

垂直支架(7)，设置于所述水平支架(4)的前端，用于使所述透镜板(9)上下移动；和

固定架(1)，用于将所述垂直支架(7)、所述透镜板(9)和所述水平支架(4)构造为一个移动单元并将所述移动单元结合到所述影像监视器(100)的一侧。

2.根据权利要求1所述的用于教育影像监视器的虚拟现实影像装置，其特征在于，

所述透镜板(9)的后面的水平支架(4)和垂直支架(7)被设置为中心板(4a)，所述中心板(4a)具有与所述左透镜(10)和右透镜(11)的焦距相等的长度，在所述中心板(4a)的上部进一步设置有吸盘(2a)。

3.根据权利要求1所述的用于教育影像监视器的虚拟现实影像装置，其特征在于，

在所述透镜板(9)的后面进一步具备水平移动架(3a，3b)，所述透镜板(9)在所述影像监视器(100)的前面沿左右方向水平移动。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的用于教育影像监视器的虚拟现实影像装置，其特征在于，

在所述水平支架(4)的两端或一端进一步具备如直角保持架(6)的直角保持机构。

5.根据权利要求1、3及4中的任一项所述的用于教育影像监视器的虚拟现实影像装置，其特征在于，

在所述水平支架(4)的一端或两端进一步具备如绞链(5)的旋转机构。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于教育影像监视器的虚拟现实影像装置，其特征在于，进一步包括影像监视器(100)。