CN111624766A - 折叠式单目双目可切换vr眼镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于智能手机的折叠式单目双目可切换VR眼镜，目的在于通过不同显示状态的切换，可以双目观看3D视频和图像，还可以通过单目立体视觉的方式观看2D视频。通过单目显示2D影像这种简单易行的方法，为人们观看海量的2D影视内容提供了一种增强体验和沉浸感的途径。所述VR眼镜作为显示终端，可用于2D/3D影视、360°全景、VR游戏等。

Description

折叠式单目双目可切换VR眼镜
技术领域：
本发明涉及一种VR眼镜，更具体地讲，涉及一种应用于智能手机的可切换单目、双目立体视觉显示的VR眼镜，所述VR眼镜作为显示终端可用于2D/3D影视、360°全景、VR游戏等。
背景技术：
作为虚拟现实的显示终端，VR头盔显示器简称VR头显，主要分三类：VR眼镜、VR头盔和VR一体机。VR头盔，必须接上电脑的沉浸头戴式设备(HMD)，其代表就是Oculus Rift，Sony的PlayStation VR，和HTC/Valve的VIVE)，VR头盔现阶段主打的是游戏市场。VR一体机，其设计兼顾了轻便与性能，让用户摆脱了外部设备的束缚，内置的处理器、内存、显示屏能满足多数游戏和视频对硬件的需求。VR眼镜，是由眼镜盒子配合手机的头戴式设备(Mobile VR)，代表性的设备有Google Cardboard、Gear VR和暴风魔镜等，由于其成本低廉、便携式和方便操作，随着智能手机性能的快速提升，有可能成为推进VR普及的头显产品。
采用双目显示的VR头显，即可以观看3D内容，也可以观看2D电影和视频，以及2D/3D的360°全景视频等。如图1所示的可调焦距和眼距的全折叠眼镜，以及图2所示的硅胶折叠眼镜是现有折叠式VR眼镜中十分有特点的代表，两者从折叠收纳状态到打开观看状态都十分方便。前者两个眼镜片还可以对折，折叠收纳后十分小巧；后者打开观看状态下影像与外界隔绝，具有更好的沉浸感。VR眼镜的结构原理如图3所示，左目镜片(4)和右目镜片(5)组成一对放大镜片，智能手机屏幕被中间挡板(1)分割成左视窗(6)和右视窗(7)，分别显示左右视差3D图像。
双目显示3D图像，由于具有双目视差，立体感非常强烈；双目显示2D图像，由于不存在双目视差，强化了屏幕本身的平面特性，削弱了图象内容的立体感，即使是2D的360°全景视频，也被双目显示抑制了部分临场感。无论影视、图像，还是VR全景视频，2D内容远远多于3D，本发明结合了全折叠VR眼镜以及硅胶遮光VR眼镜的特点，将单目立体视觉应用在VR显示中，可大幅提升2D视频的立体感和沉浸感。
发明内容：
本发明公开了一种折叠式单目双目可切换VR眼镜的结构和功能切换方法，目的在于通过不同状态的显示切换，不仅可以双目观看3D视频和图像，还可以通过单目立体视觉的方式观看2D视频。更进一步，可以切换到单目全屏显示模式，在此模式下方便实现左右眼的切换，提高视频清晰度、立体感、沉浸感和观看舒适度。
单目立体视觉可提高2D影视内容的立体感和沉浸感，有其充分的科学依据。运动视差是由观察者和景物发生相对运动所产生的，这种运动使景物的尺寸和位置在视网膜的投射发生变化，使产生深度感，可以形成单目立体视觉；线性透视、光影分布、空气散射、颜色、背景密度、构图等客观因素，以及人的生活经验即客观物体的立体视觉信息在人脑中的记忆，也会帮助人们建立和强化立体视觉；另外，在VR显示中采用增大视场，隔绝图像边界及外界视野的办法，也可以增强立体视觉效果。
立体视觉是多种因素综合作用的结果，双眼看2D图像，由于不存在双目视差，强化了显示屏本身的平面性，削弱了图象的立体感，特别是影像的近景和特写，被双目立体视觉强行推到了远处，出现“巨人现象”，失去了触手可及的感觉，此时，只要我们遮挡住一只眼睛，立体感立即凸显出来。本发明公开的折叠式单目双目可切换VR眼镜，存在三种VR显示模式：
a.双目看3D图像，具有双目视差，立体感非常强烈，如图4A所示；双眼看2D图像，没有双目视差，基本没有立体感，如图4B所示，呈现大屏幕效果，这种模式是目前VR头显采用的显示方法。
b.单目分屏看2D影像，为了减轻眼疲劳，可以左右眼交替进行，由于运动视差的存在，具有较好的立体感，如图5A、5B所示。
c.单目全屏看2D影像，如图6所示，全屏显示具有更高的清晰度和更宽广的视野，因此具有更好的立体感、沉浸感，为了减轻眼疲劳，可以左右眼交替观看。
第二种模式可采用软件和硬件两种方法实现，软件方法是播放2D视频时，在左右视窗上交替单屏显示，未显示的屏幕部分设置为黑色，如图5所示。硬件方法比较简单，在左右目镜片后设置可切换的遮挡片即可。
真正需要关注的是第三种显示模式，清晰度的提升和视野的增大，可以显著提升2D视频的立体感和沉浸感。目前4K、2.5K、全高清的手机屏幕在市场上均有销售，4K视频内容也逐渐成为主流，对于普通观众而言，实现单目全屏观看的硬件和节目源都已齐备，本发明将对超高清视频的观影带来颠覆性的体验。如图7所示的全折叠式单目双目可切换VR眼镜，以及图8所示遮光折叠式单目双目可切换VR眼镜，均设置了可切换的中间挡板(1)。中间挡板(1)有左中右三个档位，分别具有遮挡左目镜片(4)、分割左右视窗、遮挡右目镜片(5)的功能。为了舒缓单眼观看引起的视疲劳，需要设置合适的左右眼交替时间，交替时间可根据左右眼的疲劳程度进行调整，还可以将更多的显示时间分配给视力较好的主视眼。在单目观看的过程中，闭上一只眼引起的视觉疲劳更明显，不适宜长时间观看，用遮挡片近距离遮住一只眼睛阻断视线引起的视疲劳比较小，本发明中采用遮挡方式实现单目观看。
附图说明：
图1是可调焦距和眼距的全折叠VR眼镜实物图。
图2是硅胶折叠VR眼镜实物图。
图3是VR眼镜的结构原理示意图。
图4A是双目分屏显示3D影像的示意图。
图4B是双目分屏显示2D影像的示意图。
图5是单目分屏显示2D影像的示意图。
图6是单目全屏显示2D影像的示意图。
图7是全折叠式单目双目可切换VR眼镜示意图。
图8是遮光折叠式单目双目可切换VR眼镜示意图。
上述各附图中的图示标号为：
1中间挡板，2左眼，3右眼，4左目镜片，5右目镜片，6左视窗，7右视窗，8左宽屏视区，9右宽屏视区，10手机夹，11VR眼镜支撑杆，12档位关节，13遮光皮腔，14调焦伸缩关节，15智能手机，16 2D图像全屏视区，17侧面挡板，18多角度定位上支撑点，19多角度定位下支撑点，20折叠关节，21遮光折叠式VR眼镜手机框。
本发明公开的折叠式单目双目可切换VR眼镜，通过单目显示2D影像这种简单易行的方法，为人们观看海量的2D影视内容提供了一种增强体验和沉浸感的途径；从手机、相机、摄像机拍摄的普通2D视频上也可体验到强烈的立体感，便携折叠的单目双目可切换VR眼镜真正让人们体验到VR无处不在的。
具体实施方式：
实施案例一，如图7A所示，全折叠式单目双目可切换VR眼镜的左目镜片(4)和右目镜片(5)组成一对放大镜片，固定连接在VR眼镜支撑杆(11)的一端，其上有三个档位关节(12)，支撑杆(11)的另一端带有手机夹(10)，可夹持智能手机(15)，支撑杆和手机夹都不会遮挡屏幕。左右档位关节(12)可以将左目镜片(4)和右目镜片(5)与支撑杆(11)折叠收纳到一起；中间的档位关节(12)将中间挡板(1)在左中右三个位置切换，分别对应遮挡左目镜片(4)、分割手机屏幕、遮挡右目镜片(5)的功能。当全屏显示时，遮挡左目镜片(4)，右眼可以看到屏幕右侧大部分影像；遮挡右目镜片(5)，左眼可以看到屏幕左侧大部分影像；遮挡中间位置，智能手机(15)屏幕被中间挡板(1)分割成左视窗(6)和右视窗(7)，显示双目3D图像。
进一步的改善包括，在左目镜片(4)的左侧，或右目镜片(5)的右侧，或者两侧同时增加档位关节(12)和侧面挡板(17)。如图7B所示，侧面挡板(17)具有左中右三个档位，左档位遮挡右目镜片(5)或折叠收纳时使用，中间档位可遮挡右侧环境光对屏幕的干扰，右档位在单目全屏模式时可遮挡右眼(3)。当手机偏置安放时，如图7C所示，中间挡板(1)遮挡左目镜片(4)，右眼(3)可居中观看2D图像全屏视区(16)。手持手机及VR眼镜，移动到左眼(2)对准右目镜片(5)，切换到左眼(2)居中观看状态，这时右眼(3)被侧面挡板(17)遮挡。
实施案例二，遮光折叠式单目双目可切换VR眼镜的左目镜片(4)和右目镜片(5)组成一对放大镜片，由遮光皮腔(13)与手机框(21)相连接，中间支撑杆(11)的上端由多角度定位上支撑点(18)与手机框(21)链接，支撑杆(11)的下端由多角度定位下支撑点(19)与眼镜框链接。多角度定位上下支撑点的作用是，可以将图示中的支撑杆固定保持在与垂直方向呈90°、0°、±θ角的位置，在这些位置，眼镜框与手机框(21)保持平行，通过左右斜切，左右目镜片可以分别处于正对手机全屏中心的位置。θ约30°，具体值与镜片与屏幕距离以及眼距有关。如图8A所示，支撑杆(11)下端向左斜切θ角度，档位关节(12)将中间挡板(1)向左遮挡左目镜片(4)，右眼(3)可透过右目镜片(5)居中观看智能手机(15)的全屏，支撑杆(11)下半节的调焦伸缩关节(14)可以聚焦调节影像的清晰度。如图8B所示，支撑杆(11)下端向右斜切θ角度，档位关节(12)将中间挡板(1)向右遮挡右目镜片(4)，左眼(2)可透过左目镜片(4)居中观看智能手机(15)的全屏。如图8C所示，支撑杆(11)保持在垂直方向，档位关节(12)将中间挡板(1)向上遮挡在智能手机(15)的中间，屏幕被分割成左视窗(6)和右视窗(7)，用来显示双目3D图像。支撑杆(11)中间的折叠关节(20)是折叠收纳VR眼镜时使用的，如图8D所示。采用硅胶制作的遮光皮腔结构既便于折叠收纳，也具有良好的遮光性能来隔绝外部信息，有利于提升单目显示的立体感和沉浸感。本发明中有关上下左右、垂直等方位的描述都是针对图示来说的，并不指实际应用中的方位。

Claims (7)

1.一种VR眼镜，其特征在于，左目镜片(4)和右目镜片(5)组成一对放大镜片，智能手机屏幕被中间挡板(1)分割成左视窗(6)和右视窗(7)，分别显示左右视图，VR眼镜可折叠收纳，当VR眼镜处于观片状态时，通过遮挡片的位置切换，可以实现三种VR显示模式：
a.双目看3D图像，具有双目视差，立体感非常强烈，双目看2D图像，没有双目视差，基本没有立体感，呈现大屏幕效果；
b.单目分屏看2D影像，遮挡片交替遮挡左右眼减轻视觉疲劳，由于运动视差的存在，具有较好的立体感；
c.单目全屏看2D影像，全屏显示具有更高的清晰度和更宽广的视野，因此具有更好的立体感、沉浸感，为了减轻眼疲劳，可以左右眼交替观看。
2.如权利要求1所述的VR眼镜，其特征还在于，用遮挡片近距离遮住一只眼睛阻断视线，舒缓单眼观看引起的视疲劳。
3.如权利要求2所述的VR眼镜，其特征还在于，左目镜片(4)和右目镜片(5)组成一对放大镜片，固定连接在VR眼镜支撑杆(11)的一端，支撑杆(11)上有三个档位关节(12)，另一端带有手机夹(10)，可夹持智能手机(15)，支撑杆和手机夹都不会遮挡屏幕，左右档位关节(12)可以将左目镜片(4)和右目镜片(5)与支撑杆(11)折叠收纳到一起，中间的档位关节(12)可将中间挡板(1)在左中右三个位置切换，分别对应遮挡左目镜片(4)、分割手机屏幕、遮挡右目镜片(5)的功能：
a.当2D图像全屏显示时，遮挡左目镜片(4)，右眼可以看到屏幕右侧大部分影像；
b.当2D图像全屏显示时，遮挡右目镜片(5)，左眼可以看到屏幕左侧大部分影像；
c.遮挡中间位置，智能手机(15)屏幕被中间挡板(1)分割成左视窗(6)和右视窗(7)，显示双目3D图像。
4.如权利要求3所述的VR眼镜，其特征还在于，在左目镜片(4)的左侧，或右目镜片(5)的右侧，或者两侧同时增加档位关节(12)和侧面挡板(17)，侧面挡板(17)具有左中右三个档位，左档位遮挡右目镜片(5)或折叠收纳时使用，中间档位可遮挡右侧环境光对屏幕的干扰，右档位在单目全屏模式时可遮挡右眼(3)，当手机偏置安放，中间挡板(1)遮挡左目镜片(4)时：
a.右眼(3)可居中观看2D图像全屏视区(16)，左眼被遮挡；
b.手持手机及VR眼镜，移动到左眼(2)对准右目镜片(5)，切换到左眼(2)居中观看状态，右眼(3)被侧面挡板(17)遮挡。
5.如权利要求2所述的VR眼镜，其特征还在于，VR眼镜的左目镜片(4)和右目镜片(5)组成一对放大镜片，由遮光皮腔(13)与手机框(21)相连接，中间支撑杆(11)的上端由多角度定位上支撑点(18)与手机框(21)链接，支撑杆(11)的下端由多角度定位下支撑点(19)与眼镜框链接。
6.如权利要求5所述的VR眼镜，其特征还在于，多角度定位支撑点可以将支撑杆(11)固定保持在与纸面垂直方向呈90°、0°、±θ角的位置，在这些位置，眼镜框与手机框(21)保持平行，θ约30°，通过左右斜切，左右目镜片可以分别处于正对手机全屏中心的位置：
a.支撑杆(11)下端向左斜切θ角度，档位关节(12)将中间挡板(1)向左遮挡左目镜片(4)，右眼(3)可透过右目镜片(5)居中观看智能手机(15)的全屏；
b.支撑杆(11)下端向右斜切θ角度，档位关节(12)将中间挡板(1)向右遮挡右目镜片(4)，左眼(2)可透过左目镜片(4)居中观看智能手机(15)的全屏；
c.支撑杆(11)保持在垂直方向，档位关节(12)将中间挡板(1)向上遮挡在智能手机(15)的中间，屏幕被分割成左视窗(6)和右视窗(7)，用来显示双目3D图像；
d.支撑杆(11)处于水平位置，中间的折叠关节(20)将VR眼镜折叠收纳起来。
7.如权利要求6所述的VR眼镜，其特征还在于，支撑杆(11)下半节的调焦伸缩关节(14)可以聚焦调节影像的清晰度。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202008558U (zh) * 2011-04-21 2011-10-12 付钱强 左右眼交替使用休息的眼镜
CN202435530U (zh) * 2012-02-17 2012-09-12 高生亮 便携抽拉式立体播放器
CN103268019A (zh) * 2013-06-06 2013-08-28 青岛海信电器股份有限公司 新型3d眼镜
CN105357514A (zh) * 2015-10-30 2016-02-24 刘向峰 一种手机裸眼3d观影盒子
CN205404973U (zh) * 2016-03-01 2016-07-27 刘向峰 一种具有左右格式图像合成镜片和左右眼遮光板的手机裸眼3d观影盒
CN107329255A (zh) * 2016-04-29 2017-11-07 石庆俊 非对称高清晰vr头盔显示器
CN107390375A (zh) * 2016-05-16 2017-11-24 石庆俊 单目双目可切换vr头盔显示器
CN107544144A (zh) * 2016-06-23 2018-01-05 天津微莱福科技有限公司 一种新型便携式vr眼镜
JP2019009536A (ja) * 2017-06-21 2019-01-17 森田 博和 Ｖｒグラス

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202008558U (zh) * 2011-04-21 2011-10-12 付钱强 左右眼交替使用休息的眼镜
CN202435530U (zh) * 2012-02-17 2012-09-12 高生亮 便携抽拉式立体播放器
CN103268019A (zh) * 2013-06-06 2013-08-28 青岛海信电器股份有限公司 新型3d眼镜
CN105357514A (zh) * 2015-10-30 2016-02-24 刘向峰 一种手机裸眼3d观影盒子
CN205404973U (zh) * 2016-03-01 2016-07-27 刘向峰 一种具有左右格式图像合成镜片和左右眼遮光板的手机裸眼3d观影盒
CN107329255A (zh) * 2016-04-29 2017-11-07 石庆俊 非对称高清晰vr头盔显示器
CN107390375A (zh) * 2016-05-16 2017-11-24 石庆俊 单目双目可切换vr头盔显示器
CN107544144A (zh) * 2016-06-23 2018-01-05 天津微莱福科技有限公司 一种新型便携式vr眼镜
JP2019009536A (ja) * 2017-06-21 2019-01-17 森田 博和 Ｖｒグラス

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