CN111965819B - 一种vr设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种VR设备，所述设备包括主控制板、单片机、电机、激光发射组件、屏幕、凸透镜、滑轨和设备主体；所述主控制板用于将电机和激光发射组件中激光开关的控制程序封装为单片机串口的变量参数；所述单片机用于接收移动终端传输的控制信息对电机和激光开关进行控制；其中，移动终端获取用户信息并根据用户信息获取对应的控制信息；所述主控制板通过单片机串口与单片机进行通信。本发明避免了近视治疗中由于电机和激光开关的控制程序与屏幕内容变化的控制程序耦合勾连而影响两者的控制准确度的技术问题，使得VR屏幕运动和激光开关的控制更便捷准确。电机与激光开关的控制程序能够单独编辑，省去了程序开发时需要与其他程序进行联调整合。

Description

一种VR设备
技术领域
本申请涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种VR设备。
背景技术
现实中的近视一般都是由于用眼过度，导致眼部肌肉失去活性，眼部调节性能降低而造成的。眼睛长时间看近距离物体时，会造成睫状体长时间压迫晶状体，导致晶状体形状更加弯曲，长时间受此压迫会造成晶状体不可逆的变化。也就是说，眼睛看近看远，主要是通过睫状肌拉伸或压缩晶状体，即改变晶状体屈光度。理论上是可以通过长时间观看远处的东西，让睫状肌拉伸晶状体来恢复视力。而随着虚拟现实(Vi rtua l Rea l ity，VR)设备的兴起，各种类型的VR眼镜成为消费电子领域的热门产品。这些VR眼镜的结构一般都是“透镜+屏幕”的成像方式，透镜在用户的眼前，屏幕距透镜一定距离，使得用户可以看到屏幕成像出的画面中的虚拟物体。而如何通过VR实现近视治疗是主要问题。但如何实现近视治疗训练以及训练中VR显示屏位置如何进行控制从而对肌肉进行拉伸训练，是VR近视治疗中的主要技术问题。
在现有技术中，通过在VR设备中配置主控制板，并在主控制板中配置有存储介质，通过存储介质中的近视治疗程序进行近视治疗。对于显示屏的控制，则是通过VR设备上的按钮或移动终端来进行，采用移动终端进行显示屏控制时，移动终端直接与VR设备中主控制板连接，从而控制电机对显示屏进行移动。
对于现有VR设备的显示屏控制方式以及激光控制方式，手动控制调整方式麻烦且控制效果差导致近视治疗不好。而采用移动终端控制时则需要调用主控制板中的屏幕运动程序及激光控制程序进行控制，但由于主控制板中同时存储有控制屏幕内容变化的程序。因此现有的采用移动终端控制VR屏幕移动和激光开关的方式，会使得主控制板中相关程序的耦合，修改时需要对两者都进行修改。并且近视治疗需要对屏幕的运动、激光的开闭和屏幕内容的变化进行准确控制，而主控制板中程序的耦合会对此产生影响，从而影响到近视治疗的效果。
发明内容
本申请的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种VR设备，所述VR设备通过增加单片机并且将屏幕运动和激光开关的控制程序封装到单片机串口，使得屏幕运动和激光开关的控制程序不与VR主控制板中其他程序耦合勾连。
本发明的目的能够通过以下技术方案实现：
一种VR设备，所述设备包括主控制板、单片机、电机、激光发射组件、屏幕、凸透镜、滑轨和设备主体；
所述凸透镜安装在所述设备主体上，所述VR设备主体内设置有滑轨，所述滑轨为沿靠近凸透镜的方向向远离凸透镜的方向延伸，所述屏幕通过所述滑轨与所述电机相连接；所述单片机安装在设备主体与滑轨之间；所述主控制板安装在设备主体内与凸透镜相对的一侧；所述激光发射组件安装于凸透镜朝向设备主体的一侧，位于设备主体与凸透镜之间；
所述激光发射组件包括激光开关和激光二极管；
所述主控制板用于将电机和激光开关的控制程序封装为单片机串口的变量参数；
所述单片机用于接收移动终端传输的控制信息对电机和激光开关进行控制；其中，移动终端获取用户信息并根据用户信息获取对应的控制信息；
所述主控制板通过单片机串口与单片机进行通信；
所述电机用于驱动屏幕沿着所述滑轨进行朝向或者远离凸透镜位置的移动；其中，所述屏幕运动范围为所述屏幕在所述滑轨上的可移动范围。
进一步地，所述激光发射组件与凸透镜一体设于移动板上，移动板上每个凸透镜下端有两个限位板，激光发射组件中的激光二极管的光心正对凸透镜的光心。
优选地，所述激光二极管采用波长650nm红光。
进一步地，所述VR设备还包括位置传感器，所述位置传感器安装在滑轨的两端位置对应的设备主体内，用于实时检测屏幕位置；当屏幕达到屏幕运动范围的任意一端时，所述位置传感器发送信号给单片机令单片机控制电机驱动屏幕换向。
进一步地，所述VR设备还包括防尘机构，所述防尘机构包括防尘盒和防尘橡胶，所述防尘盒设置在VR设备外壳，所述防尘橡胶包裹嵌有凸透镜的镜片圈。
进一步地，所述控制信息包括：将VR屏幕运动范围划分为多段子运动范围；其中，所划分的子运动范围到凸透镜的距离越远，其被划分的长度越小。
本发明相较于现有技术，具有以下有益效果：
1.本发明通过将电机和激光开关的控制程序封装为单片机串口的变量参数，使得移动终端根据控制信息直接调用单片机串口指令和变量对电机和激光开关进行控制，不需要调用主控制板中电机和激光开关的控制程序，避免了近视治疗中由于电机和激光开关的控制程序与屏幕内容变化的控制程序耦合勾连而影响两者的控制准确度的技术问题，使得VR屏幕运动和激光开关的控制更便捷准确。并且电机与激光开关的控制程序能够单独编辑，省去了程序开发时需要与其他程序进行联调整合的情况。
2.通过将屏幕运动范围划分为多段子运动范围，并且子运动范围长度随着远离凸透镜而变小，模拟了视距逐渐变远或变近，使得每段内物距和像距变化更接近于线性关系，提升近视治疗效果。
3.通过采用激光照射能够促进眼部血液供应，提升近视治疗效果。波长为650nm红光促进血液供应效果更好。并且采用凸透镜并使激光二极管的光心正对凸透镜的光心，能够令激光准确地照射在视网膜从而提升近视治疗效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请进一步地说明；
图1为本发明一个实施例中的一种用于睫状肌锻炼的VR设备的结构示意图。
图2为本发明一个实施例中的一种用于睫状肌锻炼的VR设备的局部结构示意图。
图3为本发明一个实施例中的一种用于睫状肌锻炼的VR设备的凸透镜镜片结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本申请的具体实施例，本申请之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本申请的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本申请保护范围的限制。
如图1至图3所示，本发明优选实施例提供了一种VR设备，所述设备包括主控制板4、单片机11、电机1、激光发射组件6、屏幕2、凸透镜3、滑轨5和设备主体7；
所述凸透镜安装在所述设备主体上，所述VR设备主体内设置有滑轨，所述滑轨为沿靠近凸透镜的方向向远离凸透镜的方向延伸，所述屏幕通过所述滑轨与所述电机相连接；所述单片机安装在设备主体与滑轨之间；所述主控制板安装在设备主体内与凸透镜相对的一侧；所述激光发射组件安装于凸透镜朝向设备主体的一侧，位于设备主体与凸透镜之间；
所述激光发射组件包括激光开关和激光二极管；
所述主控制板用于将电机和激光开关的控制程序封装为单片机串口的变量参数；
所述单片机用于接收移动终端传输的控制信息对电机和激光开关进行控制；其中，移动终端获取用户信息并根据用户信息获取对应的控制信息；
所述主控制板通过单片机串口与单片机进行通信；
所述电机用于驱动屏幕沿着所述滑轨进行朝向或者远离凸透镜位置的移动；其中，所述屏幕运动范围为所述屏幕在所述滑轨上的可移动范围。
具体地，VR设备的主控制板上配置有VR设备对于电机和激光开关进行控制的控制程序，通过将对于电机和激光开关的相关控制封装为单片机串口的变量参数，使得电机和激光开关能够通过MCU单独控制。在本实施例中，用户通过使用基于安卓系统的移动终端APP与MCU进行通信，并根据APP存储的控制信息直接调用单片机串口的相关指令和变量参数，从而对电机和激光开关进行控制。本产品相当于利用单片机串口将电机和激光开光当初外部设备进行控制，使得对于电机和激光开关的控制能够单独进行开发，不需要与VR主系统中其他程序耦合勾连，省去了在系统中与其他程序的联调整合，更好地实现对屏幕运动和激光开关的精准控制，从而提升视觉训练内容的近视治疗效果。
在本实施例中，所述VR设备底盖上设置有两条滑轨，所述滑轨为沿靠近凸透镜的方向向远离凸透镜的方向延伸，且为长条状，所述屏幕与所述滑轨连接，以在电机驱动下沿所述滑轨的延伸方向往复运动，进而实现屏幕沿着朝向或者远离凸透镜位置的方向移动。
在本实施例中，所述凸透镜能够调整位置，从而适应用户瞳距，并且所述激光发射组件与凸透镜一体设于移动板上，因此凸透镜被移动时激光发射组件会一起移动，移动板上每个凸透镜下端有两个限位板，通过限位板使，激光发射组件中的激光二极管的光心正对凸透镜的光心，而激光发射组件与凸透镜一体设于移动板上能够使得凸透镜被移动时激光发射组件会一起移动，从而令激光二激管的光心始终对准凸透镜的光心，避免凸透镜移动时无法照射到视网膜。此外，激光发射组件通过连杆与移动板相连接，所述连杆与凸透镜半径长度相同，激光发射组件能够以连杆与移动板相连接的一端为圆心进行转动，使得激光发射组件在不需要使用时可隐藏，在需要使用时能够准确地回调使激光二极管对准凸透镜的光心。所述激光二极管采用波长650nm红光。采用激光照射能够促进眼部脉络的血液循环，改善视网膜和巩膜的血液供应，提升视觉训练内容的近视治疗效果。此外，波长650nm红光能够使视网膜中多巴胺含量增多，抑制近视导致的眼轴增加。
在本实施例中，所述VR设备中设置有位置传感器，用于实时检测屏幕位置。所述位置传感器设置在滑轨的两端位置对应的设备主体上，电机转动时带动屏幕运动，屏幕运动到远离凸透镜的一端，位置传感器产生一个信号给单片机，单片机发送一个信号给电机，驱动电机转动换向，带动屏幕反向，向靠近凸透镜的一端运动，当屏幕运动到靠近凸透镜的一端，位置传感器产生一个信号给单片机，单片机发送一个信号给电机，驱动电机转动换向，带动屏幕反向，又向远离凸透镜的一端运动，如此周期反复，让屏幕上的图像模拟实现真实的远近移动变化。
进一步地，所述VR设备还包括防尘机构，所述防尘机构包括防尘盒9和防尘橡胶10，所述防尘盒设置在VR设备外壳，所述防尘橡胶包裹嵌有凸透镜的镜片圈。
进一步地，所述控制信息包括：将VR屏幕运动范围划分为多段子运动范围；其中，所划分的子运动范围到凸透镜的距离越远，其被划分的长度越小。
在本实施例中，用户通过移动终端APP输入用户信息，所述移动终端APP与VR设备通过蓝牙连接。在本实施例中，用户采用基于安卓系统的移动终端APP，在首次初始化时，将姓名、性别、身高、生日、近视屈光度、左眼矫正视力和右眼矫正视力输入到所述移动终端APP中，完成用户注册，并将上述用户信息在移动终端中进行保存，此时该用户为已注册用户，能够简化用户信息获取过程。首次初始化后，用户只需要直接登录基于安卓系统的移动终端APP，即可获取对应的用户信息。其中，当用户需要修改用户信息时，直接在APP中对用户信息进行修改，修改更新后的用户信息会替换修改前保存在移动终端中的用户信息。
在本实施例中，所述移动终端APP中存储有视觉训练内容，训练视觉内容包括有激光照射和屏幕运动，即包括了电机和激光开关控制信息。根据用户信息中的近视屈光度的不同，训练内容中屏幕的运动速度、运动时间以及激光照射的时间和功率均不相同。
因此，控制信息主要包括屏幕运动速度、屏幕运动时间、激光照射时间和激光照射功率。对于激光照射时间和激光照射功率的控制信息，在本实施例中，采用是波长650nm红光照射，用户需双眼注视650nm红光，每次3分钟。激光照射在屏幕运动前进行，采用激光照射能够促进眼部脉络的血液循环，改善视网膜和巩膜的血液供应，提升视觉训练内容的近视治疗效果。此外，采用波长650nm红光，所述红光能够使视网膜中多巴胺含量增多，抑制近视导致的眼轴增加。
对于屏幕运动速度和屏幕运动时间的控制信息，本方案中VR设备屏幕的运动范围是0点至终点，全程范围为20mm，所述0点为屏幕运动过程中与透镜距离最近的位置，所述终点为屏幕运动过程中与透镜距离最远的位置。
此外，所述控制信息还包括：将VR屏幕运动范围划分为多段子运动范围，充分模拟视距逐渐变化的过程，提升近视治疗效果；其中，所划分的子运动范围到凸透镜的距离越远，其被划分的长度越小，能够令屏幕运动过程中物距和像距变化更接近线性关系。在本实施例中，将屏幕运动全程范围划分为6段子运动范围，分别为：第一段子运动范围为0至6mm，第二段子运动范围为6mm至12mm，第三段子运动范围为12mm至16mm，第四段子运动范围为16mm至18mm，第五段子运动范围为18mm至19mm，第六段子运动范围为19mm至20mm。上述为经过实践证明的模拟视距逐渐变化效果最好的方式。
在本实施例中，在红光照射完成后，休息10分钟，接着运行视觉训练内容，训练时长为12分钟，在训练时，屏幕移动路径为从第一段开始运行到第六段，再从第六段到第一段，如此反复，屏幕运动时长为12分钟。并且根据用户的近视屈光度的不同，视觉训练内容中屏幕在每一段设定的范围的运动时间匹配规则如表1所示：
表1
Figure BDA0002601236620000071
因此根据每段范围距离及每段的运行时间，即可得到本实施例中屏幕运动速度的控制信息。
以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种VR设备，其特征在于，所述设备包括主控制板、单片机、电机、激光发射组件、屏幕、凸透镜、滑轨和设备主体；
所述凸透镜安装在所述设备主体上，所述VR设备主体内设置有滑轨，所述滑轨为沿靠近凸透镜的方向向远离凸透镜的方向延伸，所述屏幕通过所述滑轨与所述电机相连接；所述单片机安装在设备主体与滑轨之间；所述主控制板安装在设备主体内与凸透镜相对的一侧；所述激光发射组件安装于凸透镜朝向设备主体的一侧，位于设备主体与凸透镜之间；
所述激光发射组件包括激光开关和激光二极管；
所述主控制板用于将电机和激光开关的控制程序封装为单片机串口的变量参数；
所述单片机用于接收移动终端传输的控制信息对电机和激光开关进行控制；其中，移动终端获取用户信息并根据用户信息获取对应的控制信息；
所述主控制板通过单片机串口与单片机进行通信；
所述电机用于驱动屏幕沿着所述滑轨进行朝向或者远离凸透镜位置的移动；其中，所述屏幕运动范围为所述屏幕在所述滑轨上的可移动范围；
所述激光发射组件与凸透镜一体设于移动板上，移动板上每个凸透镜下端有两个限位板，激光发射组件中的激光二极管的光心正对凸透镜的光心；
所述激光发射组件通过连杆与所述移动板相连接，所述激光发射组件以所述连杆与所述移动板相连接的一端为圆心进行转动；
所述控制信息包括：将VR屏幕运动范围划分为多段子运动范围；其中，所划分的子运动范围到凸透镜的距离越远，其被划分的长度越小；
所述控制信息还包括屏幕运动速度，根据每段范围距离及每段的运行时间得到所述屏幕运动速度。
2.根据权利要求1所述的VR设备，其特征在于，所述激光二极管采用波长650nm红光。
3.根据权利要求1所述的VR设备，其特征在于，所述VR设备还包括位置传感器，所述位置传感器安装在滑轨的两端位置对应的设备主体内，用于实时检测屏幕位置；当屏幕达到屏幕运动范围的任意一端时，所述位置传感器发送信号给单片机令单片机控制电机驱动屏幕换向。
4.根据权利要求3所述的VR设备，其特征在于，所述VR设备还包括防尘机构，所述防尘机构包括防尘盒和防尘橡胶，所述防尘盒设置在VR设备外壳，所述防尘橡胶包裹嵌有凸透镜的镜片圈。
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