CN112545499A - 一种面捕动捕佩戴装置 - Google Patents

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王硕
王金峰
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Abstract

本发明提供了一种面捕动捕佩戴装置，包括：头盔本体、连接杆、调节组件以及相机连接组件；其中：所述连接杆的一端与头盔本体的前端固定连接，所述连接杆的另一端与相机连接组件固定连接；所述头盔本体的后端与调节组件连接，共同形成半包覆式头盔结构，通过调节组件的可调节作用，实现对半包覆式头盔结构内径的大小调节。本发明提供的面捕动捕佩戴装置，采用创新的结构设计，环形半包覆式头盔结构，能自适应不同头型，并结合采用碳纤维材质的中空杆连接相机模组，解决了现有技术中所存在的稳定性差、重量重问题，具有稳定性高、兼容性高、重量轻、舒适性好、结构简单、成本低等特点。

Description

一种面捕动捕佩戴装置
技术领域
本发明涉及面部捕捉及动作捕捉技术领域，具体地，涉及一种面捕动捕佩戴装置。
背景技术
面部捕捉及动作捕捉，是一种对面部表情捕捉及人体动作捕捉的技术，是通过使用机械装置、相机等设备，记录人类面部表情、动作以及人体动作，并将之转换为一系列参数数据的过程。
面部捕捉及动作捕捉已经越来越多的应用于影视行业，目前常用的面捕、动捕相机，包括FACEGOOD Hemlet V2头盔和Avatar头盔；其中：
FACEGOOD Hemlet V2头盔采用如下结构：头盔本体需要根据演员头型扫描，通过逆向工程设计3D打印出来，对演员头部进行全包覆来实现头盔稳定性。每一个演员都要重新扫描设计定制，否则可能无法匹配。由于这种头盔的特殊设计要求，导致这种头盔存在如下缺陷：
1、需要根据演员头型扫描设计，难以调节，无法兼容不同头型；
2、全包覆型头盔体积较大，重量重，演员长时间佩戴表演易疲劳；
3、扫描逆向工程设计成本以及全包覆制造成本高。
Avatar头盔采用如下结构：头盔本体采用布料包覆，实现不同演员不同头型的兼容；相机固定在布料材质的头盔本体上。这种结构的头盔虽然重量轻，可以缓解演员长时间佩戴表演的疲劳问题，但是，该头盔由于布料强度不足的问题，演员稍微大动作表演时，固定在头盔上的相机等部件就会晃动，导致稳定性差，进而导致相机采集的画面质量无法保证等问题。
综上所述，现有的面捕、动捕相机，普遍存在稳定性差、重量重、与头部适配性差等缺点，无法满足高要求、高质量的面部图像采集以及跑动、跳动、舞蹈、武术等大动作表演，同时，也无法满足适配不同头型的演员以及长时间舒适佩戴表演等需求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种面捕动捕佩戴装置。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种面捕动捕佩戴装置，包括：头盔本体、连接杆、调节组件以及相机连接组件；其中：
所述头盔本体为半包覆形状，上下边缘均呈曲线型结构；
所述连接杆的一端与所述头盔本体的前端连接，所述连接杆的另一端与所述相机连接组件连接；
所述头盔本体的后端与所述调节组件连接。
优选地，所述头盔本体上设有固定组件，所述连接杆通过所述固定组件与所述头盔本体的前端连接。
优选地，所述固定组件上设有固定孔，所述连接杆穿过所述固定孔，并通过紧固部件与所述头盔本体固定连接。
优选地，所述头盔本体上设有镂空孔。
优选地，所述相机连接组件包括L型连接件和相机连接架；其中：
所述L型连接件的一端与所述相机连接架连接，并通过止紧螺钉固定；
所述L型连接件的另一端与所述连接杆连接。
优选地，所述相机连接架包括横轴和相机连接孔；
其中，所述横轴与所述L型连接件连接，所述相机连接孔的上端与所述横轴连接于所述横轴下端的中心位置。
优选地，所述L型连接件为中空结构，所述L型连接件的一端与所述相机连接架的所述横轴转动连接，并通过止紧螺钉固定。
优选地，所述调节组件的上下边缘均呈曲线型结构。
优选地，所述调节组件包括：第一齿条、第二齿条、齿轮和旋钮；其中：
所述旋钮与所述齿轮连接，所述齿轮分别与所述第一齿条和所述第二齿条啮合；
所述第一齿条和所述第二齿条与所述齿轮啮合的部分重叠，且所述第一齿条和所述第二齿条的位置相对；
所述第一齿条和第二齿条的端部与所述头盔本体连接。
优选地，所述调节组件还包括骨架，所述骨架安装于所述齿轮和所述齿条的重叠侧，所述骨架将固定所述齿轮和所述第一齿条、所述第二齿条为整体；所述第一齿条和第二齿条与所述骨架之间具有可运动空间。
优选地，所述连接杆为碳纤维杆。
优选地，所述装置还包括相机模组，所述相机模组安装于所述相机连接组件上。
优选地，所述连接杆为中空杆。
优选地，所述相机模组的电源线和信号线穿过所述中空杆。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下至少一项的有益效果：
本发明提供的面捕动捕佩戴装置，采用创新的结构设计，为本领域首次出现，填补了本领域的空白；环形半包覆式头盔结构，能自适应不同头型，并结合采用碳纤维材质的中空杆连接相机模组，解决了现有技术中所存在的稳定性差、重量重问题。
本发明提供的面捕动捕佩戴装置，半包覆式结构，与头部接触充分，稳定性高，进而使相机模组进行面部捕捉时画面稳定，实现跑动、跳动、跳舞、武术等较大动作表演时面部捕捉的突破。
本发明提供的面捕动捕佩戴装置，兼容性高，半包覆式结构，结合调节组件的旋钮松紧调节简单，一款头盔就可兼容几乎所有不同头型的成年使用者使用。
本发明提供的面捕动捕佩戴装置，重量轻，头部只需要半包覆，结合碳纤维中空杆连接，重量只有300余克，使用者长时间佩戴不疲劳。
本发明提供的面捕动捕佩戴装置，具有适配性好、舒适度高、结构简单、成本低等特点。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一优选实施例中面捕动捕佩戴装置的佩戴情况立体图；
图2为本发明一优选实施例中面捕动捕佩戴装置的佩戴情况主视图；
图3为本发明一优选实施例中面捕动捕佩戴装置主视图；
图4为本发明一优选实施例中面捕动捕佩戴装置侧视图；
图5为本发明一优选实施例中面捕动捕佩戴装置后视图；
图6为本发明一优选实施例中头盔结构示意图；
图7为本发明一优选实施例中中空杆结构示意图。
图8为本发明一优选实施例中相机连接组件结构示意图；
图9为本发明一优选实施例中相机连接组件的L型连接件结构示意图；
图10为本发明一优选实施例中相机连接组件的相机连接架结构示意图；
图11为本发明一优选实施例中调节组件结构示意图；
图12为本发明一优选实施例中调节组件的齿轮、齿条连接关系示意图。
图中，1为头盔本体，2为连接杆，3为相机模组，4为调节组件，5为相机连接组件，101为固定组件，102为镂空孔，401为第一齿条，402为第二齿条，403为旋钮，404为齿轮，405为骨架，501为L型连接件，502为相机连接架。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种面捕动捕佩戴装置，该装置采用创新型结构设计，头部为半包覆式结构，起到减轻重量并且与头部贴合性好的作用。可通过调节组件调节大小适应不同头型，并结合碳纤维中空杆连接相机模组，具有重量轻、稳定性高、与头部适配性好的特点，可以满足不同头型使用者的使用需求，同时，高稳定性使得相机采集的画面质量高，重量轻能够满足使用者的长时间佩戴需求。本佩戴装置可以应用在面部表情捕捉，可用在动画制作领域。
请同时参阅图1-图12，本实施例提供的面捕动捕佩戴装置，包括：头盔本体1、连接杆2、调节组件4以及相机连接组件5；其中：
头盔本体1为半包覆形状，上下边缘均呈曲线型结构；
连接杆2的一端与头盔本体1的前端连接，连接杆2的另一端与相机连接组件5连接；
头盔本体1的后端与调节组件4连接。
作为一优选实施例，头盔本体1上设有固定组件101，连接杆2通过固定组件4与头盔本体2的前端连接。
作为一优选实施例，头固定组件101上设有固定孔，连接杆2穿过固定孔，并通过紧固部件与头盔本体1固定连接。优选地，紧固部件可选用止紧螺钉。
作为一优选实施例，固定组件101可以与头盔本体1之间一体成型，也可以作为独立的部件安装与头盔本体1上。
作为一优选实施例，头盔本体1上还设置有镂空孔102，用于增加头盔韧性及减轻重量。
作为一优选实施例，相机连接组件5包括L型连接件501和相机连接架502；其中：
L型连接件501的一端与相机连接架502可转动连接，并通过止紧螺钉固定，相机连接架502的角度可以调节；L型连接件501的另一端与连接杆2固定连接。
作为一优选实施例，相机连接架502包括横轴和相机连接孔；其中，横轴与L型连接件连接，相机连接孔的上端与横轴连接于横轴下端的中心位置。
横轴的两端分别连接有一个L型连接件501，并能够在L型连接件501中转动。
作为一优选实施例，L型连接件501与连接杆2之间通过点胶或者螺丝固定连接。
作为一优选实施例，调节组件4包括：第一齿条401、第二齿条402、齿轮404和旋钮403；其中：
旋钮403与齿轮404固定连接，齿轮404分别与第一齿条401和第二齿条402啮合；
第一齿条401和第二齿条402与齿轮404啮合的部分重叠，且第一齿条401和第二齿条402位置相对；第一齿条401和第二齿条402的端部通过螺丝与头盔本体1连接。
作为一优选实施例，调节组件4还包括骨架405，骨架405安装于齿轮404和齿条(第一齿条401和第二齿条402)的重叠侧，用于固定和支撑齿轮404和齿条(第一齿条401和第二齿条402)；第一齿条401和第二齿条402与骨架405之间具有可运动空间。
作为一优选实施例，调节组件4的上下边缘均呈曲线型结构。
进一步地，头盔本体1和调节组件4的上下边缘均呈曲线型结构。曲线型结构满足人体工程学要求，其中，头盔本体1的下边缘曲线避开头部敏感部位，如耳朵、太阳穴等位置，使佩戴者佩戴更加舒适，而且不会影响佩戴者做出表情。
作为一优选实施例，面捕动捕佩戴装置，还包括相机模组3，相机模组3安装于相机连接组件5上。
进一步地，相机模组3安装于相机连接组件5的相机连接孔，并通过螺丝固定。
作为一优选实施例，连接杆2采用碳纤维杆和/或中空杆，用于减轻重量及走线。
作为一优选实施例，相机模组3的电源线和信号线穿过连接杆2的中空结构，保证工作过程中使用者安全的同时，也能够使信息可靠传输。
本实施例提供的面捕动捕佩戴装置，其工作原理为：
调节组件的工作过程为：拧动旋钮带动齿轮旋转，齿轮推动第一齿条和第二齿条向中间移动，实现调紧功能；反方向拧动旋钮带动齿轮反方向旋转，齿轮推动第一齿条和第二齿条向外移动，实现松开功能。第一齿条和第二齿条的齿条方向相对(一上一下)，保证同时向里运动或者同时向外运动。
相机连接组件的工作过程为：将止紧螺钉松开，旋转横轴一定角度，调整相机连接架的角度，调整完成后，拧紧止紧螺钉将位置固定。相机连接架的下端设置有相机连接孔，可以是各种形状的孔，根据实际生产需要进行设计。相机模组插入到相机连接孔中，螺丝穿过相机连接孔和相机模组上的孔从而进行连接固定。在调整头盔位置和角度仍无法将相机对准人脸中心的情况下(例如，头型的不同和脸型的不同而导致的问题)，此时，微调相机连接架的角度，使相机对准使用者的人脸中心。
使用者佩戴该装置进行工作时，首先通过调节组件调节环形半包覆式头盔结构的内径大小，使环形半包覆式头盔结构贴合使用者头部；调整环形半包覆式头盔结构在头部的位置，使相机模组的镜头对准人脸中心位置；当调整环形半包覆式头盔结构仍无法满足要求时，通过微调相机连接组件，使相机模组的镜头对准人脸中心位置。
下面结合附图，对本实施例所提供的技术方案进一步描述如下。
如图1～图2所示，为面捕动捕佩戴装置的佩戴情况示意图；如图3～图5所示，为面捕动捕佩戴装置结构示意图；
面捕动捕佩戴装置包括：头盔本体1、连接杆2、调节组件4以及相机连接组件5；其中：
连接杆2的一端与头盔本体1的前端固定连接，连接杆2的另一端与相机连接组件5固定连接；
头盔本体1的后端与调节组件4连接，共同形成半包覆式头盔结构，通过调节组件4可实现调节作用，实现对半包覆式头盔结构内径的大小调节，以适应不同的头围。
头盔本体1和调节组件4的边缘均采用曲线设计，增强了对头部的包覆作用，提高了头盔的稳定性，头盔本体1的下边缘曲线形式确保避开头部敏感部位，例如，耳朵，太阳穴的位置。调节组件4的边缘曲线要尽可能减少对头的包覆。曲线的设计要符合人体工程学。
如图6所示，为头盔本体1结构示意图；
在头盔本体1上设置有镂空孔102，增加头盔本体1的韧性，减小头盔的重量，增加与头部的摩擦力。
头盔本体1和连接杆2之间通过固定组件101连接。固定组件101设置在头盔本体1上，可以与头盔本体1为一体成型，也可以是作为独立的部件安装在头盔本体1上。在头盔本体1上至少设置一个固定组件101。固定组件101上设置有固定孔，连接杆2可以穿过固定孔，固定组件101与连接杆2的连接是用止紧螺钉固定。
如图7所示，为连接杆2结构示意图。
连接杆2采用碳纤维杆、中空杆或碳纤维中空杆，连接杆2一端与头盔本体1连接，另一端与与相机连接组件5连接。在本实施例中，头盔本体1中至少要有一个连接杆2。连接杆2与相相机连接组件5固定连接。连接杆2可以优选为碳纤维中空结构，减轻重量，降低成本并能够通过中空结构走线。
如图8～图10所示，为相机连接组件5结构示意图；
相机连接组件5包括L型连接件501和相机连接架502。L型连接件501为中空结构，L型连接件501设置有螺钉孔，L型连接件501的一端与相机连接架502可转动连接，止紧螺钉穿过螺钉孔将相机连接架502固定，L型连接件501的另一端与碳纤维中空杆连接，L型连接件501与碳纤维中空杆通过点胶或者螺丝连接。
相机连接架502包括横轴和相机连接孔；其中，横轴与L型连接件501连接，相机连接孔的上端与横轴连接于横轴下端的中心位置。
相机连接架502的横轴可以在L型连接件501中转动从而调节相机连接架502的角度。
如图1-3所示，面捕动捕佩戴装置还包括相机模组3。
相机模组3安装于相机连接架502上，具体地，相机模组3可以连接在相机连接架502上的相机连接孔中，并通过螺丝固定。
相机模组3的电源线和信号线穿过碳纤维中空杆，保证信息传输可靠且使用安全。
如图11和图12所示，为调节组件4结构示意图。
调节组件4包括：第一齿条401、第二齿条402、齿轮404、旋钮403。第一齿条401、第二齿条402和头盔本体1上设置有连接孔，螺丝穿过连接孔连接调节组件4与头盔本体1。旋钮403与齿轮404固定连接，齿轮分别与第一齿条401和第二齿条402啮合；第一齿条401和第二齿条402与齿轮404啮合的部分重叠，且第一齿条401和第二齿条402的位置相对。调节组件4还包括骨架405，骨架405安装于齿轮404和齿条(第一齿条401和第二齿条402)的重叠侧，用于固定和支撑齿轮404和齿条(第一齿条401和第二齿条402)；第一齿条401和第二齿条402与骨架405之间具有可运动空间。
工作前，需调整好相机模组角度和相机模组焦距。旋转旋钮，拧松调节组件，调松头盔，使用者将头盔戴在头部；调整头盔，前后调节头盔与使用者头部的佩戴位置和角度，使相机模组的镜头正对人脸中心位置；反方向旋转旋钮，拧紧调节组件，收紧头盔。连接相机模组电源线和信号线，开始图像采集。
本发明上述实施例提供的面捕动捕佩戴装置，采用创新的结构设计；环形半包覆式头盔结构，能自适应不同头型，并结合采用碳纤维材质的中空杆连接相机模组，解决了现有技术中所存在的稳定性差、重量重问题。
本发明上述实施例提供的面捕动捕佩戴装置，半包覆式结构，与头部接触充分，稳定性高，进而使相机模组进行面部捕捉时画面稳定，实现跑动、跳动、跳舞、武术等较大动作表演的突破。
本发明上述实施例提供的面捕动捕佩戴装置，兼容性高，半包覆式结构，结合调节组件的旋钮松紧调节简单，一款头盔就可兼容几乎所有不同头型的成年使用者使用。
本发明上述实施例提供的面捕动捕佩戴装置，重量轻，头部只需要半包覆，结合碳纤维中空杆连接，重量只有300余克，使用者长时间佩戴不疲劳。
本发明上述实施例提供的面捕动捕佩戴装置，具有适配性好、舒适度高、结构简单、成本低等特点。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (14)

1.一种面捕动捕佩戴装置，其特征在于，包括：头盔本体、连接杆、调节组件以及相机连接组件；其中：
所述头盔本体为环形半包覆结构，上下边缘均呈曲线型结构；
所述连接杆的一端与所述头盔本体的前端连接，所述连接杆的另一端与所述相机连接组件连接；
所述头盔本体的后端与所述调节组件连接。
2.根据权利要求1所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述头盔本体上设有固定组件，所述连接杆通过所述固定组件与所述头盔本体的前端连接。
3.根据权利要求2所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述固定组件上设有固定孔，所述连接杆穿过所述固定孔，并通过紧固部件与所述头盔本体固定连接。
4.根据权利要求1所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述头盔本体上设有镂空孔。
5.根据权利要求1所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述相机连接组件包括L型连接件和相机连接架；其中：
所述L型连接件的一端与所述相机连接架连接，并通过止紧螺钉固定；
所述L型连接件的另一端与所述连接杆连接。
6.根据权利要求5所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述相机连接架包括横轴和相机连接孔；
其中，所述横轴与所述L型连接件连接，所述相机连接孔的上端与所述横轴连接于所述横轴下端的中心位置。
7.根据权利要求6所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述L型连接件为中空结构，所述L型连接件的一端与所述相机连接架的所述横轴转动连接，并通过止紧螺钉固定。
8.根据权利要求1所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述调节组件的上下边缘均呈曲线型结构。
9.根据权利要求1所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述调节组件包括：第一齿条、第二齿条、齿轮和旋钮；其中：
所述旋钮与所述齿轮连接，所述齿轮分别与所述第一齿条和所述第二齿条啮合；
所述第一齿条和所述第二齿条与所述齿轮啮合的部分重叠，且所述第一齿条和所述第二齿条的位置相对；
所述第一齿条和第二齿条的端部与所述头盔本体连接。
10.根据权利要求9所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述调节组件还包括骨架，所述骨架安装于所述齿轮和所述齿条的重叠侧，所述骨架将固定所述齿轮和所述第一齿条、所述第二齿条为整体；所述第一齿条和第二齿条与所述骨架之间具有可运动空间。
11.根据权利要求1所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述连接杆为碳纤维杆。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，还包括相机模组，所述相机模组安装于所述相机连接组件上。
13.根据权利要求12所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述连接杆为中空杆。
14.根据权利要求13所述的面捕动捕佩戴装置，其特征在于，所述相机模组的电源线和信号线穿过所述中空杆。
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