CN113238653A - 一种具备头手6DoF功能的MR眼镜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，包括眼镜主体以及通过网络与所述眼镜主体实现数据交互的6DoF手柄,所述眼镜主体包括穿戴于使用者头部的镜框，以及与所述镜框两端转动连接的镜腿，所述镜框背向使用者的表面中部设有第一摄像头、两端均设有头部陀螺仪和红外眼动仪，所述第一摄像头与6DoF手柄无线连接,所述6DoF手柄包括与主板无线连接的计算单元，以及固定于所述计算单元两侧的操控操作手柄，两个操作手柄相互远离的一侧设有手部陀螺仪。本发明对头部和手部六自由度追踪定位功能，从而提供敏、准、稳的MR眼镜操作体验，且根据红外眼动仪所检测的视觉疲劳度，利用视觉信息构建防沉迷系统，并进行及时的按摩休息。

Description

一种具备头手6DoF功能的MR眼镜
技术领域
本发明主要涉及MR眼镜的技术领域，具体涉及一种具备头手6DoF功能的MR眼镜。
背景技术
混合虚拟现实，即MR，它是虚拟现实和扩增实境AR的结合体，MR眼镜就是综合利用多个图像传感器对现实进行图像的采集，以生成三维视觉环境。
根据申请号为CN201710406338.0的专利文献所提供的一种MR眼镜及其制备方法可知，该产品机壳；机壳的内腔沿着光线入射方向从上而下顺序设置有全反射镜、透镜以及半透半反镜，机壳在全反射镜的光线入射口处设置有用以放置图像播放器的搁置板，机壳在半透半反镜的光线出射口处设置有用以佩戴在眼睛处的遮光罩；本发明把便携式VR眼镜的显示原理用于制备MR眼镜，能制备价格十分低廉的MR眼镜。
但上述MR眼镜仍然存在着缺陷，例如上述MR眼镜虽然具有制造成本低的优点，但传统的MR眼镜对肢体的定位能力较差，导致使用者难以灵活的运用MR眼镜完成复杂的分析动作，影响了MR眼镜的使用效果。
发明内容
本发明主要提供了一种具备头手6DoF功能的MR眼镜用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，包括眼镜主体以及通过网络与所述眼镜主体实现数据交互的6DoF手柄；
所述眼镜主体包括穿戴于使用者头部的镜框，以及与所述镜框两端转动连接的镜腿，所述镜框背向使用者的表面中部设有第一摄像头、两端均设有头部陀螺仪和红外眼动仪，所述第一摄像头与6DoF手柄无线连接且用于接收视觉信息，所述头部陀螺仪用于根据使用者头部的空间移动计算头部所处位置，所述红外眼动仪用于根据使用者眨眼次数计算视觉疲劳度，所述镜腿中设有与第一摄像头、头部陀螺仪和红外眼动仪电性连接的主板，两个所述镜腿相互靠近的一侧表面固定有与所述主板电性连接的按摩头，所述按摩头的内部固定有振动电机，当视觉疲劳度超出阀值时，通过按摩头对头部进行按摩；
所述6DoF手柄包括与主板无线连接的计算单元，以及固定于所述计算单元两侧的操控操作手柄，两个操作手柄相互远离的一侧设有手部陀螺仪，所述操作手柄和手部陀螺仪均与计算单元电性连接，当使用者的视觉疲劳度超过阀值时，触发所述计算单元将颠倒的图像传输至眼镜主体的镜片内。
进一步的，所述镜腿两端均插接有蓝牙耳机，所述蓝牙耳机包括分别设于所述镜腿两侧的喇叭以及骨传导外壳，所述喇叭和骨传导外壳之间开设有供所述镜腿穿过的间隙，所述喇叭和骨传导外壳之间相互铰接，从而方便使用者携带蓝牙耳机。
进一步的，所述喇叭和骨传导外壳相互靠近的一侧表面均固定有磁铁，所述喇叭和骨传导外壳均通过磁铁与所述镜腿相连接，从而方便喇叭和骨传导外壳从镜腿拆卸下来进行使用。
进一步的，所述骨传导外壳远离喇叭的一端固定有与所述计算单元电性连接的耳部陀螺仪，从而提高计算单元生成的头部位置信息准确度。
进一步的，所述操作手柄上固定有与所述计算单元电性连接的第二摄像头，使得眼镜主体的镜片可以通过同时播放第二摄像头所记录图像进一步加深使用者的视觉混乱度。
进一步的，所述镜腿相互远离的一侧表面均开设有供所述磁铁穿插的磁吸槽，从而方便使用者将喇叭和骨传导外壳安装在镜腿，且通过磁吸槽槽体对喇叭和骨传导外壳上的磁铁的阻挡，从而加强喇叭和骨传导外壳的安装牢固度。
进一步的，所述镜腿为大小头结构，所述镜腿靠近镜框的一端为小头端、远离镜框的一端为大头端，从而利用镜腿大头一端配合使用者的耳朵对蓝牙耳机进行阻挡，提高蓝牙耳机的安装牢固度。
进一步的，所述计算单元外壁上开设有USB-Type-C接口，所述计算单元通过USB-Type-C接口与所述镜框相连接，从而方便镜框上的投影灯接收计算单元的数据。
进一步的，所述计算单元外壁上固定有与所述计算单元内部主板电性连接的开关，使得使用者进入深度疲劳仍然不放弃使用时，通过开关关闭计算单元电源。
进一步的，所述操作手柄侧壁上固定有磁吸式扳机键，从而通过按压磁吸式扳机键的手感，提高使用者使用操作手柄时的舒适感和便利性。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
其一，本发明能够对头部和手部六自由度追踪定位功能，从而提供敏、准、稳的MR眼镜操作体验，具体为：通过眼镜主体上的头部陀螺仪接收使用者头部位置信息，于此同时，通过与眼镜主体相连接的计算单元上的手部陀螺仪，计算使用者双手的位置信息，或操作手柄与计算单元滑动分离时，单手的位置信息，进而方便计算单元捕捉使用者头部以及手部动作，方便使用者快速完成复杂的分析操作。
其二，本发明能够根据使用者视觉疲劳度，及时利用四肢位置信息，提醒使用者休息，具体为：通过眼镜主体上的红外眼动仪计算使用者眨眼次数得出视觉疲劳度，当使用者超过视觉疲劳度时，根据手部陀螺仪所得出位置数据，将使用者挥动操作手柄时的动作左右颠倒，从而妨碍使用者操作，提醒使用者休息，当使用者疲劳度进一步加深时，通过颠倒传输至眼镜主体的镜片内的图像，进一步提醒使用者休息，且当视觉疲劳度超出阀值时，通过镜腿内侧的按摩头进行按摩，以使使用者快速进入休息状态。
以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
图1为本发明眼镜主体的结构示意图；
图2为本发明6DoF手柄的结构示意图；
图3为本发明蓝牙耳机的结构示意图。
图中：10、眼镜主体；11、镜框；111、第一摄像头；112、头部陀螺仪；113、红外眼动仪；12、镜腿；121、磁吸槽；122、主板；123、按摩头；13、蓝牙耳机；131、喇叭；132、骨传导外壳；133、磁铁；134、耳部陀螺仪；20、6DoF手柄；21、计算单元；211、USB-Type-C接口；212、开关；22、操作手柄；221、第二摄像头；222、手部陀螺仪；223、磁吸式扳机键。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例，请参照附图1-3，在本发明一优选的实施例中，一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，包括眼镜主体10以及通过网络与所述眼镜主体10实现数据交互的6DoF手柄20；
所述眼镜主体10包括穿戴于使用者头部的镜框11，以及与所述镜框11两端转动连接的镜腿12，所述镜框11背向使用者的表面中部设有第一摄像头111、两端均设有头部陀螺仪112和红外眼动仪113，所述第一摄像头111与6DoF手柄20无线连接且用于接收视觉信息，所述头部陀螺仪112用于根据使用者头部的空间移动计算头部所处位置，所述红外眼动仪113用于根据使用者眨眼次数计算视觉疲劳度，所述镜腿12中设有与第一摄像头111、头部陀螺仪112和红外眼动仪113电性连接的主板122，两个所述镜腿12相互靠近的一侧表面固定有与所述主板122电性连接的按摩头123，所述按摩头123的内部固定有振动电机，当视觉疲劳度超出阀值时，通过按摩头123对头部进行按摩；
所述6DoF手柄20包括与主板122无线连接的计算单元21，以及固定于所述计算单元21两侧的操控操作手柄22，两个操作手柄22相互远离的一侧设有手部陀螺仪222，所述操作手柄22和手部陀螺仪222均与计算单元21电性连接，当使用者的视觉疲劳度超过阀值时，触发所述计算单元21将颠倒的图像传输至眼镜主体10的镜片内。
需要说明的是，在本实施例中，使得眼镜主体10通过其上第一摄像头111接收视觉信息，并通过眼镜主体10上的头部陀螺仪112接收使用者头部位置信息，于此同时，通过与眼镜主体10相连接的计算单元21上的手部陀螺仪222，计算使用者双手的位置信息，或操作手柄22与计算单元21滑动分离时，单手的位置信息，进而方便计算单元21捕捉使用者头部以及手部动作，方便使用者快速完成复杂的分析操作；
进一步的，通过眼镜主体10上的红外眼动仪113计算使用者眨眼次数得出视觉疲劳度，当使用者超过视觉疲劳度时，根据手部陀螺仪222所得出位置数据，将使用者挥动操作手柄22时的动作左右颠倒，从而妨碍使用者操作，提醒使用者休息，当使用者疲劳度进一步加深时，通过颠倒传输至眼镜主体10的镜片内的图像，进一步提醒使用者休息。
具体的，请着重参照附图1和3，在本发明另一优选的实施例中，所述镜腿12两端均插接有蓝牙耳机13，所述蓝牙耳机13包括分别设于所述镜腿12两侧的喇叭131以及骨传导外壳132，所述喇叭131和骨传导外壳132之间开设有供所述镜腿12穿过的间隙，所述喇叭131和骨传导外壳132之间相互铰接，所述喇叭131和骨传导外壳132相互靠近的一侧表面均固定有磁铁133，所述喇叭131和骨传导外壳132均通过磁铁133与所述镜腿12相连接，所述骨传导外壳132远离喇叭131的一端固定有与所述计算单元21电性连接的耳部陀螺仪134；
需要说明的是，在本实施例中，使得拼合后的喇叭131和骨传导外壳132能够通过其上供镜腿12穿过的间隙而穿插在镜腿12上，从而方便使用者携带蓝牙耳机13；
进一步的，由于喇叭131和骨传导外壳132能够通过磁铁133吸附在镜腿12上，从而方便喇叭131和骨传导外壳132从镜腿12拆卸下来进行使用；
进一步的，从而利用骨传导外壳132上的耳部陀螺仪134辅助计算单元21和头部陀螺仪112对使用者的头部位置进行计算，提高计算单元21生成的头部位置信息准确度。
具体的，请着重参照附图1和2，在本发明另一优选的实施例中，所述操作手柄22上固定有与所述计算单元21电性连接的第二摄像头221；
需要说明的是，在本实施例中，使得使用者能够通过操作手柄22上的第二摄像头221增加视野的开阔度，且在使用者进入深度疲劳，且仍然不放弃使用眼镜时，眼镜主体10的镜片可以通过同时播放第二摄像头221所记录图像进一步加深使用者的视觉混乱度。
具体的，请着重参照附图1和3，在本发明另一优选的实施例中，所述镜腿12相互远离的一侧表面均开设有供所述磁铁133穿插的磁吸槽121，所述镜腿12为大小头结构，所述镜腿12靠近镜框11的一端为小头端、远离镜框11的一端为大头端；
需要说明的是，在本实施例中，使得镜腿12得以通过其上磁吸槽121引导喇叭131和骨传导外壳132上的磁铁133，从而方便使用者将喇叭131和骨传导外壳132安装在镜腿12，且通过磁吸槽121槽体对喇叭131和骨传导外壳132上的磁铁133的阻挡，从而加强喇叭131和骨传导外壳132的安装牢固度，所述操作手柄22侧壁上固定有磁吸式扳机键223；
进一步的，从而利用镜腿12大头一端配合使用者的耳朵对蓝牙耳机13进行阻挡，提高蓝牙耳机13的安装牢固度。
具体的，请着重参照附图1和2，在本发明另一优选的实施例中，所述计算单元21外壁上开设有USB-Type-C接口211，所述计算单元21通过USB-Type-C接口211与所述镜框11相连接，所述计算单元21外壁上固定有与所述计算单元21内部主板电性连接的开关212；
需要说明的是，在本实施例中，从而方便镜框11上的投影灯接收计算单元21的数据；
进一步的，使得使用者进入深度疲劳仍然不放弃使用时，通过开关212关闭计算单元21电源；
进一步的，从而通过按压磁吸式扳机键223的手感，提高使用者使用操作手柄22时的舒适感和便利性。
本发明的具体操作方式如下：
在使用MR眼镜时，眼镜主体10通过其上第一摄像头111接收视觉信息，并通过眼镜主体10上的头部陀螺仪112接收使用者头部位置信息，于此同时，通过与眼镜主体10相连接的计算单元21上的手部陀螺仪222，计算使用者双手的位置信息，或操作手柄22与计算单元21滑动分离时，单手的位置信息，使得计算单元21能够捕捉使用者头部以及手部动作，辅助使用者快速完成复杂的分析操作；
通过眼镜主体10上的红外眼动仪113计算使用者眨眼次数得出视觉疲劳度，当使用者超过视觉疲劳度时，根据手部陀螺仪222所得出位置数据，将使用者挥动操作手柄22时的动作左右颠倒，从而妨碍使用者操作，提醒使用者休息，当使用者疲劳度进一步加深时，通过颠倒传输至眼镜主体10的镜片内的图像，进一步提醒使用者休息。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，其特征在于，包括眼镜主体(10)以及通过网络与所述眼镜主体(10)实现数据交互的6DoF手柄(20)；
所述眼镜主体(10)包括穿戴于使用者头部的镜框(11)，以及与所述镜框(11)两端转动连接的镜腿(12)，所述镜框(11)背向使用者的表面中部设有第一摄像头(111)、两端均设有头部陀螺仪(112)和红外眼动仪(113)，所述第一摄像头(111)与6DoF手柄(20)无线连接且用于接收视觉信息，所述头部陀螺仪(112)用于根据使用者头部的空间移动计算头部所处位置，所述红外眼动仪(113)用于根据使用者眨眼次数计算视觉疲劳度，所述镜腿(12)中设有与第一摄像头(111)、头部陀螺仪(112)和红外眼动仪(113)电性连接的主板(122)，两个所述镜腿(12)相互靠近的一侧表面固定有与所述主板(122)电性连接的按摩头(123)，所述按摩头(123)的内部固定有振动电机，当视觉疲劳度超出阀值时，通过按摩头(123)对头部进行按摩；
所述6DoF手柄(20)包括与主板(122)无线连接的计算单元(21)，以及固定于所述计算单元(21)两侧的操控操作手柄(22)，两个操作手柄(22)相互远离的一侧设有手部陀螺仪(222)，所述操作手柄(22)和手部陀螺仪(222)均与计算单元(21)电性连接，当使用者的视觉疲劳度超过阀值时，触发所述计算单元(21)将颠倒的图像传输至眼镜主体(10)的镜片内。
2.根据权利要求1所述的一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，其特征在于，所述镜腿(12)两端均插接有蓝牙耳机(13)，所述蓝牙耳机(13)包括分别设于所述镜腿(12)两侧的喇叭(131)以及骨传导外壳(132)，所述喇叭(131)和骨传导外壳(132)之间开设有供所述镜腿(12)穿过的间隙，所述喇叭(131)和骨传导外壳(132)之间相互铰接。
3.根据权利要求2所述的一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，其特征在于，所述喇叭(131)和骨传导外壳(132)相互靠近的一侧表面均固定有磁铁(133)，所述喇叭(131)和骨传导外壳(132)均通过磁铁(133)与所述镜腿(12)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，其特征在于，所述骨传导外壳(132)远离喇叭(131)的一端固定有与所述计算单元(21)电性连接的耳部陀螺仪(134)。
5.根据权利要求4所述的一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，其特征在于，所述操作手柄(22)上固定有与所述计算单元(21)电性连接的第二摄像头(221)。
6.根据权利要求5所述的一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，其特征在于，所述镜腿(12)相互远离的一侧表面均开设有供所述磁铁(133)穿插的磁吸槽(121)。
7.根据权利要求1所述的一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，其特征在于，所述镜腿(12)为大小头结构，所述镜腿(12)靠近镜框(11)的一端为小头端、远离镜框(11)的一端为大头端。
8.根据权利要求1所述的一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，其特征在于，所述计算单元(21)外壁上开设有USB-Type-C接口(211)，所述计算单元(21)通过USB-Type-C接口(211)与所述镜框(11)相连接。
9.根据权利要求8所述的一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，其特征在于，所述计算单元(21)外壁上固定有与所述计算单元(21)内部主板电性连接的开关(212)。
10.根据权利要求1所述的一种具备头手6DoF功能的MR眼镜，其特征在于，所述操作手柄(22)侧壁上固定有磁吸式扳机键(223)。
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