CN204101816U - 虚拟现实眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种虚拟现实眼镜，由外壳、液晶屏幕、两个凸透镜、主动快门和头带组成。外壳是由一个固定外壳和与之配合的活动外壳组成，活动外壳可以在固定外壳内滑动，两者形成封闭腔体。活动外壳内侧有液晶屏幕，固定外壳的与人的面部接触的一侧有主动快门，主动快门是两片液晶屏和主动快门控制器组成，液晶屏幕和主动快门之间有用于近眼成像的凸透镜，使用者的每只眼睛都可以透过一个凸透镜看到整个液晶屏幕的画面。液晶屏幕交替播放立体视频的左右不同角度的画面，主动快门可以确保使用者的每只眼睛看到液晶屏幕播放的左右不同角度的画面，让使用者看到立体的图像。

Description

虚拟现实眼镜

技术领域

本实用新型涉及一种虚拟现实眼镜，属于显示技术领域。 

背景技术

现在各种VR(虚拟现实)眼镜层出不穷，它们的共同原理是，把立体视频的影像分解为左右两个观察角度的画面，让两个画面通过虚拟现实眼镜分别进入使用者的左右眼睛，这样由于两个眼睛分别看到两个角度的画面，经过大脑合成就形成了立体影像。但是目前产品有一个共同的缺点，视角比较小，分辨率不够高。以OCULUS RIFT公司的虚拟现实眼镜为例，它是把一个液晶屏幕显示的内容通过软件分为左右画面并排显示，左右画面经过两个凸透镜分别进入人的双眼。这样的方法简单可行，成本低廉。但是由于把一个液晶屏幕划分为左右屏幕，这样不仅让视角变小，液晶屏幕进入每只眼睛的分辨率也减半，不能有效利用液晶屏幕。 

实用新型内容

本实用新型专利的目的是提供一种虚拟现实眼镜，可以提供更大的观看视角和分辨率，让看到的画面更真实，增加沉浸感。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的：虚拟现实眼镜由外壳、液晶屏幕、两个凸透镜、主动快门和头带组成。外壳是由一个固定外壳和与之配合的活动外壳组成，活动外壳可以在固定外壳内滑动，两者形成封闭腔体。活动外壳内侧有液晶屏幕，固定外壳的与人的面部接触的一侧有主动快门，主动快门是两片液晶屏和主动快门控制器组成，液晶屏幕和主动快门之间有用于近眼成像的凸透镜，使用者的每只眼睛都可以透过一个凸透镜看到整个液晶屏幕的画面。液晶屏幕交替播放立体视频的左右不同角度的画面，主动快门可以确保使用者的每只眼睛看到液晶屏幕播放的左右不同角度的画面，让使用者看到立体的图像。 

采用本发明带来的有益效果是，可以让虚拟现实眼镜具有更大的视角和分辨率，提供更真实自然的立体画面。 

附图说明

以下结合附图做进一步说明： 

图1是OCULUS RIFT虚拟现实眼镜的成像原理示意图 

图2是本实用新型的立体图1； 

图3是本实用新型的立体图2； 

图4是本实用新型的成像原理示意图； 

图5是本实用新型的主动快门的电原理图 

图中各部件名称对应的标号如下： 

外壳1；液晶屏幕2；遮光罩3；凸透镜4；头带5；固定外壳6；活动外壳7；屏幕信号接口8；液晶屏9；主动快门控制器10 

具体实施方式

在图1中所示的是OCULUS RIFT公司的已经面世的虚拟现实眼镜，它由外壳1、液晶屏幕2、遮光罩3和凸透镜4组成。外壳1是封闭的腔体用于容纳内部元器件并且遮挡外部光线，增加使用者沉浸的感觉。外壳1内部的前侧有一个液晶屏幕2用于显示画面，外壳1的与液晶屏幕2相对的另一侧是与使用者面部相接触的一侧，定义为后侧。后侧有两个凸透镜4，人的双眼可以透过两个凸透镜4看到外壳1内部的液晶屏幕2。在这个产品里，液晶屏幕2显示的是左右两个并排的画面，是立体视频的左右两个角度的影像，由于遮光罩3的作用，两个画面分别通过两个凸透镜4进入左右眼，这样双眼看到不同的画面，经过大脑的合成，使用者看到的是立体的影像。这种原理简单可行，缺点是液晶屏幕2被划分为左右两个画面，这样每个眼睛看到屏幕的一半，像素减半，视角也不够大。凸透镜4的作用是让液晶屏幕2的画面变成距离人的眼睛超过25公分的虚像，由于正常视力不能在过近距离看清物体，这个距离通常是10公分以内。 

在图2，图3中，本实用新型的原理是在0CULUS RIFT产品基础上加以改进。首先外壳1变为固定外壳6和活动外壳7的组合，与使用者面部接触的一侧是固定外壳6，内侧有液晶屏幕2的是活动外壳7，两个外壳相对，形成封闭腔体，并且活动外壳7可以相对固定外壳6滑动，这样一方面可以在携带时减少本实用新型的尺寸，另一方面，可以调节液晶屏幕2到双眼的距离，适应不同视力的人使用，让近视患者不戴眼镜也能使用。固定外壳6的两侧还连接了用于方便使用者佩戴的头带5。活动外壳7上还设置了液晶屏幕2的屏幕信号接口8，用于连接手机或者电脑等视频信号来源，使得液晶屏幕2做为图像显示的终端，这个信号接口可以是HDMI等制式的。 

图4中所示是本实用新型的成像原理示意图，显示了其内部的结构。活动外壳7的内侧有液晶屏幕2，固定外壳6的与使用者面部接触的一侧设置有左右两个液晶屏9，这两个液晶屏9不同于液晶屏幕2，液晶屏9不显示具体的图像，是只有透明和不透明两种状态的 元件，利用了液晶通电变黑，反向通电变透明的特性。两个液晶屏9与图5中的主动快门控制器10组成了主动快门，这是一个成熟的技术，通常见到的是主动快门式3D眼镜，在此把主动快门式3D眼镜的主动快门作为组件引入到本实用新型所以简称主动快门。主动快门控制器10实际是能与液晶屏幕2刷新频率保持同步的方波信号发生器，给两个液晶屏9输出反相的信号，使得两个液晶屏9交替的转换状态，即一个液晶屏9透明的时候另一个不透明，这样双眼会交替看到外部的图像。由于主动快门技术是成熟技术，其具体电路原理在此不做赘述。通常，液晶屏幕2以120Hz的较高频率刷新图像，交替切换两个不同角度的图像，同时由于人的双眼被主动快门的两个液晶屏9交替遮挡，因此两个角度的图像分别进入左右眼睛，由于视觉暂留的生理特征，双眼虽然分别看到60Hz刷新的画面，但已经是不闪烁的稳定画面，因而人的眼睛看到的是立体影像。在每个液晶屏9的内侧贴近液晶屏9的位置设置有一个凸透镜4，使用者的每只眼睛透过一个液晶屏9后又透过一个凸透镜4看到液晶屏幕2。而且与图1所示不同的是，这里没有遮光罩3，每个凸透镜4的轴线向液晶屏幕2的中心线偏转一个微小的角度，确保使用者的每只眼睛看到的是整个液晶屏幕2，而不是液晶屏幕2的一半。这样，避免了通过划分屏幕造成的视角减小，像素减半的弊端，利用了主动快门技术的液晶分时原理，让使用者的每只眼睛都可以看到整个液晶屏幕2的宽广画面。需要说明的一点是，OCULUS RIFT公司的虚拟现实眼镜的凸透镜4的焦距一般在4到5公分之间，本实用新型的焦距会适当加大，确保整个液晶屏幕2的图像能通过凸透镜4进入人的眼睛。 

Claims (1)

1.一种虚拟现实眼镜，由外壳、液晶屏幕、凸透镜、主动快门和头带组成，其特征是：外壳由固定外壳和活动外壳组成，固定外壳和活动外壳形成封闭腔体，活动外壳可以相对固定外壳滑动；活动外壳的内侧有液晶屏幕，主动快门由两个液晶屏和主动快门控制器组成，两个液晶屏位于固定外壳上与使用者面部接触的一侧，每个液晶屏内侧贴近液晶屏的位置设置有一个凸透镜。