CN204408543U - 一种3d实景的虚拟现实模拟显示设备 - Google Patents

Abstract

一种3D实景的虚拟现实模拟显示设备，涉及3D显示设备技术领域。该设备包括用于获取使用者各种操作动作的操控装置、根据使用者头部动作显示3D画面的显示装置以及操作台，所述操作台内部设有进行数据处理的系统主机，所述系统主机分别与操控装置、显示装置连接。本实用新型能根据使用者的控制实现3D实景的模拟显示，且操控体验好、显示效果佳。

Description

一种3D实景的虚拟现实模拟显示设备

技术领域

本实用新型涉及3D显示设备技术领域，具体涉及一种3D实景的虚拟现实模拟显示设备。

背景技术

在大型展馆、园区或其他特殊场景的介绍、展示中，通常采用的是大型液晶屏或投影显示。随着3D技术的不断发展，也逐渐将3D显示技术运用到大型展馆、园区等场景的介绍及展示中。目前的3D展示多采用3D显示器配以3D立体眼镜，人们通过各自佩戴的3D立体眼镜可以共同观看到由3D显示器显示的3D画面。该种展示方式虽然能满足3D画面的显示，但对于不同的观景者来说，无法进行观景控制，个性化操作差，例如，有的人仅对场景的某角度或某方向感兴趣而有的人却对另一角度或方向的场景感兴趣，又或者说有的人对观景的移动速度有所要求，但共同展示的3D画面无法满足个性化要求，观景操控性差，人机交互性差。因此，设计一种能满足观景者个性化操作及显示的3D模拟显示设备，是我们现今亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种3D实景的虚拟现实模拟显示设备，能根据使用者的控制实现3D实景的模拟显示，且操控体验好、显示效果佳。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：提供一种3D实景的虚拟现实模拟显示设备，包括用于获取使用者各种操作动作的操控装置、根据使用者头部动作显示3D画面的显示装置以及操作台，所述操作台内部设有进行数据处理的系统主机，所述系统主机分别与操控装置、显示装置连接。

在上述技术方案的基础上，所述操控装置包括控制移动方向的方向控制器、控制移动状态的移动控制器和获取使用者手部动作的姿态传感器；所述方向控制器固定于操作台，并位于使用者手臂操作范围内；所述姿态传感器放置于操作台上，并位于方向控制器的一侧；所述移动控制器设于方向控制器下方，并位于使用者脚部操作范围内。

在上述技术方案的基础上，所述方向控制器为方向盘；所述移动控制器为刹车和油门。

在上述技术方案的基础上，所述显示装置包括设有两观察孔的固定座和设于固定座前端的机壳，所述机壳内部设有感知头部动作的数字陀螺仪、显示两个球形画面的显示屏和用于观察球形画面的观察镜，所述显示屏和观察镜均平行于固定座设置，且观察镜位于显示屏的后方。

在上述技术方案的基础上，所述观察镜包括一镜架和两圆形镜框，两圆形镜框的顶部通过一瞳距调节组件连接，两圆形镜框嵌装于镜架内，并被一压盖压紧；两圆形镜框内分别设有单面凸透镜；所述镜架还设有调整镜架与显示屏之间距离的视距调节组件。

在上述技术方案的基础上，所述瞳距调节组件包括两个相对设置的齿条和设于两个齿条间的齿轮，两个齿条分别固定于两圆形镜框顶部，所述齿轮连接一竖向设置的调节杆，该调节杆的上端伸出机壳的顶壁；所述视距调节组件包括设于镜架左侧壁、右侧壁的两齿条，每个齿条连接一带有齿轮的竖杆，两个竖杆通过蜗轮和蜗杆连接，且蜗杆的一端伸出机壳的侧壁。

在上述技术方案的基础上，所述机壳内还设有显示屏固定板，所述显示屏固定板朝向观察镜的一侧面固定有显示屏，另一侧面设有两凹槽，所述两凹槽内分别固定有陀螺仪和显示屏驱动板。

在上述技术方案的基础上，所述显示装置和系统主机均设有无线模块，两者通过无线模块进行无线通信。

在上述技术方案的基础上，所述显示装置连接有两根呈T型设置的松紧带，所述松紧带与显示装置组成3D显示头盔。

在上述技术方案的基础上，所述操作台还设有供使用者坐的座椅，且操作台的前端还设有供外界观看的外部显示屏。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型中设置有操控装置，使用者可通过操控装置对想要显示的画面进行全面控制。该控制装置包括方向控制器、移动控制器和姿态传感器，其中，方向控制器、移动控制器能对显示画面中的移动方向和移动状态进行控制，控制更精准；姿态传感器能感应使用者的手部动作，无需直接触碰即可进行浮动控制操作，对于佩戴着3D显示头盔进行3D画面观看的使用者来说，可避免因无法观察到现实环境中的设置而难于进行操作的问题，控制更方便、更人性化，满足了个性化操作要求，使得人机交互体验好。

2、本实用新型中设置有带有数字陀螺仪的显示装置，能获取使用者的头部动作，根据该动作进行观察视角的选择，再配以能显示两个球形画面的显示屏和两个单面凸透镜，使得观察到的显示画面呈360°的全景，显示效果佳，实景体验好，真实感强。

3、本实用新型中，显示装置的观察镜设有瞳距调节组件和视距调节组件，能根据使用者的情况进行瞳距和视距的调节，不仅保证了3D画面的显示质量，而且调节方便，操作简单。

4、本实用新型中，显示装置与两根呈T型设置的松紧带连接，组成3D显示头盔，使用者可直接佩戴该3D显示头盔进行观看及操作。松紧带的设置不仅适合各种人群佩戴，佩戴方便、快捷，而且成本低。

5、本实用新型中，操作台设有座椅，使用者可坐在座椅上进行操作，舒适感强；另外，操作台的前端设有供外界观看的外部显示屏，使用者之外的人能通过该屏幕进行观看，展示范围广。

6、本实用新型主要用于大型展馆、园区或其他特殊场景的介绍、展示中，但同时也为其它需3D显示的应用领域提供了支持，例如可适用于游戏、影视等，应用范围广泛。

附图说明

图1为本实用新型3D实景的虚拟现实模拟显示设备的结构示意图；

图2为3D显示头盔的结构示意图；

图3为图2的分解示意图；

图4为两圆形镜框进行瞳距调节的示意图；

图5为镜架进行视距调节的示意图。

附图标记：

1－操作台，11－系统主机；

2－操控装置，21－方向控制器，22－移动控制器，23－姿态传感器；

3－显示装置，31－固定座，32－机壳，33－数字陀螺仪，34－显示屏，35－观察镜，351－镜架，352－圆形镜框，353－压盖，354－单面凸透镜，355－瞳距调节组件，356－视距调节组件，36－显示屏固定板，37－显示屏驱动板，38－端盖；

4－松紧带；5－座椅；6－外部显示屏。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种3D实景的虚拟现实模拟显示设备，包括操作台1、操控装置2和显示装置3；所述操作台1内部设有系统主机11，所述系统主机11分别与操控装置2、显示装置3连接，用于根据操作指令和显示指令对显示画面进行数据处理，并将处理后的画面信息传递给显示装置3显示；所述操控装置2设于操作台1，用于获取使用者的各种操作动作，并将各种操作指令传输给系统主机11使用；所述显示装置3用于获取使用者的头部动作，并将对应的显示指令发给系统主机11，同时显示经系统主机11处理后的画面。优选的，所述显示装置3和系统主机11均设有无线模块，两者通过无线模块进行无线通信，显示装置3还连接有两根呈T型设置的松紧带4，松紧带4与显示装置3组成3D显示头盔，使用者可直接佩戴3D显示头盔进行观看及操作；并且，所述操作台1还设有座椅5，使用者可坐在座椅5上进行操作，舒适感强，且操作台1的前端设有外部显示屏6，使用者之外的人能通过该屏幕进行观看，展示范围广。

如图1所示，所述操控装置2包括方向控制器21、移动控制器22和姿态传感器23。所述方向控制器21固定于操作台1，并位于使用者手臂操作范围内，用于控制显示画面中的移动方向；所述移动控制器22设于方向控制器21下方，并位于使用者脚部操作范围内，用于控制显示画面中的移动状态；所述姿态传感器23放置于操作台1上，并位于方向控制器21的一侧，用于获取使用者手部动作。本实施例中，方向控制器21优选为方向盘；移动控制器22优选为刹车和油门。

如图2和图3所示，所述显示装置3包括设有两观察孔的固定座31和设于固定座31前端的机壳32。所述机壳32内部设有感知头部动作的数字陀螺仪33、显示两个球形画面的显示屏34、用于观察球形画面的观察镜35和固定显示屏34的显示屏固定板36，所述显示屏34和观察镜35均平行于固定座31设置，且观察镜35位于显示屏34的后方。机壳32的前端铰接有端盖38，可方便对内部零件进行维修和更换。

其中，显示屏固定板36朝向观察镜35的一侧面固定显示屏34，另一侧面设有两凹槽，所述两凹槽内分别固定有陀螺仪33和显示屏驱动板37，本实施例中，陀螺仪33的尺寸设计为3cm×3cm，较一般7cm×9cm的陀螺仪33来说，体积更小，更轻便。所述观察镜35包括一镜架351和两圆形镜框352，两圆形镜框352的顶部通过一瞳距调节组件355连接，两圆形镜框352嵌装于镜架351内，并被一压盖353压紧；两圆形镜框352内分别设有单面凸透镜354；所述镜架351还设有调整镜架351与显示屏34之间距离的视距调节组件356。

如图4所示，所述瞳距调节组件355包括两个相对设置的齿条和设于两个齿条间的齿轮，两个齿条分别固定于两圆形镜框352顶部，所述齿轮连接一竖向设置的调节杆，该调节杆的上端伸出机壳32的顶壁。使用时，通过旋转调节杆上端，使得齿轮带动两齿条进行相向运动，从而令两圆形镜框352相互靠拢或分开，实现瞳距调节。本实施例中，瞳距调节的范围为10mm。

如图5所示，所述视距调节组件356包括设于镜架351左侧壁、右侧壁的两齿条，每个齿条连接一带有齿轮的竖杆，两个竖杆通过蜗轮和蜗杆连接，且蜗杆的一端伸出机壳32的侧壁。使用时，通过旋转蜗杆伸出机壳32的一端，使得蜗轮带动两竖杆转动，从而令齿轮带动两齿条进行前后运动，镜架351相对显示屏34前后移动，实现视距调节。本实施例中，视距调节的范围为10mm。

利用本3D实景的虚拟现实模拟显示设备进行展示时，首先，使用者坐在座椅5上，并佩戴好3D显示头盔，此时，显示屏34显示一左一右两个球形画面，两个画面透过两块单面凸透镜354分别进入到使用者的左眼、右眼，使用者的大脑将所获取的两个画面经过计算后合成一幅3D立体图像，从而令使用者能观看到360°全景的3D立体画面；然后，使用者可通过方向控制器21、移动控制器22和姿态传感器23来实现对显示画面的移动控制和选择，同时还可通过头部的动作来进行观察视角的选择，系统主机11根据所获取的各种操作指令和显示指令对显示画面进行数据处理，并将处理后的画面信息实时反馈给显示装置3显示。整个展示过程的人机交互体验好，舒适性高，显示效果佳。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D实景的虚拟现实模拟显示设备，其特征在于：包括用于获取使用者各种操作动作的操控装置(2)、根据使用者头部动作显示3D画面的显示装置(3)以及操作台(1)，所述操作台(1)内部设有进行数据处理的系统主机(11)，所述系统主机(11)分别与操控装置(2)、显示装置(3)连接。

2.如权利要求1所述的3D实景的虚拟现实模拟显示设备，其特征在于：所述操控装置(2)包括控制移动方向的方向控制器(21)、控制移动状态的移动控制器(22)和获取使用者手部动作的姿态传感器(23)；所述方向控制器(21)固定于操作台(1)，并位于使用者手臂操作范围内；所述姿态传感器(23)放置于操作台(1)上，并位于方向控制器(21)的一侧；所述移动控制器(22)设于方向控制器(21)下方，并位于使用者脚部操作范围内。

3.如权利要求2所述的3D实景的虚拟现实模拟显示设备，其特征在于：所述方向控制器(21)为方向盘；所述移动控制器(22)为刹车和油门。

4.如权利要求1所述的3D实景的虚拟现实模拟显示设备，其特征在于：所述显示装置(3)包括设有两观察孔的固定座(31)和设于固定座(31)前端的机壳(32)，所述机壳(32)内部设有感知头部动作的数字陀螺仪(33)、显示两个球形画面的显示屏(34)和用于观察球形画面的观察镜(35)，所述显示屏(34)和观察镜(35)均平行于固定座(31)设置，且观察镜(35)位于显示屏(34)的后方。

5.如权利要求4所述的3D实景的虚拟现实模拟显示设备，其特征在于：所述观察镜(35)包括一镜架(351)和两圆形镜框(352)，两圆形镜框(352)的顶部通过一瞳距调节组件(355)连接，两圆形镜框(352)嵌装于镜架(351)内，并被一压盖(353)压紧；两圆形镜框(352)内分别设有单面凸透镜(354)；所述镜架(351)还设有调整镜架(351)与显示屏(34)之间距离的视距调节组件(356)。

6.如权利要求5所述的3D实景的虚拟现实模拟显示设备，其特征在于：所述瞳距调节组件(355)包括两个相对设置的齿条和设于两个齿条间的齿轮，两个齿条分别固定于两圆形镜框(352)顶部，所述齿轮连接一竖向设置的调节杆，该调节杆的上端伸出机壳(32)的顶壁；所述视距调节组件(356)包括设于镜架(351)左侧壁、右侧壁的两齿条，每个齿条连接一带有齿轮的竖杆，两个竖杆通过蜗轮和蜗杆连接，且蜗杆的一端伸出机壳(32)的侧壁。

7.如权利要求4所述的3D实景的虚拟现实模拟显示设备，其特征在于：所述机壳(32)内还设有显示屏固定板(36)，所述显示屏固定板(36)朝向观察镜(35)的一侧面固定有显示屏(34)，另一侧面设有两凹槽，所述两凹槽内分别固定有陀螺仪(33)和显示屏驱动板(37)。

8.如权利要求1所述的3D实景的虚拟现实模拟显示设备，其特征在于：所述显示装置(3)和系统主机(11)均设有无线模块，两者通过无线模块进行无线通信。

9.如权利要求1所述的3D实景的虚拟现实模拟显示设备，其特征在于：所述显示装置(3)连接有两根呈T型设置的松紧带(4)，所述松紧带(4)与显示装置(3)组成3D显示头盔。

10.如权利要求1所述的3D实景的虚拟现实模拟显示设备，其特征在于：所述操作台(1)还设有供使用者坐的座椅(5)，且操作台(1)的前端还设有供外界观看的外部显示屏(6)。