CN206946101U - 虚拟现实头戴设备及虚拟现实设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及虚拟现实领域，具体而言，提供了一种虚拟现实头戴设备和虚拟现实设备。该虚拟现实头戴设备包括光学模块、显示模块、处理器、壳体、固定结构和提示装置。光学模块、显示模块、处理器均内置于所述壳体，所述固定结构与所述壳体连接，所述固定结构包括环形固定部，所述提示装置设置于所述环形固定部的内周。所述提示装置与所述处理器连接，被配置为在用户佩戴所述虚拟现实头戴设备时响应所述处理器的控制对用户头部产生挤压力。本实用新型可以在用户使用虚拟现实设备身体发生倾斜时通过提示装置提示用户纠正身体，防止用户摔倒。

Description

虚拟现实头戴设备及虚拟现实设备

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实领域，具体而言，涉及一种虚拟现实头戴设备及虚拟现实设备。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，令使用者沉浸到该环境中。目前市面上最常见的虚拟现实设备为VR眼镜，用户带上VR眼镜之后，由于大脑神经系统被VR眼镜所带来的视觉信息所欺骗，用户的身体会产生不平衡的现象，比如在虚拟场景中，用户置身于太空或者天空中，用户产生恐惧的心理，身体不受控制容易跌倒，易造成安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种虚拟现实头戴设备及虚拟现实设备，在用户身体发生失衡或者要跌倒前向用户产生提示，以提示用户调整身体平衡状态。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下所述：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种虚拟现实头戴设备，所述虚拟现实头戴设备包括光学模块、显示模块、处理器、壳体、固定结构和提示装置，所述光学模块、显示模块、处理器均内置于所述壳体，所述固定结构与所述壳体连接，所述固定结构包括环形固定部，所述提示装置设置于所述环形固定部的内周，所述提示装置与所述处理器连接，被配置为在用户佩戴所述虚拟现实头戴设备时响应所述处理器的控制对用户头部产生挤压力。

进一步地，所述提示装置包括电机驱动器、直线电机和缓冲头，所述直线电机通过电机驱动器与所述处理器连接，所述缓冲头套设在所述直线电机的推杆的一端。

进一步地，所述缓冲头采用硅胶材料制作而成。

进一步地，所述直线电机和缓冲头的数量为多个，每个所述直线电机对应一个所述缓冲头，所述多个直线电机均匀地分布在所述环形固定部的内周。

进一步地，所述提示装置包括气泵和气囊，所述气泵与所述处理器电连接，所述气囊与所述气泵连接，所述气泵被配置为向所述气囊充气以使所述气囊对用户头部产生挤压力。

进一步地，所述气囊的数量为多个，所述多个气囊均匀地分布在所述环形固定部的内周。

进一步地，所述虚拟现实头戴设备还包括陀螺仪和加速度计，所述陀螺仪和加速度计内置于所述壳体，所述陀螺仪和加速度计均与所述处理器电连接，所述陀螺仪被配置为感测用户头部在三轴空间坐标系中的偏移角度并将所述偏移角度发送至所述处理器，所述加速度计被配置为感测用户头部的加速度并将所述加速度发送至所述处理器，所述处理器被配置为根据所述偏移角度和加速度计算用户头部的偏移方向，控制与用户头部偏移方向对应的提示装置产生提示力。

进一步地，所述固定结构与所述壳体为一体结构，所述固定结构采用塑胶材料制作而成，所述固定结构开设有用于容纳所述提示装置的容纳腔。

进一步地，所述固定结构与所述壳体可拆卸地连接，所述固定结构采用聚酯纤维材料制作而成，所述固定结构为中空结构，所述气泵和气囊内置于所述固定结构。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种虚拟现实设备，所述虚拟现实设备包括座椅和虚拟现实头戴设备，所述虚拟现实头戴设备包括光学模块、显示模块、处理器、壳体、固定结构和提示装置，所述光学模块、显示模块、处理器均内置于所述壳体，所述固定结构与所述壳体连接，所述固定结构包括环形固定部，所述提示装置设置于所述环形固定部的内周，所述提示装置与所述处理器连接，被配置为在用户佩戴所述虚拟现实头戴设备时响应所述处理器的控制对用户头部产生挤压力。

本实用新型实施例提供了一种虚拟现实头戴设备和虚拟现实设备，该虚拟现实头戴设备包括光学模块、显示模块、处理器、壳体、固定结构和提示装置。光学模块、显示模块、处理器均内置于所述壳体，所述固定结构与所述壳体连接，所述固定结构包括环形固定部，所述提示装置设置于所述环形固定部的内周。所述提示装置与所述处理器连接，被配置为在用户佩戴所述虚拟现实头戴设备时响应所述处理器的控制对用户头部产生挤压力。本实用新型实施例可以在用户使用虚拟现实设备身体发生倾斜时通过提示装置提示用户纠正身体，防止用户摔倒。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的虚拟现实头戴设备的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的虚拟现实头戴设备的电气连接示意图。

图3是本实用新型提供的提示装置的结构示意图。

图4是本实用新型提供的虚拟现实头戴设备的电气连接示意图。

图5是本实用新型实施例另一实施方式提供的虚拟现实头戴设备的电气结构示意图。

图6是本实用新型实施例另一实施方式提供的虚拟现实头戴设备的结构示意图。

图标：10-虚拟现实头戴设备；11-壳体；12-固定结构；121-环形固定部；13-提示装置；131-电机驱动器；132-直线电机；1321-推杆；133-缓冲头；134-气泵；135-气囊；14-处理器；15-陀螺仪；16-加速度计；20-虚拟现实头戴设备。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参照图1，是本实用新型实施例提供的虚拟现实头戴设备10的结构示意图，该虚拟现实头戴设备10包括光学模块、显示模块、处理器、壳体11和固定结构12。光学模块、显示模块、处理器均内置于壳体11中，由于光学模块和显示模块均为现有技术，此处不做赘述。固定结构12为用于固定在用户头部的结构，固定结构12包括环形固定部121，用于与用户的头部接触。在环形固定部121的内周设置有提示装置13，提示装置13与处理器连接，该提示装置13被配置为在用户佩戴所述虚拟现实头戴设备10时响应所述处理器的控制对用户头部产生挤压力。

由于用户在使用虚拟现实设备时，大脑受到用户眼镜看到的虚拟景象欺骗，在某些特定的虚拟场景中，比如深处高楼、过独木桥、遨游太空等，大脑会向用户的肢体发出错误的控制以企图用户调整平衡，此时，在现实世界中，用户身体会出现倾斜或者东倒西歪的状况。本实用新型实施例提供的虚拟现实头戴设备10，提示装置13向用户的头部产生挤压力，以提示用户正在向产生挤压力的方向倾斜，以便于用户感受到挤压力之后调整身体恢复平衡。容易理解的，提示装置13能够在环形固定部121的多个部位产生挤压力，以便于针对不同的方向提示用户。

作为一种实施方式，请参照图2，是本实用新型实施例提供的虚拟现实头戴设备10的电气连接示意图，该虚拟现实头戴设备10还包括陀螺仪15和加速度计16。所述陀螺仪15和加速度计16内置于壳体11，所述陀螺仪15和加速度计16均与处理器14电连接。所述陀螺仪15被配置为感测用户头部在三轴空间坐标系中的偏移角度并将所述偏移角度发送至处理器14。所述加速度计16被配置为感测用户头部的加速度并将所述加速度发送至处理器14。所述处理器14被配置为根据所述偏移角度和加速度计算用户头部的偏移方向，控制与用户头部偏移方向对应的提示装置13产生挤压力。陀螺仪15和加速度计16可以采用现有通用的陀螺仪和加速度计，处理器14可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP))、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

请参照图1，本实用新型实施例提供的虚拟现实头戴设备10的固定结构12与壳体11为一体结构，固定结构12采用塑胶材料制作而成，例如聚乙烯材料、聚丙烯材料、聚氯乙烯材料等。在固定结构12上开设有容纳腔(图未示)，用以容纳提示装置13。作为一种实施方式，请参照图3，是提示装置13的结构示意图，提示装置13包括电机驱动器131、直线电机132和缓冲头133。直线电机132通过电机驱动器131与所述处理器14连接，缓冲头133套设在直线电机132的推杆1321的一端，容易理解的，缓冲头133朝向用户的头部，可伸出地容纳在容纳腔内。请参照图4，是该实施方式中，虚拟现实头戴设备10的电气连接示意图。需要说明的是，在本实施例中，直线电机132和缓冲头133的数量均为多个，电机驱动器131的数量可以为一个或者多个，当电机驱动器131的数量为一个时，该电机驱动器131与所有直线电机132均连接。每个直线电机132的推杆1321上均套设有缓冲头133，多个直线电机132均匀地分布在环形固定部121的内周，比如，当直线电机132的个数为4个时，4个直线电机132间隔90°设置，当直线电机132的个数为8个时，8个直线电机132间隔45°设置，以保证准确地提示用户倾斜的位置和方向。

当处理器14计算出用户的身体朝某一方向倾斜时，通过电机驱动器131向该方向对应的直线电机132发送驱动信号，驱动该直线电机132的推杆1321伸出容纳腔，抵持在用户的头部，以向用户的头部产生挤压力。缓冲头133用于提供与用户头部更大的接触面积，防止用户头部被推杆1321挤压产生疼痛，优选的，缓冲头133采用硅胶材料制作而成，硅胶材料质地较软，用户触感更好，且无毒无味。

作为另外一种实施方式，请参照图5，是虚拟现实头戴设备20的电气结构示意图，在该实施方式中，提示装置13包括气泵134和气囊135，该气泵134与处理器14电连接，气囊135与气泵134连接，气泵134被配置为向气囊135充气以使所述气囊135对用户头部产生挤压力。需要说明的是，在本实施例中，气囊135的数量为多个，多个气囊135均匀地分布在环形固定部121的内周，比如，当气囊135的个数为4个时，4个气囊135间隔90°设置，当气囊135的个数为8个时，8个气囊135间隔45°设置，以保证准确地提示用户倾斜的位置和方向。气泵134的数量可以为一个或者多个，当气泵134的数量为一个时，气泵134与所有气囊135均连接。

当处理器14计算出用户的身体朝某一方向倾斜时，向气泵134发送充气信号，向该方向对应的气囊135充气，气囊135充气之后变大，伸出容纳腔，抵持在用户的头部，以向用户的头部产生挤压力。

请参照图6，作为另一种实施方式，固定结构12与壳体11之间可拆卸地连接，例如，固定结构12与壳体11之间可以通过卡扣卡接。固定结构12采用聚酯纤维材料制作而成，为柔性、中空结构，气泵134和气囊135内置于固定结构12。柔性的固定结构12质量较轻，便于调节尺寸，且成本低廉，易于更换。

本实用新型实施例还提供了一种虚拟现实设备，该虚拟现实设备包括座椅和以上所述的虚拟现实头戴设备，座椅为现有通用的虚拟现实座椅，例如具有三自由度电缸，能够在三自由度方向摇晃的观影座椅，本实用新型对此不做限定。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种虚拟现实头戴设备和虚拟现实设备，该虚拟现实头戴设备包括光学模块、显示模块、处理器、壳体、固定结构和提示装置。光学模块、显示模块、处理器均内置于所述壳体，所述固定结构与所述壳体连接，所述固定结构包括环形固定部，所述提示装置设置于所述环形固定部的内周。所述提示装置与所述处理器连接，被配置为在用户佩戴所述虚拟现实头戴设备时响应所述处理器的控制对用户头部产生挤压力。本实用新型实施例可以在用户使用虚拟现实设备身体发生倾斜时通过提示装置提示用户纠正身体，防止用户摔倒。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种虚拟现实头戴设备，其特征在于，所述虚拟现实头戴设备包括光学模块、显示模块、处理器、壳体、固定结构和提示装置，所述光学模块、显示模块、处理器均内置于所述壳体，所述固定结构与所述壳体连接，所述固定结构包括环形固定部，所述提示装置设置于所述环形固定部的内周，所述提示装置与所述处理器连接，被配置为在用户佩戴所述虚拟现实头戴设备时响应所述处理器的控制对用户头部产生挤压力。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实头戴设备，其特征在于，所述提示装置包括电机驱动器、直线电机和缓冲头，所述直线电机通过电机驱动器与所述处理器连接，所述缓冲头套设在所述直线电机的推杆的一端。

3.根据权利要求2所述的虚拟现实头戴设备，其特征在于，所述缓冲头采用硅胶材料制作而成。

4.根据权利要求3所述的虚拟现实头戴设备，其特征在于，所述直线电机和缓冲头的数量为多个，每个所述直线电机对应一个所述缓冲头，所述多个直线电机均匀地分布在所述环形固定部的内周。

5.根据权利要求1所述的虚拟现实头戴设备，其特征在于，所述提示装置包括气泵和气囊，所述气泵与所述处理器电连接，所述气囊与所述气泵连接，所述气泵被配置为向所述气囊充气以使所述气囊对用户头部产生挤压力。

6.根据权利要求5所述的虚拟现实头戴设备，其特征在于，所述气囊的数量为多个，所述多个气囊均匀地分布在所述环形固定部的内周。

7.根据权利要求1-6任一项所述的虚拟现实头戴设备，其特征在于，所述虚拟现实头戴设备还包括陀螺仪和加速度计，所述陀螺仪和加速度计内置于所述壳体，所述陀螺仪和加速度计均与所述处理器电连接，所述陀螺仪被配置为感测用户头部在三轴空间坐标系中的偏移角度并将所述偏移角度发送至所述处理器，所述加速度计被配置为感测用户头部的加速度并将所述加速度发送至所述处理器，所述处理器被配置为根据所述偏移角度和加速度计算用户头部的偏移方向，控制与用户头部偏移方向对应的提示装置产生提示力。

8.根据权利要求7所述的虚拟现实头戴设备，其特征在于，所述固定结构与所述壳体为一体结构，所述固定结构采用塑胶材料制作而成，所述固定结构开设有用于容纳所述提示装置的容纳腔。

9.根据权利要求5或6所述的虚拟现实头戴设备，其特征在于，所述固定结构与所述壳体可拆卸地连接，所述固定结构采用聚酯纤维材料制作而成，所述固定结构为中空结构，所述气泵和气囊内置于所述固定结构。

10.一种虚拟现实设备，其特征在于，所述虚拟现实设备包括座椅和虚拟现实头戴设备，所述虚拟现实头戴设备包括光学模块、显示模块、处理器、壳体、固定结构和提示装置，所述光学模块、显示模块、处理器均内置于所述壳体，所述固定结构与所述壳体连接，所述固定结构包括环形固定部，所述提示装置设置于所述环形固定部的内周，所述提示装置与所述处理器连接，被配置为在用户佩戴所述虚拟现实头戴设备时响应所述处理器的控制对用户头部产生挤压力。