CN211236459U - 一种虚拟现实显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种虚拟现实显示装置，包括处理器、壳体和安装于所述壳体中的显示机构、透镜、透镜左右调节机构、透镜前后调节机构、眼球位置检测机构、眼球晶状体焦距检测机构；所述透镜左右调节机构与所述透镜相连，用于调节所述透镜在左右方向上的位置，所述透镜前后调节机构与所述透镜相连，用于调节所述透镜在前后方向上的位置；所述眼球位置检测机构用于检测眼球位置，所述眼球晶状体焦距检测机构用于检测眼球晶状体焦距；所述透镜设置于所述显示机构之前；所述处理器根据接收的眼球位置信号和焦距信号，控制所述显示机构显示VR内容。该虚拟现实显示装置解决了显示的内容与使用者眼球交互不足而产生的眩晕等影响使用者体验的问题。

Description

一种虚拟现实显示装置

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种虚拟现实显示装置。

背景技术

目前市场上已有的头戴式虚拟现实显示设备普遍采用双目立体显示，显示的内容大都为制作好的视频流或模型，内容的显示与人的眼睛没有很好的交互，导致长期佩戴虚拟显示显示设备后会产生眩晕，大大影响了使用体验。

为此，MagicLeap通过控制光纤快速移动扫描来模拟自然广场，给观察者传输更多的信息，希望借此混淆观察者视觉感官提升虚拟现实观察体验，但是目前对于光纤快速移动扫描控制的精度难以把握使得虚拟现实内容呈现的效果不佳，且该设备成本高、难以小型化。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种低成本的不会产生眩晕的虚拟现实显示装置。

实用新型内容

分析发现，使用者眼球位置和焦距会根据使用者想看内容的位置而发生位置变化，解决焦距和使用者眼球位置变化的问题就能很好的解决虚拟现实显示装置显示的内容与使用者眼球交互不足而产生的眩晕等影响使用者体验的问题。

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供一种虚拟现实显示装置，包括处理器、壳体和安装于所述壳体中的显示机构、透镜、透镜左右调节机构、透镜前后调节机构、眼球位置检测机构、眼球晶状体焦距检测机构；所述透镜左右调节机构与所述透镜相连，用于调节所述透镜在左右方向上的位置，所述透镜前后调节机构与所述透镜相连，用于调节所述透镜在前后方向上的位置；所述眼球位置检测机构用于检测眼球位置，所述眼球晶状体焦距检测机构用于检测眼球晶状体焦距；所述透镜设置于所述显示机构之前；所述处理器根据接收的眼球位置信号和焦距信号，控制所述显示机构显示VR内容。

进一步的，还包括反射玻璃，所述反射玻璃设置于所述透镜之前，所述反射玻璃能将眼球处的光线反射到所述眼球位置检测机构和所述眼球晶状体焦距检测机构处。

进一步的，所述反射玻璃为两块，所述眼球晶状体焦距检测机构位于一块所述反射玻璃的正下方，包括发射端和接收端，所述发射端用于发射不可见光源，所述不可见光源通过所述反射玻璃反射进入观察者眼睛中，再经过眼球晶状体折射后汇聚在眼球视网膜上形成光斑，所述光斑经所述反射玻璃反射后被所述接收端观测到，所述眼球晶状体焦距检测机构根据观测的所述光斑的形状分析计算得到观察者眼睛此时对应的焦距。

进一步的，所述眼球位置检测机构位于另一块所述反射玻璃的正下方，观察者眼睛的影像经所述反射玻璃反射后到达所述眼球位置检测机构，所述眼球位置检测机构通过对影像的分析确定眼球所在位置。

进一步的，所述透镜左右调节机构和所述透镜前后调节机构为电动调节机构，由所述处理器控制调节。

进一步的，还包括扣带。

本实用新型为解决头戴式虚拟现实显示设备显示的内容与使用者眼球交互不足而产生的眩晕等影响使用者体验的问题，提出了一种检测眼球位置及焦距的虚拟现实显示装置。该装置通过对人眼球位置和焦距的检测实时改变显示内容及显示方法，模拟人眼观看真实实物的体验，使得显示装置能够与使用者眼球达到完美的互动，从而解决眩晕等问题，提升虚拟现实显示装置的显示效果。

附图说明

图1为一个实施例的整体结构图；

图2为眼球晶状体焦距检测原理图；

图3为眼球位置检测原理图。

其中：1、头戴式虚拟现实设备壳体，2、透镜左右调节机构，3、显示机构，4、透镜，5、透镜前后调节机构，6、眼球位置检测机构，7、反射玻璃，8、眼球晶状体焦距检测机构，9、扣带，10、处理器，11、观察者眼睛。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

本实用新型旨在提出一种眼球位置及焦距检测方法，并将该方法用于虚拟现实显示装置中的应用，对于已有的技术，如虚拟现实显示装置中的陀螺仪位置检测等已有技术(Vive，Hololens等虚拟现实显示装置均有此技术)将不做赘述。

所述虚拟现实显示装置一个实施例的整体结构图如图1所示，包括头戴式虚拟现实设备壳体1，透镜左右调节机构2，显示机构3，透镜4，透镜前后调节机构5，眼球位置检测机构6，反射玻璃7，眼球晶状体焦距检测机构8，扣带9，其中反射玻璃7根据光路设置优选为平面反射玻璃。

所述头戴式虚拟现实显示设备整体结构图中各机构连接关系为：壳体1与扣带9连接，并通过扣带9将壳体1及其中的所有部件固定于使用者眼前，且在使用者运动过程中保着设备位置固定不脱落。透镜左右调节机构2、显示机构3、透镜4、透镜前后调节机构5、眼球位置检测机构6、反射玻璃7和眼球晶状体焦距检测机构8均固定于壳体1中，并随壳体1的移动而移动。其中，显示机构3与壳体1刚性连接相对位置不变动。透镜左右调节机构2以及透镜前后调节机构5与透镜4连接，透镜左右调节机构2可以电动调节透镜4在左右方向上的位置，透镜前后调节机构5可以电动调节透镜4在前后方向上的位置。眼球位置检测机构6和眼球晶状体焦距检测机构8分别位于左右反射玻璃7的正下方，使得眼球方向的光线能够通过反射玻璃7的反射后到达眼球位置检测机构6和眼球晶状体焦距检测机构8的位置。

本实用新型所公开的检测眼球焦距的方法原理图如图2所示，包括透镜左右调节机构2，显示机构3，透镜4，透镜前后调节机构5，反射玻璃7，眼球晶状体焦距检测机构8，处理器10，观察者眼睛11。

所述检测眼球焦距的方法原理为：通过眼球晶状体焦距检测机构8的不可见光源发射端发射不可见光源，不可见光源通过反射玻璃7反射后进入观察者眼睛11中，不可见光经过眼球晶状体折射后汇聚在眼球视网膜上形成的光斑形状会根据眼球晶状体焦距的不同而不同，因此通过对眼球晶状体焦距检测机构8的不可见光源接收端观测到的光斑形状分析计算可以得到观察者眼睛11此时对应的焦距。

所述通过检测人眼球的焦距实时的改变显示内容及显示方法的实现方式为：通过图2所示的眼球晶状体焦距检测方法检测到眼球焦距后，便可得出观察者想要观察的点距离相机拍摄点的距离，从而将该点即周围一定范围的物体渲染后清晰呈现，而未对焦的点则可模糊显示，从而模拟出人眼观看远近实物时的运作方式。

本实用新型所公开的所述检测眼球位置的方法原理如图3所示，包括透镜左右调节机构2，显示机构3，透镜4，透镜前后调节机构5，反射玻璃7，眼球位置检测机构6，处理器10，观察者眼睛11。

所述检测眼球位置的方法原理为：观察者眼睛11通过反射玻璃7反射后影像到达眼球位置检测机构6，眼球位置检测机构6通过对影像的分析确定眼球所在位置。

通过检测人眼球的位置实时的改变显示内容及显示方法的实现方式为：通过图3所示的眼球位置检测方法检测到眼球位置后，便可得出观察者想要观察的点在显示机构3中显示的画面中的位置，从而将该位置内的物体渲染后清晰呈现，而其它区域的画面内容则可模糊显示，从而模拟出人眼观看视觉范围内不同位置实物时的运作方式。

所述头戴式虚拟现实显示设备整体结构图中各机构相互配合实现的关系为：使用者将虚拟现实显示装置佩戴于眼前，设备开启后向使用者呈现的VR(虚拟现实)内容在显示机构3中显示，使用者在观看内容的过程中眼球位置检测机构6与眼球晶状体焦距检测机构8一直工作检测眼球位置及焦距。同时将检测到的眼球的位置和焦距信息告知处理器10，处理器10通过对眼球的位置和焦距信息分析得出显示内容中需要渲染清晰显示的部分和模糊显示的部分，控制显示机构3显示VR内容，从而模拟出人眼观看实物时的运作方式。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种虚拟现实显示装置，其特征在于，包括处理器、壳体和安装于所述壳体中的显示机构、透镜、透镜左右调节机构、透镜前后调节机构、眼球位置检测机构、眼球晶状体焦距检测机构；

所述透镜左右调节机构与所述透镜相连，用于调节所述透镜在左右方向上的位置，所述透镜前后调节机构与所述透镜相连，用于调节所述透镜在前后方向上的位置；

所述眼球位置检测机构用于检测眼球位置，所述眼球晶状体焦距检测机构用于检测眼球晶状体焦距；

所述透镜设置于所述显示机构之前；

所述处理器根据接收的眼球位置信号和焦距信号，控制所述显示机构显示VR内容。

2.如权利要求1所述的虚拟现实显示装置，其特征在于，还包括反射玻璃，所述反射玻璃设置于所述透镜之前，所述反射玻璃能将眼球处的光线反射到所述眼球位置检测机构和所述眼球晶状体焦距检测机构处。

3.如权利要求2所述的虚拟现实显示装置，其特征在于，所述反射玻璃为两块，所述眼球晶状体焦距检测机构位于一块所述反射玻璃的正下方，包括发射端和接收端，所述发射端用于发射不可见光源，所述不可见光源通过所述反射玻璃反射进入观察者眼睛中，再经过眼球晶状体折射后汇聚在眼球视网膜上形成光斑，所述光斑经所述反射玻璃反射后被所述接收端观测到，所述眼球晶状体焦距检测机构根据观测的所述光斑的形状分析计算得到观察者眼睛此时对应的焦距。

4.如权利要求3所述的虚拟现实显示装置，其特征在于，所述眼球位置检测机构位于另一块所述反射玻璃的正下方，观察者眼睛的影像经所述反射玻璃反射后到达所述眼球位置检测机构，所述眼球位置检测机构通过对影像的分析确定眼球所在位置。

5.如权利要求1所述的虚拟现实显示装置，其特征在于，所述透镜左右调节机构和所述透镜前后调节机构为电动调节机构，由所述处理器控制调节。

6.如权利要求1所述的虚拟现实显示装置，其特征在于，还包括扣带。

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