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CN109669268A - 虚拟现实镜筒组件和虚拟现实设备 - Google Patents

虚拟现实镜筒组件和虚拟现实设备 Download PDF

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CN109669268A
CN109669268A CN201910143707.0A CN201910143707A CN109669268A CN 109669268 A CN109669268 A CN 109669268A CN 201910143707 A CN201910143707 A CN 201910143707A CN 109669268 A CN109669268 A CN 109669268A
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flapper
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田文红
马占山
井颢然
孙志宇
郑超
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Beijing BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种虚拟现实镜筒组件和虚拟现实设备，属于虚拟现实技术领域。所述虚拟现实镜筒组件包括：透镜、活动挡板和镜筒；所述透镜和活动挡板设置在所述镜筒的一端，所述镜筒的另一端被配置为放置显示组件；所述活动挡板包括大小可变的开孔，所述透镜的光轴穿过所述开孔的中心。本发明通过在镜筒组件中设置包括大小可变的开孔的活动挡板，由该大小可变的开孔来调节人眼的视野范围，使该视野范围与显示组件的显示区域的尺寸匹配，以此来提高虚拟现实镜筒组件的沉浸感。解决了相关技术中VR镜筒组件所能提供的沉浸感较差的问题。达到了提高VR镜筒组件所能提供的沉浸感的效果。

Description

虚拟现实镜筒组件和虚拟现实设备
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，特别涉及一种虚拟现实镜筒组件和虚拟现实设备。
背景技术
虚拟现实(英文：Virtual Reality；简称：VR)镜筒组件是一种应用于虚拟现实设备中的组件，用户能够通过该VR镜筒组件来观察显示组件，以提高VR镜筒组件所能提供的沉浸感。
相关技术中的一种VR镜筒组件包括透镜和镜筒，透镜位于镜筒的一端，镜筒的另一端用于放置显示组件。每种显示组件的显示区域的尺寸对应一种透镜，以保证该显示区域所显示的画面能够尽量充满用户的视野，以提高VR镜筒组件所能提供的沉浸感。
但是，上述VR镜筒组件中，若使用显示区域的面积与透镜不匹配的显示组件时，显示区域所显示的图像难以充满用户的视野，导致VR镜筒组件所能提供的沉浸感较差。
发明内容
本发明实施例提供了一种虚拟现实镜筒组件和虚拟现实设备，能够解决相关技术中VR镜筒组件所能提供的沉浸感较差的问题。所述技术方案如下：
根据本申请的第一方面，提供了一种虚拟现实镜筒组件，所述虚拟现实镜筒组件包括：
透镜、活动挡板和镜筒；
所述透镜和活动挡板设置在所述镜筒的一端，所述镜筒的另一端被配置为放置显示组件；
所述活动挡板包括大小可变的开孔，所述透镜的光轴穿过所述开孔的中心。
可选地，所述活动挡板位于所述透镜靠近所述镜筒的一侧。
可选地，所述活动挡板为虹膜型光圈。
可选地，所述虹膜型光圈包括环形支架和设置在所述环形支架上的多个合页，所述多个合页围成所述开孔。
可选地，所述虹膜型光圈包括套筒，所述环形支架套在所述套筒内，且与所述套筒转动连接，所述环形支架上设置多个导轨，所述多个合页一一对应地装配在所述多个导轨上，所述多个合页分别与所述套筒连接；
其中，当所述套筒旋转时，带动所述多个合页在所述多个导轨上移动，以调节所述开孔的大小。
可选地，所述套筒外壁设置有多个第一轮齿，
所述虹膜型光圈包括调节旋钮，所述调节旋钮上设置有多个第二轮齿，所述第二轮齿与所述第一轮齿啮合。
可选地，所述调节旋钮上设置有多个档位刻度，每个所述档位刻度对应一种尺寸的显示区域。
可选地，所述虚拟现实镜筒组件包括电机，所述电机与所述调节旋钮连接，用于带动所述调节旋钮旋转。
可选地，所述开孔的尺寸在变化时始终位于所述透镜在所述活动挡板上的正投影所在区域中。
可选地，所述镜筒的材料包括聚氯乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物。
可选地，所述镜筒的内壁设置有吸光材料层。
根据本申请的第二方面，提供一种虚拟现实设备，所述虚拟现实设备包括至少一个第一方面所述的虚拟现实镜筒组件。
可选地，所述虚拟现实设备包括两个所述虚拟现实镜筒组件和与所述虚拟现实镜筒组件一一对应的两个显示组件。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过在镜筒组件中设置包括大小可变的开孔的活动挡板，由该大小可变的开孔来调节人眼的视野范围，使该视野范围与显示组件的显示区域的尺寸匹配，以此来提高虚拟现实镜筒组件的沉浸感。解决了相关技术中VR镜筒组件所能提供的沉浸感较差的问题。达到了提高VR镜筒组件所能提供的沉浸感的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明实施例示出的一种虚拟现实镜筒组件的结构示意图；
图2是发明实施例提供的另一种虚拟现实镜筒组件的结构示意图；
图3是图2所示的虚拟现实镜筒组件中一种活动挡板的右视结构示意图；
图4是图2所示的虚拟现实镜筒组件中一种活动挡板的左视结构示意图；
图5是图4所示的活动挡板中的套筒沿顺时针方向旋转后的结构示意图；
图6是本发明实施提供的虚拟现实镜筒组件中活动挡板和镜筒的立体结构示意图；
图7是图2所示的虚拟现实镜筒组件的立体结构示意图；
图8是本发明实施例提供的虚拟现实镜筒组件与两种显示区域尺寸不同的显示组件配合的结构示意图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术。虚拟现实设备为一种应用了虚拟现实技术的设备，其用于向用户提供虚拟现实的观看体验。
在虚拟现实技术中，双目立体视觉起着较大的作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的，显示在不同的显示屏上。用户带上经过光学设计的虚拟现实设备(如VR眼镜)后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像。奇、偶帧之间的不同(也就是视差)就使用户产生了立体的观感。由于人眼并不是直接观看屏幕，而是通过透镜等光学元件间接观察，为了获得更好的沉浸感和视觉效果，都会针对屏幕进行光路设计，已达到最佳的体验效果。
虚拟现实设备通常包括两个虚拟现实镜筒组件以及与每个虚拟现实镜筒组件匹配的显示屏，用于分别向人的双眼提供图像的显示。每个虚拟现实镜筒组件都包括显示屏和设置在显示屏上的透镜，人眼透过透镜观看显示屏。其中，透镜可以改变显示屏所显示的画面在人眼中所占的范围，以提高虚拟现实设备的沉浸感。
但是，对于显示区域尺寸不同的显示屏，都需要不同参数(该参数可以包括焦距和尺寸等)的透镜与其匹配，以使显示屏所显示的画面能够尽量占满用户的视野。这使得每个虚拟现实镜筒组件仅能够与一种显示屏匹配，若使用显示区域尺寸不同的显示屏，则会大大降低用户的沉浸感。
本发明实施例提供了一种虚拟现实镜筒组件和虚拟现实设备，可以解决上述相关技术中存在的问题。
图1是本发明实施例示出的一种虚拟现实镜筒组件的结构示意图。该虚拟现实镜筒组件可以包括：
透镜11、活动挡板12和镜筒13。
透镜11和活动挡板12设置在镜筒13的一端，镜筒13的另一端被配置为放置显示组件。
活动挡板12包括大小可变的开孔121，透镜11的光轴111穿过开孔121的中心。该开孔121的中心可以是指开孔121的几何中心，例如，开孔为圆形开孔时，该中心可以是指圆心，开孔为矩形开孔时，该中心可以是指对角线的交点。
综上所述，本发明实施例提供的虚拟现实镜筒组件，通过在镜筒组件中设置包括大小可变的开孔的活动挡板，由该大小可变的开孔来调节人眼的视野范围，使该视野范围与显示组件的显示区域的尺寸匹配，以此来提高虚拟现实镜筒组件的沉浸感。解决了相关技术中VR镜筒组件所能提供的沉浸感较差的问题。达到了提高VR镜筒组件所能提供的沉浸感的效果。
请参考图2，其示出了本发明实施例提供的另一种虚拟现实镜筒组件的结构示意图，该虚拟现实镜筒组件在图1所示的虚拟现实镜筒组件的基础上进行了一些调整。
可选地，活动挡板12位于透镜11靠近镜筒13的一侧。图2和图1示出的均为此种结构，但活动挡板12也可以位于透镜11远离镜筒13的一侧，本发明实施例不进行限制。
可选地，虚拟现实镜筒组件还包括透镜支架14，透镜11装配于该透镜支架14上，透镜支架14可以与活动挡板12连接。
可选地，活动挡板12为虹膜型光圈。虹膜型光圈是一种广泛应用于摄像领域的机械机构，其能够形成一个大小可变的开孔。
可选地，如图3所示，其为图2所示的虚拟现实镜筒组件中，一种活动挡板12的右视结构示意图。
活动挡板12包括环形支架122和设置在环形支架122上的多个合页123，多个合页123围成开孔121。合页123的数量越多，则开孔121的形状越趋近于圆形。图3示出的一种合页123的形状，但合页123还可以为其他形状，如水滴状和勾玉状等，本发明实施例不进行限制。可选地，多个合页123中，每两个相邻的合页123之间活动连接。
可选地，如图4所示，其为图2所示的虚拟现实镜筒组件中，一种活动挡板12的左视结构示意图。
其中，活动挡板12包括套筒124，环形支架122套在套筒124内，且与套筒124转动连接，也即是环形支架122能够在套筒124内转动。
可选地，套筒124内壁上设置有圆形滑轨(图4中未示出)，环形支架122嵌入在该圆形滑轨中。
环形支架122上设置多个导轨1221，多个合页123一一对应地装配在多个导轨1221上，多个合页123分别与套筒124连接。其中，环形支架122可以与图2中所示的透镜支架14固定连接，以起到固定环形支架122的作用，进而便于环形支架122与套筒124相对转动。
可选地，每个合页123上可以设置有装配端1231，该装配端1231装配在导轨1221中。
其中，当套筒124旋转时，能够带动多个合页123在多个导轨1221上移动，以调节开孔121的大小。如图5所示，其为图4所示的活动挡板中的套筒124相对环形支架122旋转后的结构示意图。可以看出，合页123上的装配端1231向导轨1221内部滑动，带动合页123移动，多个合页123围成的开孔121明显缩小。
可选地，如图4所示，套筒124外壁设置有多个第一轮齿1241。
活动挡板12包括调节旋钮125，调节旋钮125上设置有多个第二轮齿1251，第二轮齿1251与第一轮齿1241啮合。调节旋钮125可以降低调节开孔121大小的难度，方便了用户操作。
可选地，调节旋钮125上设置有多个档位刻度1251，每个档位刻度1251对应一种尺寸的显示区域。也即是，在本发明实施例提供的虚拟现实镜筒组件与显示区域尺寸不同的显示组件配合时，可以将调节旋钮125旋转至该显示组件所对应的刻度。如此虚拟现实镜筒组件便可以方便快捷的与不同的显示组件进行匹配应用。
可选地，虚拟现实镜筒组件包括电机(图4中未示出)，电机与调节旋钮125连接，用于带动调节旋钮125旋转。也即是调节旋钮125可以由电机来驱动，以此来提高调节旋钮125的旋转精度。
可选地，活动挡板可以包括电磁驱动组件(图4中未示出)，该电磁驱动组件可以用于驱动合页123在导轨1221中移动。
如图6所示，其为本发明实施提供的虚拟现实镜筒组件中，活动挡板和镜筒的立体结构示意图。
其中，镜筒13呈喇叭状，活动挡板12位于镜筒13开口较小的一端，镜筒13开口较大的一端用于设置显示组件。通过旋转调节旋钮125，即可调节开孔121的大小。
如图7所示，其为图2所示的虚拟现实镜筒组件的立体结构示意图。其中，透镜11位于环形支架122远离镜筒13的一侧。图7中其他标记的含义可以参考图2和图6，在此不再赘述。
可选的，虚拟现实镜筒组件中还可以包括控制器，该控制器可以获取位于镜筒另一端的显示组件的显示区域的尺寸(可以由用户输入该尺寸，或者也可以在镜筒中设置传感器主动获取该尺寸)，并根据该尺寸来控制调节旋钮旋转至对应的档位刻度，实现显示组件的自动适配，提高用户体验。
可选地，如图2所示，开孔121的尺寸在变化时始终位于透镜11在活动挡板12上的正投影所在区域中。即开孔121的尺寸最大不会超过透镜11的尺寸，这是由于开孔121的尺寸比透镜11大时，该开孔121难以起到其调整视野的作用。
可选地，镜筒13的材料包括聚氯乙烯(英文：Polyvinyl chloride；简称：PVC)或乙烯-四氟乙烯共聚物(英文：ethylene-tetra-fluoro-ethylene；简称：ETFE)，这些材料都能够构成具有弹性的遮光的镜筒。在本发明实施例提供的虚拟现实镜筒组件与显示组件配合后，遮光的井筒13可以避免外界光线对于显示效果的影响。
可选地，镜筒13的内壁设置有吸光材料层131。该吸光材料层131可以避免井筒13的内壁反射光线(该光线可以是显示组件发出的光线)，提高显示组件的显示效果。
如图8所示，其为本发明实施例提供的虚拟现实镜筒组件与两种显示区域尺寸不同的显示组件配合的结构示意图。显示组件21的显示区域(可以将显示组件21朝向人眼30一面作为显示区域)的尺寸大于显示组件22的显示区域的尺寸，则可以调整活动挡板12上的开孔121的大小，使人眼30所能看到的区域与显示组件的显示区域相等，避免人眼看到显示区域的边缘，以提高人眼的沉浸感。其中，开孔的尺寸和显示区域的尺寸的对应关系可以通过预先的试验来获取。
本发明实施例提供的虚拟现实镜筒组件可以适配各种尺寸(显示区域的尺寸)的显示组件，提高了虚拟现实镜筒组件的通用性，节约了成本。
综上所述，本发明实施例提供的虚拟现实镜筒组件，通过在镜筒组件中设置包括大小可变的开孔的活动挡板，由该大小可变的开孔来调节人眼的视野范围，使该视野范围与显示组件的显示区域的尺寸匹配，以此来提高虚拟现实镜筒组件的沉浸感。解决了相关技术中VR镜筒组件所能提供的沉浸感较差的问题。达到了提高VR镜筒组件所能提供的沉浸感的效果。
本发明实施例还提供一种虚拟现实设备的结构示意图，该虚拟现实设备包括至少一个上述实施例提供的虚拟现实镜筒组件。该虚拟现实设备可以为能够适配各种尺寸的显示组件的虚拟现实眼镜。
可选地，该虚拟现实设备包括两个虚拟现实镜筒组件和与虚拟现实镜筒组件一一对应的两个显示组件。每个虚拟现实镜筒组件中的透镜的光轴可以穿过该虚拟现实镜筒组件对应的显示组件的显示区域的几何中心，以提高显示组件的显示效果。该虚拟现实设备可以为带有显示组件的虚拟现实眼镜。
在本发明中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种虚拟现实镜筒组件，其特征在于，所述虚拟现实镜筒组件包括：
透镜、活动挡板和镜筒；
所述透镜和活动挡板设置在所述镜筒的一端，所述镜筒的另一端被配置为放置显示组件；
所述活动挡板包括大小可变的开孔，所述透镜的光轴穿过所述开孔的中心。
2.根据权利要求1所述的虚拟现实镜筒组件，其特征在于，所述活动挡板位于所述透镜靠近所述镜筒的一侧。
3.根据权利要求1所述的虚拟现实镜筒组件，其特征在于，所述活动挡板为虹膜型光圈。
4.根据权利要求3所述的虚拟现实镜筒组件，其特征在于，所述活动挡板包括环形支架和设置在所述环形支架上的多个合页，所述多个合页围成所述开孔。
5.根据权利要求4所述的虚拟现实镜筒组件，其特征在于，所述活动挡板包括套筒，所述环形支架套在所述套筒内，且与所述套筒转动连接，所述环形支架上设置多个导轨，所述多个合页一一对应地装配在所述多个导轨上，所述多个合页分别与所述套筒连接；
其中，当所述套筒旋转时，带动所述多个合页在所述多个导轨上移动，以调节所述开孔的大小。
6.根据权利要求5所述的虚拟现实镜筒组件，其特征在于，所述套筒外壁设置有多个第一轮齿，
所述虹膜型光圈包括调节旋钮，所述调节旋钮上设置有多个第二轮齿，所述第二轮齿与所述第一轮齿啮合。
7.根据权利要求6所述的虚拟现实镜筒组件，其特征在于，所述调节旋钮上设置有多个档位刻度，每个所述档位刻度对应一种尺寸的显示区域。
8.根据权利要求7所述的虚拟现实镜筒组件，其特征在于，所述虚拟现实镜筒组件包括电机，所述电机与所述调节旋钮连接，用于带动所述调节旋钮旋转。
9.根据权利要求1-8任一所述的虚拟现实镜筒组件，其特征在于，所述开孔的尺寸在变化时始终位于所述透镜在所述活动挡板上的正投影所在区域中。
10.根据权利要求1-8任一所述的虚拟现实镜筒组件，其特征在于，所述镜筒的材料包括聚氯乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物。
11.根据权利要求1-8任一所述的虚拟现实镜筒组件，其特征在于，所述镜筒的内壁设置有吸光材料层。
12.一种虚拟现实设备，其特征在于，所述虚拟现实设备包括至少一个权利要求1至11任一所述的虚拟现实镜筒组件。
13.根据权利要求12所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述虚拟现实设备包括两个所述虚拟现实镜筒组件和与所述虚拟现实镜筒组件一一对应的两个显示组件。
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