[发明专利]一种自调焦VR头盔

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟现实(Virtual Reality，VR)头盔设备技术领域，尤其涉及一种自调焦VR头盔。

背景技术

VR头盔是一种头戴式体验设备，其综合利用计算机图形系统和多接口控制设备，可生成交互的三维环境，提供体验者高质量沉浸感觉。

VR头盔是虚拟现实技术的一个重要分支，其在医学、娱乐、军事航天、室内设计、房产开发、文物古迹、游戏、电商、Web3D、道路桥梁、生物力学、船舶制造、车辆仿真、地理、教育等领域具有广泛的应用前景。现在市场上已经出现多家公司推出的价位、功能各异的VR头盔。如三星公司的VR头盔产品，HTC与Valve联合开发的HTC Vive、Facebook旗下的Oculus VR以及索尼的SCE。然而这些VR头盔由于固有的结构原因，使得近视眼患者群体体验不便。通常，近视眼患者必须先带上自己的近视光学眼镜，再配戴厚重的VR头盔，才能正常体验当前市面上的VR产品，这无疑降低近视眼患者对VR头盔产品的体验和使用效果。

目前，帮助近视眼患者使用VR头盔的手段主要有三种。一种是消费者向商家提供眼睛近视情况，然后由厂家定制相应的目镜；第二种是扩大头盔与眼球接触部分空间让消费者能带着眼镜佩戴头盔；第三种则是通过调接显示屏与目镜之间的距离来完成调焦。第一种方法定制目镜将增加厂家生产成本，导致VR头盔价格升高，不利于VR头盔进入普通消费者的生活，同时也不利于消费者个人信息保护。采用第二种方法，增大头盔与眼球接触部分空间让消费者可戴着眼镜佩戴VR头盔体验，这样一方面会降低头盔佩带的舒适度，另一方面也会降低虚拟场景的逼真程度。第三种方法通过调节显示屏与目镜之间的距离实现调节焦距，此方法在调焦范围上有一定限制，调焦后可能会出现像差畸变，图像失真，视域变窄等问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种自调焦VR头盔。

本发明提出的一种自调焦VR头盔，包括：可调焦镜组和微型马达；

可调焦镜组包括左目镜和右目镜，左目镜包含一个镜片或者由至少两个镜片层叠组成，右目镜包含一个镜片或者由至少两个镜片层叠组成；

左目镜的镜片中至少有一个为多焦点镜片，左目镜的屈光度可通过转动多焦点镜片进行调整；右目镜的镜片中至少有一个为多焦点镜片，右目镜的屈光度可通过转动多焦点镜片进行调整；

左目镜和右目镜中，每一个镜片均连接一个齿轮，微型马达连接各齿轮并通过驱动齿轮带动与齿轮对应的镜片转动。

优选地，左目镜和右目镜中，各镜片分别具有5-9个焦点。

优选地，左目镜和右目镜结构相同，且左目镜和右目镜中位于对应位置的镜片处于同一平面。

优选地，左目镜和右目镜中，在垂直方向上相邻两镜片间保持有2mm至3mm的间隙。

优选地，还包括输入模块，输入模块与头盔的中央控制单元连接，中央控制模块用于根据从输入模块获取的镜组调整目标控制微型马达对左目镜和右目镜中的镜片进行调整。

优选地，输入模块，为与头盔中央控制单元连接的手机或者电脑，或者为设置在头盔外壳上并与中央控制单元连接的人机交互装置。

优选地，还包括红外测距传感器，其与中央控制单元连接，用于测量头盔使用者与周围障碍物的距离。

优选地，还包括行动捕捉模块，其与中央控制单元连接，用于捕捉使用者头部动作与肢体动作；中央控制单元用于根据行动捕捉模块捕捉的数据判断头盔使用者视觉焦点与移动方向；优选地，行动捕捉模块包括陀螺仪、重力传感器与加速度传感器。

优选地，头盔内部设有系统板，中央控制单元、陀螺仪、重力传感器、加速度传感器均集成于系统板，微型马达、红外测距传感器均与系统板连接。

优选地，3D目镜采用艾尔弗目镜。

本发明中，通过一片或者多片多焦点镜片层叠组成可调焦镜组双目；利用微型马达转动带动齿轮，微型马达通过齿轮联动自适应调焦镜组双目镜片，将相应镜片转入合适位置，实现变焦功能，完成自调焦。如此，可让近视患者能够裸眼体验VR头盔，获得与视力正常的人相同的体验效果。

本发明提供的自调焦VR头盔集成度高，造价低廉，功能全面，使用便捷。

附图说明

图1为本发明提出的一种自调焦VR头盔正视立体图；

图2为本发明提出的一种自调焦VR头盔仰视立体图；

图3为本发明实施例中可调焦镜片示意图；

图4为本发明实施例中可调焦镜组(双目)示意图；

图5为本发明的元器件连接示意图。