[发明专利]一种可穿戴虚拟现实设备

说明书

本发明公开了可穿戴虚拟现实设备，包括从近到远依次固定连接在头箍(1)上的第一导轨(2)和第二导轨(3)，以可平移且可转动的方式连接于第一导轨(2)的摄像头(10)和以可平移且可转动的方式连接于第二导轨(3)的成像器(7)；所述头箍(1)用于将所述可穿戴虚拟现实设备固定在用户头上；所述摄像头(10)用于跟踪和拍摄用户的眼球以确定眼球光轴；所述成像器(7)用于为用户提供图像并且将图像呈现在所述眼球光轴中。根据本发明的可穿戴虚拟现实设备使用户在转动眼球时也能获得良好的三维立体视觉和虚拟现实体验，并且通过调整设备的重心使得用户在长期佩戴设备时感觉更加舒适并且避免设备对用户身体的损害。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，具体为一种可穿戴虚拟现实设备。

背景技术

虚拟现实技术是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。

当前的虚拟现实技术大多被用于视频相关行业，例如播放3D视频的虚拟现实设备。然而当前的虚拟现实设备仍然较为笨重，穿戴不舒服，长时间使用，眼部容易产生疲劳，尤其在用手机作为成像器时问题更为严重。

此外，由于当前VR技术仍然不够成熟，视野、屏幕以及当前显示画面的不匹配，大多VR设备都存在黑边现象，导致用户在体验VR世界时，沉浸感不足，用户体验不佳。

对于黑边问题的解决办法，现有技术通过使用大弧面屏幕或加宽屏幕来解决该类问题，但是采用大弧面屏幕会大幅增加硬件设备成本，而加宽屏幕会使得VR设备变厚。为了在不大幅增加生产成本且不改变VR设备的形状大小的基础上解决黑边现象，中国专利申请CN106708270A公开了一种虚拟现实设备，通过实时对当前用户的眼球进行跟踪，当检测到眼球发生移动时生成驱动指令，使得驱动部件驱动屏幕根据眼球的移动方向进行移动，以去掉虚拟现实设备的黑边。然而，目前头戴式虚拟现实显示设备(主要是虚拟现实VR眼镜)普遍采用透镜进行双目立体显示，简单移动屏幕或将屏幕与透镜一起移动都会导致透镜不能在用户眼球处形成合适的虚拟现实图像，从而影响用户体验。因此仍然需要改进的可穿戴虚拟现实设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强现实的设备，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

在一个方面，本发明提供一种可穿戴虚拟现实设备，其特征在于，包括从近到远依次固定连接在头箍上的第一导轨和第二导轨，以可平移且可转动的方式连接于第一导轨的摄像头和透镜，和以可平移且可转动的方式连接于第二导轨的成像器；所述头箍用于将所述可穿戴虚拟现实设备固定在用户头上；所述摄像头用于跟踪和拍摄用户的眼球以确定眼球光轴；所述成像器用于为用户提供图像并且将图像呈现在所述眼球光轴中；所述透镜用于将所述成像器提供的图像转变为虚拟现实图像并投射到用户眼中；所述摄像头的光轴和所述透镜的光轴与用户眼球的光轴共面。

进一步地，所述透镜设置于摄像头的上方或下方，与用户眼球共光轴，并且位于用户眼球与成像器之间。

进一步地，第一导轨上设有可沿第一导轨平移的摄像头平移装置，摄像头平移装置的下部设有摄像头转动装置，摄像头连接于摄像头转动装置的下端；第二导轨上设有可沿第二导轨平移的成像器平移装置，成像器平移装置的下部设有成像器转动装置，成像器连接于成像器转动装置的下端。

进一步地，所述摄像头有两个，分别用于跟踪拍摄用户的左眼球和右眼球；所述成像器具有水平排列的两个成像区域，分别用于为用户的左眼球和右眼球提供图像；所述透镜有两个，分别用于将所述两个成像区域的图像转变为虚拟现实图像并投射到用户的左眼球和右眼球；优选地，所述成像区域是手机上通过软件分屏形成的两个成像区域，或者是由两个分离的显示屏提供的两个成像区域。