本發明涉及虛擬現實領域,具體涉及一種頭戴式虛擬現實設備。
背景技術:
隨著科學技術的發展,虛擬現實(Virtual Reality,簡稱VR)顯示技術逐漸走入了人們的視線,實現虛擬現實顯示的虛擬現實眼鏡可以為佩戴者提供沉浸式的視覺體驗。現有的虛擬現實眼鏡存在以下不足之處:當用戶戴上虛擬現實眼鏡后,屏幕相對用戶眼球的距離是不變的,也就是焦點會長期保持不變,但是虛擬現實眼鏡所呈現的虛擬場景中,不同圖像對應的“景深”信息不同,例如,某一虛擬場景包括物體a的圖像和物體b的圖像,人眼所看到的物體a和物體b在前方不同距離處,但是眼球焦點卻沒有得到對應的調節,這就很容易導致眩暈、惡心、嘔吐等不適癥狀,影響用戶的體驗效果。
技術實現要素:
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一,提出了一種頭戴式虛擬現實設備,以改善用戶的體驗效果。
為了解決上述技術問題之一,本發明提供一種頭戴式虛擬現實設備,包括佩戴殼體,所述佩戴殼體內設置有多個顯示屏,所述顯示屏包括透明顯示面板,所述佩戴殼體上設置有用于觀看所述透明顯示面板所顯示圖像的觀看部,多個所述顯示屏沿逐漸遠離所述觀看部的方向依次排列,多個透明顯示面板用于顯示同一場景的不同景深處的圖像,且所述透明顯示面板所顯示的圖像對應的景深與該透明顯示面板到所述觀看部的距離正相關。
優選地,所述透明顯示面板為有機電致發光顯示面板。
優選地,所述佩戴殼體內相對設置有兩個安裝塊,所述顯示屏設置在兩個所述安裝塊之間,所述安裝塊上形成有與每個所述顯示屏一一對應的安裝槽,所述顯示屏的沿其長度或寬度方向的兩端分別伸入兩個安裝塊上的安裝槽內,
所述透明顯示面板為柔性顯示面板,所述佩戴殼體內還設置有曲率調節結構,所述曲率調節結構用于調節每個所述透明顯示面板在兩個安裝塊排列方向上的曲率。
優選地,在任意一個所述安裝塊中,所述安裝槽的內壁包括朝向另一個安裝塊的底壁和與該底壁相連的側壁,所述安裝槽的側壁與該安裝塊朝向另一個安裝塊的表面之間設置有倒角面。
優選地,所述曲率調節結構包括至少一個驅動器和與各驅動器對應相連的螺紋桿,所述驅動器用于驅動相應的螺紋桿繞自身軸線旋轉,所述驅動器固定設置在所述佩戴殼體上;
每個所述顯示屏上沿兩個安裝塊排列方向的中部設置有與所述螺紋桿匹配的螺紋孔,所述螺紋桿依次穿過多個顯示屏上與該螺紋桿匹配的螺紋孔。
優選地,所述顯示屏還包括環繞所述透明顯示面板、且與所述透明顯示面板位于同一平面的固定框,所述透明顯示面板與所述固定框固定相連,所述固定框包括沿所述透明顯示面板長度方向排列的兩個第一固定部和沿所述透明顯示面板寬度方向排列的兩個第二固定部,所述顯示屏沿其長度方向的兩端伸入所述安裝塊的安裝槽中,所述固定框采用柔性材料制成,
所述曲率調節結構包括兩個所述驅動器和兩個所述螺紋桿,每個顯示屏上均設置有與兩個所述螺紋桿分別對應的兩個所述螺紋孔,該兩個螺紋孔分別位于所述顯示屏的兩個第二固定部上。
優選地,兩個所述安裝塊之間設置有至少一對連接條,所述連接條的兩端分別與兩個所述安裝塊相連,成對的兩個連接條分別設置在多個顯示屏的沿其排列方向的兩側,所述連接條的位置與所述第二固定部的位置對應,所述連接條上設置有與所述螺紋桿對應的導向孔,所述螺紋桿穿過相應的導向孔。
優選地,所述柔性材料包括聚甲醛。
優選地,所述佩戴殼體包括相對設置的前蓋和后蓋以及設置在所述前蓋與所述后蓋之間的環狀殼壁,所述安裝塊設置在所述環狀殼壁內側,
所述安裝塊上設置有散熱孔,所述散熱孔的一端開口朝向所述佩戴殼體內部設置,另一端開口朝向所述環狀殼壁設置,所述環狀殼壁的對應所述散熱孔的部分形成為不透光的散熱部。
優選地,制成所述散熱部的材料包括導熱碳纖維。
優選地,所述佩戴殼體包括相對設置的前蓋和后蓋以及設置在所述前蓋與所述后蓋之間的環狀殼壁,所述前蓋上設置有安裝孔,所述觀看部包括設置在所述安裝孔內的透鏡。
優選地,所述后蓋與所述環狀殼壁之間還設置有遮光片。
在本發明中,不同的透明顯示面板顯示不同景深的圖像,多個透明顯示面板顯示的圖像混合后形成一幅完整的虛擬場景,由于距離用戶越近的透明顯示面板顯示的圖像的景深越小,距離用戶越遠的透明顯示面板顯示的圖像的景深越大,因此,用戶在觀看時,不再從同一個位置看到不同景深的圖像,而是在不同位置看到不同景深的不像,從而使得焦點位置與圖像的景深相對應,不再出現現有技術中的由于長時間在同一焦距處看不同景深的圖像而導致的眩暈、惡心等不適癥狀,進而給用戶帶來更好的觀看體驗。另外,透明顯示面板采用有機電致發光顯示面板,顯示效果更好;且透明顯示面板為柔性顯示面板,能夠實現彎曲顯示,從而使畫面代入感更強,進而為用戶營造更好的觀看體驗。并且,佩戴殼體內還設置有曲率調節結構,可以調節透明顯示面板的曲率,從而滿足不同瞳距的用戶的觀看需求。
附圖說明
附圖是用來提供對本發明的進一步理解,并且構成說明書的一部分,與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明,但并不構成對本發明的限制。在附圖中:
圖1是本發明提供的頭戴式虛擬現實設備的外觀示意圖;
圖2是本發明提供的頭戴式虛擬現實設備的分解示意圖;
圖3是本發明提供的頭戴式虛擬現實設備的顯示屏的示意圖;
圖4是本發明中頭戴式虛擬現實設備的顯示屏處于平面狀態時的示意圖;
圖5是圖4沿xoy平面的剖切圖;
圖6是本發明中頭戴式虛擬現實設備的顯示屏處于彎曲狀態時的示意圖;
圖7是圖6沿xoy平面的剖切圖;
圖8是本發明中頭戴式虛擬現實設備的安裝塊和連接條的結構示意圖;
圖9是本發明中頭戴式虛擬現實設備的環狀殼壁的結構示意圖。
其中,附圖標記為:
10、佩戴殼體;11、前蓋;12、后蓋;13、環狀殼壁;13a、散熱部;14、遮光片;20、顯示屏;21、透明顯示面板;22、固定框;221、第一固定部;222、第二固定部;22a、螺紋孔;30、觀看部;41、安裝塊;41a、安裝槽;41b、散熱孔;42、連接條;42a、導向孔;51、驅動器;52、螺紋桿。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明,并不用于限制本發明。
本發明提供一種頭戴式虛擬現實設備,圖1是頭戴式虛擬現實設備的外觀示意圖,圖2是頭戴式虛擬現實設備的分解示意圖;圖3是頭戴式虛擬現實設備中的顯示屏的示意圖;結合圖1至圖3所示,所述頭戴式虛擬現實設備包括佩戴殼體10,佩戴殼體10內設置有多個顯示屏20,顯示屏20包括透明顯示面板21。佩戴殼體10上設置有用于觀看透明顯示面板21顯示圖像的觀看部30,多個顯示屏20沿逐漸遠離觀看部30的方向依次排列,多個透明顯示面板21用于顯示同一場景的不同景深處的圖像,且透明顯示面板21所顯示的圖像對應的景深與該透明顯示面板21到觀看部30的距離正相關。可以理解,觀看部30的數量可以為兩個,兩個觀看部30分別對應用戶的雙眼。
本發明中的透明顯示面板21既能夠向觀看部30發射光線,還能夠保證不影響排列在其后方(即遠離觀看部30的一側)的透明顯示面板21的光線射向觀看部30。本發明中的“景深”可以看作人眼看到的圖像到人眼的距離,透明顯示面板21在進行顯示時,透明顯示面板21為用戶雙眼提供不同的光線,以使得用戶雙眼看到不同的內容,在腦中混合成立體圖像,且感覺到該立體圖像位于前方一定距離處,該距離即為透明顯示面板21所顯示的圖像對應的景深。
例如,所述頭戴式虛擬現實設備待顯示的場景中分別包括物體a、物體b和物體c的圖像,物體b對應的景深大于物體a對應的景深且小于物體c對應的景深,那么在顯示時,可以使距離觀看部30最近的透明顯示面板21顯示物體a的圖像、中間的透明顯示面板21顯示物體b的圖像、距離觀看部30最遠的透明顯示面板21顯示物體c的圖像,且使得位于觀看部30的人眼看到的物體a的圖像距離最近、物體b的圖像距離適中、物體c的圖像距離最遠。
在本發明中,頭戴式虛擬現實設備進行虛擬顯示時,不同的透明顯示面板21顯示不同景深的圖像,多個透明顯示面板21顯示的圖像混合后形成一幅完整的虛擬場景,由于距離用戶越近的透明顯示面板21顯示的圖像對應的景深越小,距離用戶越遠的透明顯示面板21顯示的圖像對應的景深越大,因此,用戶在觀看時,不再從同一個位置看到不同景深的圖像,而是在不同位置看到不同景深的圖像,從而使得焦點位置與圖像的景深相對應,不再出現現有技術中的由于長時間在同一焦距處看不同景深的圖像而導致的眩暈、惡心等不適癥狀,進而給用戶帶來更好的觀看體驗。
應當理解的是,為了保證用戶體驗到良好的沉浸式效果,佩戴殼體10可以為不透光的結構。
具體地,如圖1和圖2所示,佩戴殼體10可以包括相對設置的前蓋11和后蓋12以及設置在前蓋11與后蓋12之間的環狀殼壁13,環狀殼壁13與前蓋11和后蓋12均通過緊固件連接。前蓋11上設置有安裝孔,觀看部30包括設置在所述安裝孔內的透鏡。為頭戴式虛擬現實設備供電的電池以及驅動透明顯示面板21進行顯示的電路板均可以固定在后蓋12上。
為了保證佩戴殼體10的遮光效果,如圖2所示,后蓋12與環狀殼壁13之間還設置有遮光片14;并且,前蓋11的形狀可以設置為與人體頭部輪廓相匹配。
在本發明中,透明顯示面板21優選為有機電致發光(Organic Light-Emitting Diode,簡稱OLED)顯示面板。與液晶顯示面板相比,有機電致發光顯示面板的響應速度更快,因此可以減少因響應延遲導致的動態模糊現象,從而改善顯示效果;并且有機電致發光顯示面板更加輕薄,從而可以減小頭戴式虛擬現實設備的整體重量,以便于佩戴。
進一步優選地,結合圖2、圖4至圖8所示,佩戴殼體10內相對設置有兩個安裝塊41,安裝塊41設置在環狀殼壁13內側,透明顯示面板21設置在兩個安裝塊41之間,安裝塊41上形成有與每個透明顯示面板21一一對應的安裝槽41a,顯示屏20的沿其長度或寬度方向的兩端分別伸入兩個安裝塊41上的安裝槽41a內。透明顯示面板21為柔性顯示面板,佩戴殼體10內還設置有曲率調節結構,曲率調節結構用于調節每個透明顯示面板21在兩個安裝塊41排列方向上的曲率。
利用曲率調節結構可以使透明顯示面板在平面狀態(如圖4和圖5所示)和彎曲狀態(如圖6和圖7所示)之間切換。當透明顯示面板21彎曲(具體為朝向后蓋12凸出)時,可以進行曲面顯示,與平面顯示相比,曲面顯示時,透明顯示面板21兩側和中央位置與用戶眼睛的距離基本一致,從而使畫面代入感更強,進而為用戶營造更好的觀看體驗。另外,不同瞳距的用戶在觀看同一曲率的透明顯示面板21時,觀看效果并不相同,而本發明中的曲率調節結構可以調節透明顯示面板21的曲率,從而可以滿足不同瞳距用戶的需要。可以理解的是,兩個安裝塊41的排列方向與用戶兩眼的觀看位置的排列方向相同。
其中,在任意一個安裝塊41中,安裝槽41a的內壁包括朝向另一個安裝塊41的底壁和與該底壁相連的側壁,所述安裝槽41a的側壁與該安裝塊41朝向另一個安裝塊41的表面之間設置有倒角面v(如圖8所示)。該倒角面v的設置可以在透明顯示面板21彎曲時,增大安裝塊41與透明顯示面板21的接觸面積并防止劃傷透明顯示面板21。
曲率調節結構的結構如圖4至圖7所示,所述曲率調節結構包括至少一個驅動器51和與各驅動器51對應相連的螺紋桿52,驅動器51用于驅動相應的螺紋桿52繞自身軸線旋轉,驅動器51固定設置在所述佩戴殼體10上。每個顯示屏20上沿兩個安裝塊41排列方向的中部設置有與所述螺紋桿52匹配的螺紋孔22a,螺紋桿52依次穿過多個顯示屏20上與該螺紋桿52匹配的螺
紋孔22a。其中,驅動器51可以為微型電機,其可以固定在后蓋12上。
需要說明的是,透明顯示面板21在圖4和圖6中z軸方向的位置應保持不變,即不會沿z軸方向來回移動,從而使得當驅動器51驅動螺紋桿52繞其軸線旋轉時,帶動透明顯示面板21沿兩個安裝塊41排列方向的中部靠近或遠離驅動器51移動,而不會隨螺紋桿52的旋轉而轉動,又由于顯示屏20的兩端是插入安裝塊41上的安裝槽41a內的,位置不會變化,因而可以使透明顯示面板21由圖4和圖5中的平面狀態轉變為圖6和圖7中的彎曲狀態,且彎曲的曲率隨著螺紋桿52轉過的角度變化而相應變化。
進一步具體地,如圖3所示,顯示屏20還包括環繞透明顯示面板21、且與透明顯示面板21位于同一平面的固定框22,透明顯示面板21與固定框22固定相連;固定框22包括沿透明顯示面板21長度方向排列的兩個第一固定部221和沿透明顯示面板21寬度方向排列的兩個第二固定部222,顯示屏20沿其長度方向的兩端伸入安裝塊41的安裝槽41a中,也即,兩個安裝塊41沿透明顯示面板21的長度方向排列,第一固定部221的一部分或全部伸入安裝槽41a中。如圖4和圖6所示,所述曲率調節結構包括兩個驅動器51和兩個螺紋桿52,每個顯示屏20上均設置有與兩個螺紋桿52分別對應的兩個螺紋孔22a,該兩個螺紋孔22a分別位于顯示屏20的兩個第二固定部222上。應當理解的是,如上文所述,螺紋孔22a設置在顯示屏20的沿兩個安裝塊41排列方向(即,顯示屏20的長度方向)的中部,因此,螺紋孔22a設置在第二固定部222上時,也位于第二固定部222的沿顯示屏20長度方向的中部。
將螺紋孔22a設置第二固定部222上可以防止損壞透明顯示面板21。螺紋桿52旋轉時,帶動第二固定部222的中部朝向或遠離驅動器51移動,以使得第二固定部222彎曲,進而使得透明顯示面板21彎曲。為了便于調節第二固定部222的彎曲曲率,固定框22可以采用柔性材料制成,該柔性材料包括聚甲醛(polyformaldehyde,簡稱POM)。利用聚甲醛制成的固定框22表面光滑,疲勞強度、彎曲強度高,從而減少對透明顯示面板21的劃傷,且易于調節曲率。
更進一步地,如圖4、圖6和圖8所示,兩個安裝塊41之間設置有至少一對連接條42,連接條42的兩端分別與兩個安裝塊41相連,成對的兩個連接條42分別設置在多個顯示屏20的沿其排列方向的兩側,連接條42的位置與第二固定部222的位置對應,連接條42上設置有與螺紋桿52對應的導向孔42a,螺紋桿52穿過相應的導向孔42a。結合圖4至圖8所示,螺紋桿52依次穿過一對連接條42中的第一個連接條42上的導向孔42a、多個顯示屏20上的螺紋孔22a、第二個連接條42上的導向孔42a。導向孔42a內可以不再設置螺紋,以使得螺紋桿52旋轉時,連接條42保持固定不動。導向孔42a可以對螺紋桿52起到導向和定位的作用,保證螺紋桿52旋轉時的穩定性。
其中,透明顯示面板21與后蓋12之間的連接條42可以設置為朝向后蓋12凸出的弧形結構。
更進一步地,如圖8和圖9所示,安裝塊41上設置有散熱孔41b,散熱孔41b的一端開口朝向所述佩戴殼體10內部設置,另一端開口朝向環狀殼壁13設置;環狀殼壁13的對應散熱孔41b的部分形成為不透光的散熱部13a,散熱孔41b和散熱部13a的設置可以防止佩戴殼體10內的透明顯示面板21、驅動器51溫度過高而縮短使用壽命。其中,制成所述散熱部13a的材料包括導熱碳纖維,從而可以進一步提高散熱效果。
其中,安裝塊41可以為實體結構,散熱孔41b貫穿整個安裝塊41;也可以為圖8中所示的空心結構,其包括直立部和彎曲部,彎曲部與環形殼壁相應部分的形狀匹配,散熱孔41b貫穿所述彎曲部。
上述為對本發明提供的頭戴式虛擬現實設備的描述,可以看出,本發明提供的頭戴式虛擬現實設備中,不同的透明顯示面板顯示不同景深的圖像,多個透明顯示面板顯示的圖像混合后形成一幅完整的虛擬場景,由于距離用戶越近的透明顯示面板顯示的圖像的景深越小,距離用戶越遠的透明顯示面板顯示的圖像的景深越大,因此,用戶在觀看時,不再從同一個位置看到不同景深的圖像,而是在不同位置看到不同景深的不像,從而使得焦點位置與圖像的景深相對應,不再出現現有技術中的由于長時間在同一焦距處看不同景深的圖像而導致的眩暈、惡心等不適癥狀,進而給用戶帶來更好的觀看體驗。另外,透明顯示面板采用有機電致發光顯示面板,顯示效果更好;且透明顯示面板為柔性顯示面板,能夠實現彎曲顯示,從而使畫面代入感更強,進而為用戶營造更好的觀看體驗。并且,佩戴殼體內還設置有曲率調節結構,可以調節透明顯示面板的曲率,從而滿足不同瞳距的用戶的觀看需求。
可以理解的是,以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施方式,然而本發明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言,在不脫離本發明的精神和實質的情況下,可以做出各種變型和改進,這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。