一种虚拟现实眼镜的制作方法

1.本公开实施例涉及虚拟现实技术领域，更具体地，涉及虚拟现实眼镜。


背景技术：

2.虚拟现实头戴显示器设备，简称vr眼镜，是利用仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术集合的产品，是借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。vr眼镜是一个跨时代的产品，不仅让每一个爱好者带着惊奇和欣喜去体验，更因为对它诞生与前景的未知而深深着迷。
3.但是目前的vr眼镜通常使用手柄或者指环来实现用户与虚拟界面的交互，需要增加额外的外设和器件成本，而且在使用时还需要进行配对和校准，交互体验差。
4.因此，有必要对设备进行改进提升用户的交互体验。


技术实现要素：

5.本公开的一个目的是提供一种虚拟现实眼镜的新的技术方案。
6.根据本公开的第一方面，提供了虚拟现实眼镜的一个实施例，包括处理器、多通道选择开关以及设置在所述虚拟现实眼镜的壳体上的传感器阵列，所述传感器阵列包括多个超声波传感器；
7.所述多通道选择开关设有公共输入端和公共输出端；所述多通道选择开关中含有与多个超声波传感器一一对应的多个单刀双掷开关；所述单刀双掷开关的动触点与对应的超声波传感器连接，第一静触点与所述公共输入端连接，第二静触点与所述公共输出端连接；
8.所述多通道选择开关通过所述公共输入端接收所述处理器输出的驱动信号，通过所述公共输出端将超声波传感器输出的传感信号输出至所述处理器；
9.所述处理器与所述多通道选择开关连接，以控制所述传感器阵列中的多个超声波传感器进行分时工作以及控制超声波传感器在发射模式和接收模式之间进行切换；
10.所述处理器用于根据超声波传感器输出的传感信号发出操作指令，以对所述虚拟现实眼镜进行功能控制。
11.可选地，所述虚拟现实眼镜还包括接收通路电路；
12.所述接收通路电路包括依次串联的滤波器、运算放大器、峰值包络检波电路和模数转换电路；
13.所述滤波器的输入端和所述公共输出端连接，所述模数转换电路的输出端和所述处理器的传感信号接收端口连接。
14.可选地，所述模数转换电路包括比较器。
15.可选地，所述虚拟现实眼镜还包括驱动buffer电路；
16.所述驱动buffer电路的输入端与所述处理器的驱动信号输出端口连接，所述驱动buffer电路的输出端与所述公共输入端连接。
17.可选地，所述超声波传感器是基于压电器件的收发一体式超声波传感器。
18.可选地，所述处理器的传感信号接收端口在所述处理器处于休眠模式时被配置为中断模式。
19.可选地，所述超声波传感器内嵌在所述壳体中，所述壳体在所述超声波传感器的对应位置处设有开孔。
20.可选地，所述根据超声波传感器输出的传感信号发出操作指令，包括：
21.根据超声波传感器输出的传感信号确定用户是否做出预设手势动作；
22.在确定用户做出了预设手势动作的情况下，根据预设手势动作和操作指令的映射关系，发出与所述预设手势动作对应的操作指令。
23.可选地，所述预设手势动作至少包括在所述传感器阵列前同一平面内的挥手动作、从远靠近所述传感器阵列的挥手动作、从近远离所述传感器阵列的挥手动作任一。
24.可选地，所述操作指令至少包括音量调高指令、音量调低指令、暂停指令、文件打开指令、文件关闭指令、翻页指令任一。
25.本公开实施例的一个有益效果在于，通过处理器控制多通道选择开关，分时控制超声波传感器发射和接收超声波，传感器根据超声波传感器输出的传感信号，确定对应的操作指令。这样，就可以根据利用人手的手势动作触发相应的操作指令，对虚拟现实眼镜进行相应的功能控制，对虚拟现实眼镜进行控制，简化了器件，节约了成本。
26.通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
27.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。
28.图1是能够应用本公开实施例的虚拟现实眼镜的硬件配置示意图；
29.图2是能够应用本公开实施例虚拟现实眼镜的电路示意图；
30.图3是能够应用本公开实施例虚拟现实眼镜的电路示意图；
31.图4是根据一个实施例的虚拟现实眼镜的结构示意图；
32.图5是根据一个实施例的虚拟现实眼镜的结构示意图。
具体实施方式
33.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
34.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
35.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
36.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
38.图1是可用于实现本公开实施例的虚拟现实眼镜的硬件配置示意图。
39.该虚拟现实眼镜1000可以包括但不限于处理器1010、存储器1020、接口装置1030、通信装置1040、显示装置1050、输入装置1060、扬声器1070、麦克风1080、多通道选择开关1090、传感器阵列1100等等。其中，处理器1010可以是中央处理器cpu、图形处理器gpu、微处理器mcu等，用于执行计算机程序，该计算机程序可以采用比如x86、arm、risc、mips、sse等架构的指令集编写。存储器1020例如包括rom(只读存储器)、ram(随机存取存储器)、诸如硬盘的非易失性存储器等。接口装置1030例如包括usb接口、串行接口、并行接口等。通信装置1040例如能够利用光纤或电缆进行有线通信，或者进行无线通信，具体地可以包括wifi通信、蓝牙通信、2g/3g/4g/5g通信等。显示装置1050例如是液晶显示屏、触摸显示屏等。输入装置1060例如可以包括触摸屏、键盘、体感输入等。扬声器1070用于输出音频信号。麦克风1080用于采集音频信号。传感器阵列1100可以包括多个超声波传感器。
40.应用于本公开实施例中，虚拟现实眼镜1000的存储器1020用于存储计算机程序，该计算机程序用于控制所述处理器1010进行操作以实现根据本公开实施例的方法步骤。技术人员可以根据本公开所公开方案设计该计算机程序。该计算机程序如何控制处理器进行操作，这是本领域公知，故在此不再详细描述。该虚拟现实眼镜1000可以安装有智能操作系统(例如windows、linux、安卓、ios等系统)和应用软件。该虚拟现实眼镜1000可以具有增强现实功能，在此不做限定。
41.图2为本公开实施例的虚拟现实眼镜的电路示意图，如图2所示，虚拟现实眼镜可以包括处理器、多通道选择开关以及设置在虚拟现实眼镜的壳体上的传感器阵列，传感器阵列包括多个超声波传感器。
42.多通道选择开关设有公共输入端p1和公共输出端p2。多通道选择开关中含有与多个超声波传感器一一对应的多个单刀双掷开关。单刀双掷开关的动触点与对应的超声波传感器连接，第一静触点与公共输入端p1连接，第二静触点与公共输出端p2连接。
43.多通道选择开关通过公共输入端接收处理器输出的驱动信号，通过公共输出端将超声波传感器输出的传感信号输出至处理器。
44.处理器与多通道选择开关连接，以控制传感器阵列中的多个超声波传感器进行分时工作以及控制超声波传感器在发射模式和接收模式之间进行切换。
45.处理器用于根据超声波传感器输出的传感信号发出操作指令，以对虚拟现实眼镜进行功能控制。
46.在本实施例的一个示例中，传感器阵列可以设置为包括n个收发一体式的超声波传感器，分别为超声波传感器1至超声波传感器n。该超声波传感器可以基于压电器件实现。该超声波传感器可以在驱动信号的驱动下发出超声波，也可以接收反射回来的超声波并输出相应的传感信号，传感信号可以为电压信号。另外，本领域技术人员可以根据识别距离的需要设置不同频率的超声波传感器，如48khz或者96khz的超声波传感器，用来对不同距离的目标进行识别。多通道选择开关中含有与n个超声波传感器一一对应的n个单刀双掷开关，分别为第一单刀双掷开关至第n单刀双掷开关。
47.处理器的驱动信号输出端口输出驱动信号至多通道选择开关的公共输入端p1，处
理器控制与超声波传感器1对应的第一单刀双掷开关的动触点与第一单刀双掷开关的第一静触点连接，也就是控制超声波传感器1和处理器的驱动信号输出端口连接，使超声波传感器1接收到驱动信号进入到发射模式，也就是在驱动信号的驱动下发射超声波。
48.在超声波传感器1发射完超声波信号后，处理器立即控制超声波传感器1进入接收模式，也就是控制与超声波传感器1对应的第一单刀双掷开关动触点与第一单刀双掷开关的第二静触点连接，也就是控制超声波传感器1与处理器的传感信号接收端口连接，以使得处理器获取超声波传感器输出的传感信号。
49.在处理器接收到超声波传感器1输出的传感信号后，处理器的驱动信号输出端口输出驱动信号至多通道选择开关的公共输入端p1，并控制与超声波传感器2对应的第二单刀双掷开关的动触点与第二单刀双掷开关的第一静触点连接，也就是控制超声波传感器2和处理器的驱动信号输出端口连接，使超声波传感器2接收到驱动信号进入到发射模式，也就是在驱动信号的驱动下发射超声波。
50.在超声波传感器2发射完超声波信号后，处理器立即控制超声波传感器2进入接收模式，也就是控制与超声波传感器2对应的第二单刀双掷开关动触点与第二单刀双掷开关的第二静触点连接，也就是控制超声波传感器2与处理器的传感信号接收端口连接，以使得处理器获取超声波传感器输出的传感信号。
51.需要说明的是，传感器阵列中每个超声波传感器的工作顺序，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置，如本例中从超声波传感器1到超声波传感器n的工作顺序不断循环工作。另外，每个超声波传感器完成上述一次过程只需要3ms，而用户再一次挥动手势的过程可能需要200ms，所以本实施例中的传感器阵列可以保证检测出用户的挥手动作。
52.其余超声波传感器工作方式与上述方式一致，再次不做赘述。
53.处理器根据上述传感器超声波传感器输出的传感信号，发出控制虚拟现实眼镜的操作指令。
54.在本例中，通过处理器控制多通道选择开关，分时控制超声波传感器发射和接收超声波，传感器根据超声波传感器输出的传感信号，确定对应的操作指令。这样，就可以根据利用人手的手势动作触发相应的操作指令，对虚拟现实眼镜进行相应的功能控制，对虚拟现实眼镜进行控制，简化了器件，节约了成本。阵列形式的超声波传感器可以支持多种不同的手势动作，可以使虚拟现实眼镜的更多操作指令与手势动作进行映射，提升了交互体验。还可以使超声波传感器在发射模式和接收模式进行切换，不需要单独设置发射超声波传感器与接收超声波传感器，简化了器件，控制了成本。
55.在本实施例的一个示例中，如图3所示，虚拟现实眼镜还包括驱动buffer电路。驱动buffer电路的输入端与处理器的驱动信号输出端口连接，驱动buffer电路的输出端与公共输入端p1连接。具体的，处理器输出驱动信号后，可以通过驱动buffer进行处理，改善处理器的输出的驱动信号的输出波形，提升驱动信号的驱动能力，并将处理后的驱动信号输出至公共输入端p1。
56.在本实施例的一个示例中，如图3所示，虚拟现实眼镜还包括接收通路电路，接收通路电路包括依次串联的滤波器、运算放大器、峰值包络检波电路和模数转换电路。滤波器的输入端和公共输出端p2连接，模数转换电路的输出端和处理器的传感信号接收端口连接。
57.在本实施例的一个示例中，超声波传感器收到反射回来的超声波输出传感信号，该传感信号通常为μv级别的电压信号。传感信号经过公共输出端p2进入滤波器进行滤波以滤除噪声。本领域技术人员可以根据实际情况对滤波器进行灵活设置，在次不做限定。
58.另外，由于压电超声波传感器输出的传感信号比较微小，需要使用运算放大器对该传感信号进行放大，方便处理器对传感信号进行比对。因此，将滤波器处理后的信号输出到运算放大器进行放大处理。本示例中，可以使用pga(可编程增益放大器)作为运算放大器对过滤后的信号进行放大。另外，本领域技术人员可以根据实际情况对运算放大器的种类和放大倍数进行灵活设置，在次不做限定。
59.运算放大器将放大后的传感信号输出给下一级的峰值包络检波电路，峰值包络检波电路接收经运算放大器放大处理的传感信号，对传感信号进行峰值包络检波处理，输出峰值脉冲信号给下一级的模数转换电路。
60.在本实施例的另一个示例中，模数转换电路可以包括比较器，比较包络检波电路输出的单一峰值脉冲信号与参考电压，根据比较结果，输出处理器可识别的数字信号。
61.在本例中，由于多个超声波传感器之前是分时工作的，多个超声波传感器之间可以分时共用驱动buffer电路和接收通路电路，简化了电路器件，成本较低。另外模数转换在处理器的外围完成，可以降低对处理器的要求和对处理器运算速度的影响。
62.在本实施例的一个示例中，处理器的传感信号接收端口在处理器处于休眠模式时被配置为中断模式。具体的，可以是处理器处于休眠模式时，超声波传感器输出了一个传感信号，并经过接收通路电路处理后输入至传感信号接收端口，传感信号接收端口触发中断以唤醒处理器，处理器开始处理分析传感信号发出操作指令，对虚拟现实眼镜进行功能控制。
63.在本实施例的一个示例中，传感器阵列包括3个超声波传感器，可以设置在虚拟现实眼镜的前端，如图4所示，或设置在虚拟现实眼镜的右侧，如图5所示。本领域技术人员可以根据实际需要灵活对传感器阵列的数量和位置进行设置。在本实施例的一个示例中，虚拟现实眼镜可以设有一个或者多个传感器阵列。
64.在本实施例的一个示例中，超声波传感器可以内嵌在虚拟现实眼镜的壳体中，壳体在超声波传感器的对应位置处设有开孔。通过开孔进行声波信号的传送和接收，本实施例通过内嵌超声波传感器和对壳体开孔的设置，使虚拟现实眼镜的外观无凸起，符合用户的审美需求。
65.在本实施例的一个示例中，根据超声波传感器输出的传感信号发出操作指令，包括：根据超声波传感器输出的传感信号确定用户是否做出预设手势动作。在确定用户做出了预设手势动作的情况下，根据预设手势动作和操作指令的映射关系，发出与预设手势动作对应的操作指令。
66.具体的，可以通过传感器阵列中分时工作的多个超声波传感器输出的传感信号，确定用户在不同时刻的手势位置，并通过不同时刻的手势位置，确定用户的手势动作，并判断用户的手势动作是否属于预设手势动作。
67.预设手势动作至少包括在传感器阵列前同一平面内的挥手动作、从远靠近传感器阵列的挥手动作、从近远离传感器阵列的挥手动作任一。具体的，可以是在传感器阵列前同一平面内的左右挥手动作，上下挥手动作，或者从远靠近传感器阵列的挥手动作、从近远离
传感器阵列的挥手动作等。
68.在确定用户做出了预设手势动作的情况下，根据预设手势动作和操作指令的映射关系，发出与预设手势动作对应的操作指令。
69.其中，操作指令包括音量调高指令、音量调低指令、暂停指令、文件打开指令、文件关闭指令、翻页指令任一。
70.在本实施例的一个例子中，可以将用户在传感器阵列前同一平面内向左挥手的动作与翻至下一页的指令相映射，使用户通过在传感器阵列前向左挥手，控制虚拟现实眼镜界面的翻至下一页。同理，可以将用户在传感器阵列前同一平面内向右挥手的动作与翻至上一页的指令相映射，使用户通过在传感器阵列前向左挥手，控制虚拟现实眼镜界面的翻至上一页。
71.在本实施例的另一个例子中，可以将用户在传感器阵列前同一平面内向上挥手的动作与增大音量的指令相映射，使用户可以通过在传感器阵列前向上挥手，控制虚拟现实眼镜增大音量。同理，可以将用户在传感器阵列前同一平面内向下挥手的动作与减小音量指令相映射，使用户可以通过在传感器阵列前向下挥手，控制虚拟现实眼镜减小音量。
72.在本实施例的另一个例子中，可以将用户从远靠近传感器阵列两次的挥手动作与暂停/播放的指令相映射，使用户可以通过从远靠近传感器阵列两次的挥手动作，控制虚拟现实眼镜中的视频进行暂停/播放。
73.在本实施例的另一个例子中，可以将用户从近远离传感器阵列两次的挥手动作与桌面文件的选中和打开的指令相映射，使用户可以通过从近远离传感器阵列两次的挥手动作，控制虚拟现实眼镜桌面文件选中和打开，实现类似双击的操作。
74.需要说明的是，预设手势动作和操作指令的映射关系，可以根据实际情况灵活设定。另外，预设手势动作和操作指令的映射关系可以如上述实施例中的映射关系一一对应，也可以包括某一手势动作，与虚拟现实眼镜多个操作指令相映射，可以根据实际需求灵活设置，在此不做过多赘述。并且预设手势动作和操作指令的映射关系可以在虚拟现实眼镜出厂时进行设定，也可以通过用户自行设定，在这里不做限定。
75.本实施例提供了一种虚拟现实眼镜，其具有上述任意实施例中提及的结构和器件，其存储器中存储有可执行命令，该可执行命令在处理器执行时，执行本说明书任意实施例中描述的方法步骤
76.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有可执行命令，该可执行命令被处理器执行时，执行本说明书任意实施例中描述的方法步骤，例如控制传感器阵列中的多个超声波传感器进行分时工作以及控制超声波传感器在发射模式和接收模式之间进行切换、根据超声波传感器输出的传感信号发出操作指令以对虚拟现实眼镜进行功能控制和根据超声波传感器输出的传感信号确定用户是否做出预设手势动作，在确定用户做出了预设手势动作的情况下，根据预设手势动作和操作指令的映射关系，发出与预设手势动作对应的操作指令。
77.本说明书的一个实施例或者多个实施例的方法部分可以是计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本说明书的各个方面的计算机可读程序指令。
78.计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形
设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
79.这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
80.用于执行本说明书实施例操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本说明书的各个方面。
81.这里参照根据本说明书实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本说明书的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
82.这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
83.也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产
生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
84.附图中的流程图和框图显示了根据本说明书的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人物来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
85.以上已经描述了本说明书的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人物来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人物能理解本文披露的各实施例。本技术的范围由所附权利要求来限定。