一种立体显示用支架及其虚拟现实显示系统的制作方法

本实用新型涉及用于虚拟现实的显示设备技术领域，尤其是涉及一种立体显示用支架及其虚拟现实显示系统。

背景技术：

虚拟现实是近年来出现的高新技术，虽则计算机技术飞速发展，虚拟现实得到了越来越广泛的应用。立体显示是虚拟现实的重要实现方式之一，它使得人们在虚拟环境中具有更强的沉浸感，可以使得各种模拟器的仿真更加逼真。立体显示设备包括立体投影设备、立体显示器、立体眼镜等，以往的立体显示环境搭建，长采用墙式(cadwall、环幕、球幕)立体显示设备、洞穴式立体显示设备等，硬件价格昂贵，且安装维护难度较大，很大程度上制约着立体显示技术的发展。

例如，CAVE(基于投影的沉浸式虚拟现实显示系统)的目的是通过计算机生成的图像信号给使用者提供身临其境感觉的环境。现有技术中的CAVE，对场地要求较高，至少需要12mx10mx3.6m的安装空间。且，为了获得好的沉浸感，人员的头部必须身处CAVE内部。由于地面屏幕图像通常为正投，身处CAVE内部的人体又会导致在地面屏幕形成阴影从而影响沉浸感。

本申请人在2013年11月29日所提交的申请号为201310616337.0的专利文件中，公开了一种立体显示系统，如图1所示，立体显示装置包括两台相互垂直设置的3D显示屏1，一台服务器2、一台定位设备3、一个手持漫游器4、多个立体眼镜6和支撑两个3D显示屏的支架7；服务器2分别与3D显示屏1、手持漫游器4、定位设备3相连；定位设备3对人眼位置进行实时跟踪，用户可随意更换视角，并且能及时获取正确的立体影像画面，实现人机充分交互。其中，立体眼镜6上设有头部跟踪装置5，头部跟踪装置5与服务器2相连，体验者自由转动头部，可以任意视角观察立体画面。

由此可见，目前市场上的立体显示装置的规格为统一固定的，无法根据使用者自由调整设定，即缺乏灵活性。在使用者与投影屏幕的位置不恰当时，虚拟现实的效果不理想，影响了使用者的感官体验。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种立体显示用支架及其虚拟现实显示系统，以解决现有技术中存在的规格为统一固定，无法根据使用者自由调整设定，即缺乏灵活性，在使用者与投影屏幕的位置不恰当时，虚拟现实的效果不理想，影响了使用者的感官体验的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种立体显示用支架，包括支架体、支架体上设置有若干个安装架；

所述安装架通过双轴转动单元设置在所述支架体上；

所述双轴转动单元包括第一安装座、第二安装座、第一舵机和第二舵机；第一安装座可绕第一轴线转动地设置在所述支架体上；第一舵机设置在第一安装座和支架体之间，用于驱动第一安装座绕第一轴线转动；

所述第二安装座可绕第二轴线转动地设置在所述第一安装座上；第二舵机设置在第二安装座与第一安装座之间，用于驱动第二安装座绕所述第二轴线转动；所述安装架固定设置在第二安装座上；

所述第一轴线和第二轴线相互垂直设置。

进一步地，所述安装架包括成夹角设置的底部安装架和后端安装架；后端安装架设置在底部安装架与用户相对的一侧。

进一步地，所述底部安装架通过底部双轴转动单元设置在支架体上；后端安装架通过后端双轴转动单元设置在支架体上；底部双轴转动单元的第一轴线与后端双轴转动单元的第一轴线同轴线设置。

进一步地，所述安装架还包括分别与所述底部安装架呈夹角设置的左侧安装架和右侧安装架，左侧安装架和右侧安装架分别设置在底部安装架的左右两侧。

进一步地，所述左侧安装架通过左侧双轴转动单元设置在所述支架体上；

所述右侧安装架通过右侧双轴转动单元设置在所述支架体上；

所述左侧双轴转动单元的第一轴线和右侧双轴转动单元的第一轴线与底部双轴转动单元的第一轴线垂直设置。

本实用新型公开的立体显示用支架，结构简单，使用方便，显示屏设置在安装架上，并随安装架绕两个轴线转动，进而实现不同视角的调节。而舵机与服务器或者计算机连接，服务器可以根据用户的位置信息自动调节安装架以及显示屏的角度，或者，服务器可以根据模拟现实的需要自动调节安装架以及显示屏的角度，最大程度地使得用户完全沉浸在一个虚拟的现实之间。

另外，通过设置双轴转动单元，使得显示屏的多自由度地旋转，可以允许用户在较大范围内活动，即不再局限于固定的或者特定的狭小视觉范围，由此，可以更大程度地提高用户与虚拟环境的交互程度。

一种采用上述立体显示用支架的虚拟现实显示系统，其包括计算机、3D显示屏和定位设备；若干个所述3D显示屏分别设置在所述安装架上，所述定位设备、3D显示屏以及安装架的所述第一舵机和第二舵机分别与计算机连接；

所述定位设备对人眼位置进行实时跟踪；

所述计算机根据用户的视角变化，并且能及时通过舵机和安装架调整3D显示屏的倾斜角度，以及更新3D显示屏的立体影像画面，进而实现人机交互。

进一步地，每个所述安装架上均设置有一个所述定位设备。

进一步地，所述虚拟现实显示系统还包括立体眼镜，立体眼镜上设置有头部跟踪装置；所述头部跟踪装置与所述计算机无线通讯连接。

进一步地，所述虚拟现实显示系统还包括手持漫游器，手持漫游器与所述计算机连接。

进一步地，所述手持漫游器的上设有上、下、左、右控制按钮，用于控制用户以第一人称视角在立体场景中前进、后退、左转或右转；所述手持漫游器的下方设有若干个场景按钮。

进一步地，所述安装架包括两个平行设置的安装杆，所述3D显示屏可沿安装杆轴向可调地设置在安装杆上。

进一步地，所述立体显示用支架上设置有用于放置鼠标的操控平台。

进一步地，所述安装架上设置有安装凹槽，所述3D显示屏卡固在安装凹槽内。

进一步地，所述立体显示用支架设置有支腿，支腿的底部设置有滚轮。

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种虚拟现实显示系统，通过立体显示用中支架的改进，利用计算机控制支架上安装架的摆动或转动角度，进而配合显示屏上图像更新，可以更加真实地模拟现实场景，让用户在与虚拟世界的交互时，感受更加真实。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为现有技术中的立体显示系统；

图2为本实用新型实施例1提供的立体显示用支架的立体图；

图3为本实用新型实施例1提供的立体显示用支架中的双轴转动单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的立体显示用支架中两个安装架的侧视图；

图5为本实用新型实施例2提供的虚拟现实显示系统结构示意图；

图6为本实用新型实施例2提供的虚拟现实显示系统中四个安装架设置示意图。

附图标记：

1-3D显示屏；2-服务器；3-定位设备；4-手持漫游器；5-头部跟踪装置；6-立体眼镜；7-支架；10-支架体；11-支腿；

20-安装架；21-后端安装架；22-底部安装架；23-左侧安装架；24-右侧安装架；30-双轴转动单元；31-第一安装座；32-第二安装座；33-第一舵机；34-第二舵机；A-第一轴线；B-第二轴线；41-3D显示屏；42-定位设备；43-计算机；44-立体眼镜；45-头部跟踪装置；46-手持漫游器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。

实施例1

如图2-3所示，本实施例提供的一种立体显示用支架，包括支架体10、支架体10上设置有若干个安装架20；

安装架20通过双轴转动单元30设置在支架体10上；

双轴转动单元30包括第一安装座31、第二安装座32、第一舵机33和第二舵机34；第一安装座31可绕第一轴线A转动地设置在支架体10上；第一舵机33设置在第一安装座31和支架体10之间，用于驱动第一安装座31绕第一轴线A转动；

第二安装座32可绕第二轴线B转动地设置在第一安装座31上；第二舵机34设置在第二安装座32与第一安装座31之间，用于驱动第二安装座32绕第二轴线B转动；安装架20固定设置在第二安装座32上。

第一轴线A和第二轴线B相互垂直设置。

在本实施例中，安装架20的数量为2个。即，安装架20包括成夹角设置的底部安装架22和后端安装架21；后端安装架21设置在底部安装架22与用户相对的一侧。

如图4所示，底部安装架22通过其底部双轴转动单元设置在支架体10上；后端安装架21通过后端双轴转动单元设置在支架体10上；底部双轴转动单元的第一轴线A与后端双轴转动单元的第一轴线A同轴线设置。

安装架20包括两个平行设置的安装杆，安装杆上设置有长条形的安装孔，3D显示屏41可沿安装杆轴向可调地设置在安装杆上。立体显示用支架上还可以设置有用于放置鼠标的操控平台。立体显示用支架设置有支腿11，支腿11的底部可以设置有滚轮(未显示)。

本实用新型公开的立体显示用支架，结构简单，使用方便，显示屏设置在安装架20上，并随安装架20绕两个轴线转动，进而实现不同视角的调节。而舵机与服务器或者计算机连接，服务器可以根据用户的位置信息自动调节安装架20以及显示屏的角度，或者，服务器可以根据模拟现实的需要自动调节安装架20以及显示屏的角度，最大程度地使得用户完全沉浸在一个虚拟的现实之间。

另外，通过设置双轴转动单元，使得显示屏的多自由度地旋转，可以允许用户在较大范围内活动，即不再局限于固定的或者特定的狭小视觉范围，由此，可以更大程度地提高用户与虚拟环境的交互程度。

实施例2

本实施例公开了一种采用上述立体显示用支架的虚拟现实显示系统，如图5所示，其包括计算机43、3D显示屏41和定位设备42；若干个3D显示屏41分别设置在安装架20上，定位设备42、3D显示屏41以及安装架20的第一舵机33和第二舵机34分别与计算机43连接；

定位设备42对人眼位置进行实时跟踪；

计算机43根据用户的视角变化，并且能及时通过舵机和安装架20调整3D显示屏41的倾斜角度，以及更新3D显示屏41的立体影像画面，进而实现人机交互。

每个安装架20上均设置有一个定位设备42。

如图6所示，与实施例1不同的是，安装架20的数量为4个，安装架20还包括分别与底部安装架22呈夹角设置的左侧安装架23和右侧安装架24，左侧安装架23和右侧安装架24分别设置在底部安装架22的左右两侧。

左侧安装架23通过左侧双轴转动单元设置在支架体10上；

右侧安装架24通过右侧双轴转动单元设置在支架体10上；

左侧双轴转动单元的第一轴线A和右侧双轴转动单元的第一轴线A与底部双轴转动单元的第一轴线A垂直设置。

另外，安装架20上设置有安装凹槽，3D显示屏41卡固在安装凹槽内。

虚拟现实显示系统还包括立体眼镜44，立体眼镜44上设置有头部跟踪装置45；头部跟踪装置45与计算机43无线通讯连接。

虚拟现实显示系统还包括手持漫游器46，手持漫游器46与计算机43连接。

手持漫游器46的上设有上、下、左、右控制按钮，用于控制用户以第一人称视角在立体场景中前进、后退、左转或右转；手持漫游器的下方设有若干个场景按钮。

本实用新型提供的一种虚拟现实显示系统，通过立体显示用中支架的改进，利用计算机控制支架上安装架的摆动或转动角度，进而配合显示屏上图像更新，可以更加真实地模拟现实场景，让用户在与虚拟世界的交互时，感受更加真实。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。