3D裸眼智能交互装置的制作方法

本实用新型涉及3D裸眼设备技术领域，特别涉及一种3D裸眼智能交互装置。

背景技术：

虚拟现实技术在国内的应用还处于起步阶段，但其发展前景不可估量，申请其境的去经历区域感悟远比空洞抽象的说教更具有说服力。尤其子啊教育领域，身临其境的去经历比感悟远比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互体验与被动的观看强灌对学生来讲有着质的区域与感受。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：

传统技术中裸眼3D计算机系统、光学定位立体交互外设的市场匮乏，传统的裸眼3D计算机设备对于其交互外设的定位不够精确，且结构不够轻便，其定位摄像机的安装不够稳定，导致出现3D显示效果不佳，灵敏度不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对传统技术的不足，提供了一种3D裸眼智能交互装置。

本实用新型的实施例提供了一种3D裸眼智能交互装置，包括3D裸眼显示屏、以及分别嵌入3D裸眼显示屏两侧的至少两组定位摄像机镜头；每组定位摄像机镜头的个数至少为两个；

以平行于3D裸眼显示屏的水平方向为X轴，且以面向观看者的左侧方向作为X轴的正方向；以平行于3D裸眼显示屏的纵向方向为Z轴，且以竖直向上的方向作为Z轴的正方向；以垂直于3D裸眼显示屏的方向为 Y轴，且以面向观看者的方向作为Y轴的正方向；

3D裸眼显示屏面向观看者的左侧方向的一组定位摄像机镜头的中心点连接线与负方向的X轴呈第一预设夹角，且相对于Y轴向X轴的负方向倾斜而呈第二预设夹角；右侧方向的一组定位摄像机镜头的中线点连接线与正方向的X轴呈第一预设夹角，且相对于Y轴向X轴的正方向倾斜呈第二预设夹角；两组定位摄像机镜头相对于Y轴向Z轴负方向呈第三预设夹角。

在其中一个实施例中，第一预设夹角范围为15°至25°；第二预设夹角范围为9°至10°；第三预设夹角范围为16°至19°。

在其中一个实施例中，第一预设夹角为20°；第二预设夹角为9.404°；第三预设夹角为18.166°。

在其中一个实施例中，3D裸眼显示屏两侧设有用于镶嵌定位摄像机镜头的凹槽；凹槽的个数与定位摄像机镜头的个数相同；各凹槽的底面与对应的定位摄像机镜头的表面平行。

在其中一个实施例中，还包括设于3D裸眼显示屏上方中部的摄像机。

在其中一个实施例中，每组定位摄像机镜头为双目摄像机镜头。

在其中一个实施例中，每组定位摄像机镜头为独立的摄像机镜头。

在其中一个实施例中，每组定位摄像机镜头内的两个定位摄像机镜头的中心点间距范围为55至70cm。

在其中一个实施例中，每组定位摄像机镜头内的两个定位摄像机镜头的中心点间距为63cm。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本实用新型的3D裸眼智能交互装置，包括3D裸眼显示屏、以及分别嵌入3D裸眼显示屏两侧的至少两组定位摄像机镜头，其中每组定位摄像机镜头的个数至少为两个。该3D裸眼显示屏的两组定位摄像机镜头的中心连接点与X轴呈第一预设夹角，且向内倾斜第三预设角度和向下倾斜第二预设角度。本实用新型各实施例的3D裸眼智能交互装置，可对外接的3D交互设备定位更加精确，可更加快速有效地捕捉到信号点，进而使得3D成像效果更优质。同时，使得定位摄像机镜头能够稳定地进行定位，可防止因外接交互装置引起抖动导致定位效果不佳问题的发生。本实用新型结构简单，进一步优化了定位摄像机镜头的安装位置，使得定位更加准确，信息交互反应更加灵敏。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施方式提供的3D裸眼智能交互装置的正视剖面图；

图2为本实用新型的一个实施方式提供的3D裸眼智能交互装置的正面示意图；

图3为本实用新型的一个实施方式提供的3D裸眼智能交互装置的方向轴定义示意图；

图4为本实用新型的一个实施方式提供的3D裸眼智能交互装置的B-B方向上的示意图；

图5为本实用新型的一个实施方式提供的3D裸眼智能交互装置的 A-A方向上的示意图。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本实用新型的各种实施例。本实用新型可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本实用新型保护范围限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本实用新型理解为涵盖落入本实用新型的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本实用新型的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施例中，表述“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和 B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本实用新型的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本实用新型的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本实用新型的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本实用新型的各种实施例。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

参见图1，结合图2和图3，本实用新型的一个实施方式提供了一种 3D裸眼智能交互装置，包括3D裸眼显示屏10、以及分别嵌入3D裸眼显示屏10两侧的至少两组定位摄像机镜头30A和30B；每组定位摄像机镜头30A和30B的个数至少为两个；

以平行于3D裸眼显示屏10的水平方向为X轴，且以面向观看者的左侧方向作为X轴的正方向；以平行于3D裸眼显示屏10的纵向方向为 Z轴，且以竖直向上的方向作为Z轴的正方向；以垂直于3D裸眼显示屏 10的方向为Y轴，且以面向观看者的方向作为Y轴的正方向；

3D裸眼显示屏10面向观看者的左侧方向的一组定位摄像机镜头30A 的中心点连接线与负方向的X轴呈第一预设夹角，且相对于Y轴向X轴的负方向倾斜呈第二预设夹角；右侧方向的一组定位摄像机镜头30B的中线点连接线与正方向的X轴正方向第一预设夹角，且相对于Y轴向X 轴的正方向倾斜呈第二预设夹角；两组定位摄像机镜头30A和30B相对于Y轴向Z轴负方向倾斜呈第三预设夹角。

具体而言，负方向的X轴为朝向负方向延伸的X轴，正方向的X轴为朝向正方向延伸的X轴，θ角度表示第一预设夹角。如图5所示，ψ表示第二预设夹角，3D裸眼显示屏面向观看者的左侧方向上的一组定位摄像机镜头相对于Y轴向X轴的负方向呈第二预设夹角，表示该组定位摄像机镜头向内倾斜第二预设夹角；右侧方向上的一组定位摄像机镜头相对于Y轴向X轴的正方向呈第二预设夹角，表示该组定位摄像机镜头也向内倾斜第二预设夹角。进一步地，如图4所示，表示第二预设夹角，两组定位摄像机镜头相对于Y轴向Z轴负方向呈第三预设夹角，表示两组定位摄像机镜头还向下倾斜第三预设角度。即本实用新型实施例的3D裸眼智能交互装置的两组定位摄像机镜头，其每组的中心点连接线与X轴呈第一预设夹角，且向内倾斜并下倾斜。其中，每组中的定位摄像机镜头的个数还可以为多个，如3个或4个，可在原每组两个定位摄像机镜头的安装方式基础上进行添加。其中，两组定位摄像机镜头可分别设于3D裸眼显示屏的上方两侧，或中部两侧，或下方两侧。较优地，可如图1所示安装在3D裸眼显示屏的上方两侧。

本实用新型实施例的3D裸眼智能交互装置，可在连接外界设备，如光学定位立体交互笔时，准确定位到该外界设备发出的信号。尤其在教学课堂种，教师使用该3D裸眼智能交互装置播放教学视频或教学课件时，其上两侧安装的定位摄像机镜头可准确定位并捕捉到外接交互设备发出的交互信息，以使3D裸眼智能交互装置在接收到该交互信息时呈现和转换对应的3D图像，从而实现信息交互。进一步地，在课堂上，学生一般坐在讲台下听课，进而本实用新实施例将定位摄像机镜头向内并向下倾斜，可更加就精确地定位到学生手中的外接交互设备。

本实用新型实施例的定位摄像机镜头镶嵌于3D裸眼显示屏内部，其布局位置及其方位，可对外接的3D交互设备定位更加精确，可更加快速稳定有效地捕捉到信号点，进而使得3D成像效果更优质。同时，使得定位摄像机镜头能够稳定地进行定位，可防止因外接交互装置引起抖动导致定位效果不佳问题的发生。本实用新型结构简单，进一步优化了定位摄像机镜头的安装位置，使得定位更加准确，信息交互反应更加灵敏。进一步地，本实用新型实施例可适用于导游、旅游、自动化、机械以及动漫专业灯，可快速定位到外界交互设备，有效呈现并切换出优质的3D图像。

在一个具体的实施例中，第一预设夹角范围为15°至25°；第二预设夹角范围为9°至10°；第三预设夹角范围为16°至19°。

本实用新型的3D裸眼智能交互装置，优化了定位摄像镜头的布局和倾斜角度方位，有利于更加精确定位到外接交互设备的交互信号，以提高信息交互的灵敏度。

在一个具体的实施例中，第一预设夹角为20°；第二预设夹角为9.404°第三预设夹角为18.166°。

本实用新型实施例的3D裸眼智能交互装置，进一步优化了定位摄像机镜头的布局，尤其能够在教学使用过程中，能够准确捕捉到教室内学生手持的交互设备所发出的交互信息，精度高且定位准确，其定位视野合理，同时提高了信息交互的灵敏度。

参加图2，在一个具体的实施例中，3D裸眼显示屏两侧设有用于镶嵌定位摄像机镜头的凹槽40；凹槽40的个数与定位摄像机镜头的个数相同；各凹槽的底面与对应的定位摄像机镜头的表面平行。

具体而言，定位摄像机镜头的表面可与凹槽的底面处于同一平面或则凸出凹槽的底面。

本实用新型实施例的3D裸眼智能交互装置，其凹槽的底面向内倾斜，便于将定位摄像机镜头镶嵌在3D裸眼显示屏内部，可有效保证稳捕捉到外接设备的交互信息，且采集信号的视野布局更加合理化，结构简约，便于使用。

参见图2，在一个具体的实施例中，还包括设于3D裸眼显示屏上方中部的摄像机50。

本实用新型实施例的3D裸眼智能交互装置，可通过其不布设的用于人眼识别或人脸识别的摄像机镜头，可实现眼球追踪，尤其有助在教学时帮助学生和教师实时根据视点对应的视线切换并输出与教学同步的画面。本实用新型实施例可有助于提高教学质量，提高教学设施的智能化程度。

参加图2，在一个具体的实施例中，还包括设于3D裸眼显示屏下方两侧的两组喇叭孔60。

本实用新型实施例的3D裸眼智能交互装置，还包括两组喇叭孔，其布局合理，可实现扩音，可提高3D呈现的效果。

参见图2，在一个具体的实施例中，每组定位摄像机镜头30为双目摄像机镜头。

本实用新型实施例的3D裸眼智能交互装置，通过双目摄像机镜头，可实现模拟人眼呈现图像的效果，可将采集到的图像进行三维图形的建立，能够更加准确地定位到交互信息，提高交互的灵敏度，尤其可提高教学质量和效率。

参见图2，在一个具体的实施例中，每组定位摄像机镜头30为独立的摄像机镜头。

本实用新型实施例的3D裸眼智能交互装置，每组定位摄像机镜头可为独立的摄像机镜头。便于在其中某个定位摄像机镜头在故障时进行拆卸和维修，而不影响其他镜头的正常作业，实用性强。

参见图1，在一个具体的实施例中，每组定位摄像机镜头30A和30B 内的两个定位摄像机镜头的中心点间距L范围为55-70cm。

本实用新型实施例的3D裸眼智能交互装置，有助于实现模拟人眼呈现图像的效果，能够更加准确地定位到交互信息，提高交互的灵敏度，尤其可提高教学质量和效率。

参见图1，在一个具体的实施例中，每组定位摄像机镜头30A和30B 内的两个定位摄像机镜头的中心点间距L为63cm。

本实用新型实施例的3D裸眼智能交互装置，有助于实现模拟人眼呈现图像的效果，能够更加准确地定位到交互信息，提高交互的灵敏度，尤其可提高教学质量和效率。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本实用新型序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施场景，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。