外挂屏式VR眼镜的制作方法

本实用新型涉及虚拟现实设备领域，用于改善外挂屏式VR眼镜的显示效果，进一步涉及一种外挂屏式VR眼镜。

背景技术：

VR眼镜即“虚拟现实眼镜”(Virtual Reality Glasses)。通过光学装置将小显示屏上的内容放成大场景，并通过相关硬件和软件实现虚拟现实的功能。

根据显示屏是否内置一体化来区分，目前VR眼镜主要有两个类型：一体化显示屏VR眼镜和外挂屏式VR眼镜,前者集成处理系统和显示屏，后者需要外挂屏装置来实现处理和显示功能，例如，将手机作为外挂屏装置，通过将手机放入VR眼镜内实现处理和显示功能。

虽然一体化显示屏VR眼镜的显示效果较好，但其价格较高，且一般需要连接电脑端，另外，如果显示屏技术升级后观看者想更换更高级的显示屏，就需要更换整体VR眼镜，所以其使用成本和升级成本都较高。而外挂屏式VR眼镜由于自身不带显示屏，其结构简单、价格便宜，随着显示屏技术的进步，直接将更高级的外挂屏装置放入VR眼镜内即可实现VR眼镜显示屏的升级，所以其使用成本和升级成本都较低，且无需连接电脑端，使用方便，便于普及，有着广泛的应用前景。

但目前的外挂屏式VR眼镜技术不能保证画面位置与眼镜位置一致，也不能保证显示画面的大小和眼镜的视域匹配，所以导致观看效果不佳，甚至佩戴起来容易引起头晕。

发明人研究发现，主要原因有以下3点(以手机为外挂显示屏装置为例)：

1、外挂屏装置的显示屏通常大小不一，如手机显示屏尺寸可能小到4寸，大到7寸；

2、显示屏在VR眼镜中的位置也不相同，如有的手机边框宽，有的手机边框窄，即使显示屏尺寸相同的手机，其显示区域与手机边框的位置也不固定；

3、不同观看者的瞳距可能不一样，当前的VR眼镜可以调节两组镜片的瞳距，但还不能根据瞳距自动调节两个画面之间的距离。

因此，现有外挂屏式VR眼镜技术还有待于改进。

技术实现要素：

为了解决外挂屏式VR眼镜的显示效果差的问题，本实用新型的技术方案如下：

一种外挂屏式VR眼镜，包括壳体、光学镜片和用于放置外挂屏装置的外挂屏固定结构，在外挂屏式VR眼镜上设置有能被外挂屏装置检测到的触点。

所述的外挂屏式VR眼镜，还包括瞳距调节装置，所述触点随所述光学镜片而移动且与所述光学镜片的相对位置固定不变。

所述的外挂屏式VR眼镜，还包括分别与两个光学镜片相对应的两个光学镜片构架，两个所述光学镜片构架上或任意一个所述光学镜片构架上设置有所述触点。

所述的外挂屏式VR眼镜，所述光学镜片构架为所述光学镜片的镜框，或者为与所述光学镜片连接的、用于调节瞳距的结构。

所述外挂屏式VR眼镜，每个光学镜片构架上均设置一个所述触点。

所述外挂屏式VR眼镜，在一个光学镜片构架上设置两个所述触点，在另一个光学镜片构架上设置一个或两个所述触点。

所述外挂屏式VR眼镜，所述一个光学镜片构架上的两个所述触点按光学镜片的中心呈对称布置。

所述外挂屏式VR眼镜，只有一个光学镜片构架上设置有所述触点，同时在外挂屏式VR眼镜固定的位置上设置有固定触点。

所述外挂屏式VR眼镜，所述触点为可被电容式触摸屏识别的电容触点。

所述外挂屏式VR眼镜，所述触点为可被电阻式触摸屏识别的压力触点。

所述外挂屏式VR眼镜，所述电容触点不接触到外挂屏装置的显示屏。

所述外挂屏式VR眼镜，所述壳体上或者所述外挂屏固定结构上设置有能够将所述外挂屏装置进行定位的定位结构，所述触点可拆卸。

所述光学镜片构架是指与相应光学镜片的相对位置是固定不变的结构，包括但不限于光学镜片的镜框、与光学镜片连接的且用于调节光学镜片瞳距的结构；只要随着光学镜片移动，所述触点也跟着移动即可。

所述触点只要能被外挂屏装置检测到即可，不一定需要接触到屏幕，例如对于显示屏为电容式触摸屏的外挂屏装置而言，触点虽然不接触屏幕，但只要离触屏较近也可被检测到。

外挂屏式VR眼镜的外挂屏装置包括但不限于手机，但为了便于说明，以下均以手机为例进行说明。

将手机放入VR眼镜的外挂屏固定结构里，手机在一个屏幕上分左右显示两幅画面，这两幅画面分别通过两组光学镜片被观看者的两只眼睛看到。在未经画面调整的VR眼镜上，观看者需要先根据观看效果(比如重影等)或自己的已知瞳距值手动调整两个镜片的瞳距；在调整镜片瞳距过程中，固定在光学镜片构架上的触点也相应移动，手机便可根据所述触点确定当前两组镜片的位置，从而根据镜片的位置调整两个画面的显示位置。在手机比较大的情况下，如果按照手机屏幕大小显示两组画面可能导致显示的画面超出视域，这时手机还可以根据所述触点提供的信息将画面缩小以达到更好的观看效果。

当VR眼镜的壳体上或者VR眼镜的外挂屏固定结构上设置有能够将手机进行定位的定位结构时，所述两幅画面的位置和大小信息，对于同一型号的手机和VR眼镜是不变的，这时所述触点还可以做成可拆卸式的(例如，卡接连接)，在需要自动调整时安装上，调整完保存参数后也可以拆下来。

本实用新型外挂屏式VR眼镜，设置有能被外挂屏装置检测到的触点，通过检测到的触点信息可以提供外挂屏幕装置自动调整显示画面的位置和大小所需要的信息，使得屏幕显示的两幅画面位于两个镜片的正前方，并且可以控制显示区域的大小，从而获得更好的观看效果。

附图说明

图1为本实用新型的外挂屏式VR眼镜的结构示意图。

图2为每个光学镜片构架上设置一个触点时的外挂屏装置示意图。

图3为两个光学镜片构架上均设置有触点时的外挂屏装置示意图。

图4为只有一个光学镜片构架上设置有触点，同时在VR眼镜固定的位置上设置有固定触点时的外挂屏装置示意图。

图5为全景显示模式下的外挂屏装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的进行详细的描述。

本申请为了解决由于外挂屏式VR眼镜的显示画面位置和眼镜位置不一致,以及显示画面大小不能和VR眼镜视域相匹配，而导致的显示效果差的问题，通过在VR眼镜上设置有能被外挂屏装置检测到的触点，使得外挂屏装置能够根据检测到的触点位置调整两个显示画面的位置和/或大小。本申请通过外挂屏装置检测所述触点的位置，即能够检测到两组光学镜片的位置，根据光学镜片的位置信息，外挂屏装置就能够调整两个画面的显示位置和/或大小，从而能够使得显示画面位置和眼镜位置一致,显示画面大小和VR眼镜视域相匹配，提高外挂屏式VR眼镜的显示效果。

如图1所示为本申请提供的一种优选实施例的所述外挂屏式VR眼镜的结构示意图，本实例的外挂屏式VR眼镜包括壳体1、两组光学镜片4、两组镜框5、触点7、外挂屏托板8、铰链9和固定挡板10。所述两组光学镜片4分别固定在两个镜框5上，所述镜框5上安装有能被外挂屏装置100检测到的触点7。所述外挂屏托板8和所述固定挡板10属于外挂屏固定结构。

需要说明的是，本申请并不限定于触点7设置在镜框5上，在另一种实施例中，触点7也可设置于与光学镜片连接的、用于调节瞳距的结构上，或者其他结构上，只要满足外挂屏装置通过检测到触点的位置即可获取到光学镜片的位置的要求即可，触点可设置于外挂屏式VR眼镜的任意位置，均在本申请的保护范围之内。

优选地，外挂屏式VR眼镜还包括瞳距调节器3，使得本申请中的外挂屏式VR眼镜的两个光学镜片之间的距离能够与观看者的瞳距相匹配，在调节瞳距调节器时，光学镜片会发生移动，外挂屏式VR眼镜上的触点随光学镜片移动且与光学镜片的相对位置固定不变，因此，在光学镜片的位置发生变化时，触点的位置相应发生变化，外挂屏装置能够通过检测触点的位置得到光学镜片变化后的位置，进而调整两个显示画面的位置，使之光学镜片位置的变化相适配，也即与观看者的瞳距相适配。

本申请中所述的瞳距调节器3可以采用现有的各种适当结构。例如，可以通过螺纹螺杆或齿轮的结构与VR眼镜的两组光学镜片结构连接，通过驱动螺杆或者齿轮转动，即可调节两组光学镜片的距离。在图1所述的优选实施例中，通过驱动螺杆或者齿轮，可以实现两组光学镜片的同时调整，即实现两组光学镜片同时相向移动或者反向移动。但本申请不限于此，在本申请的其他实施例中，可以通过螺杆或者齿轮分别调整每组光学镜片的位置，以适应不同的需要。

上述实施例提供了一种较优的外挂屏式VR眼镜的结构，但本申请并不以此为限，只要在VR眼镜上设置有能被外挂屏装置检测到的触点即可，外挂屏式VR眼镜的其他结构可以采用现有的任何结构，例如，固定挡板10可以卡接在壳体1上。

采用本申请提供的外挂屏式VR眼镜，将外挂屏装置100放在所述外挂屏托板8上，然后扣上所述固定挡板10即可固定外挂屏装置。外挂屏装置100在确定显示画面的大小和位置时，根据所述触点7确定当前两组镜片的位置，进而根据镜片的位置调整两个画面的显示位置和大小。

进一步地，对于设置有瞳距调节器的外挂屏式VR眼镜，在未经画面调整的VR眼镜上，观看者需要先根据观看效果(比如重影等)或自己的已知瞳距值利用所述瞳距调节器3调整两个镜片的瞳距；在调整镜片瞳距过程中，固定在所述镜框5上的所述触点7也相应移动，所述外挂屏装置100便可根据所述触点7确定当前两组镜片的位置，从而根据镜片的位置调整两个画面的显示位置和大小。而此时两个显示画面的中心距离即为当前的瞳距，所述外挂屏装置可以选择性地将计算出的瞳距和其他画面信息显示在屏幕上。

需要注意的是，针对个人特别制定的VR眼镜，不需要调整瞳距,这类VR眼镜上也无需设置瞳距调节器；针对个人之前已经调节好瞳距的VR眼镜，由于该VR眼镜的瞳距与佩戴者的瞳距完全相符，因此也不需要重新调整瞳距。对于这两类VR眼镜，在使用时，只需要将外挂屏装置100放在所述外挂屏托板8上，然后外挂屏装置100根据触点7确定当前两组镜片的位置，从而根据镜片的位置调整两个画面的显示位置和大小即可。

在本发明中，所述触点可以具有不同的设置方式，下面以以下实施实例为例进行具体说明，需要说明的是，图2与图4中外挂屏装置100的显示画面均为长方形，实际上，由于镜片能够优化的参数极其有限，在满足提高清晰度，增强视野的情况下，很难同时满足消除畸变的目的，因此，手机上的显示画面的形状依镜片的不同而不同，可能显示为枕形(显示画面的四个边内凹)或者桶形(显示画面的四个边外凸)，也可能长方形，本申请对显示画面的形状不做限定。

对于显示画面为上述枕形或桶形的情况，在确定显示画面的高度和宽度时，以最大的纵向距离记为高度，以最大的横向距离记为宽度。

实施实例1

如图2所示为每组光学镜片构架上设置一个触点时的外挂屏装置100示意图。左边光学镜片构架上设置第一触点701；右边光学镜片构架上设置第二触点702。虚线框101为眼镜通过光学镜片所能看到的范围，即视域。两个所述触点离视域边界有一定的安全距离E，这样就不会因为设置的触点及触点连接装置挡住观看者的视线。

对于指定型号的VR眼镜，其所述视域101的大小是由光学镜片自身的参数和光学镜片至显示屏之间的距离参数，也即物距确定的，本实例中可以事先在所述外挂屏装置100中输入具体数据或选择预置好参数的VR眼镜型号来确定视域大小，也即确定显示画面的大小。

需要说明的是，本申请中提到的视域是指对应于显示屏幕观看效果较为理想的显示画面大小，并不是VR眼镜的全部视域。VR眼镜的全部视域形状与光学镜片的形状有关，例如光学镜片的形状为圆形时，其实际视域通常也为圆形，但在显示时，一般显示为长方形或类长方形(例如上文提到的桶形或枕形)。

优选地，当外挂屏式VR眼镜工作于全景模式时，在显示屏的显示范围之内，显示画面的大小可以比非全景模式大，以提高沉浸感。因此可以同时设置全景模式和非全景模式两组独立的视域大小参数和安全距离E值。

下面要确定两幅画面的位置。本实例中每个所述触点都设置在所述视域101的下侧的中间位置，以左侧画面为例，其横向中点与所述触点701的横向位置相同，其纵向位置的下边缘为所述触点701的纵向位置加上所述安全距离E，同理可根据所述触点702来确定右侧画面的位置。

实施实例2

如图3所示为每组光学镜片构架上均设置有两个触点时的外挂屏装置100示意图。左边光学镜片构架上设置第一触点701和第二触点702；右边光学镜片构架上设置第三触点703和第四触点704。虚线框101为眼镜通过光学镜片所能看到的范围，即视域。四个所述触点离视域边界有一定的安全距离E，这样就不会因为设置的触点及触点连接装置挡住观看者的视线。

本实例中每组所述触点都设置在所述视域101的上下两侧的中间位置，以左侧画面为例，所述外挂屏装置100检测到所述第一触点701和第二触点702，计算两点连线的中点即为所需要显示画面的中心点。而所述第一触点701和第二触点702的距离再减去两倍的所述安全距离E即为显示画面的高度H，再根据画面的显示比例即可确定画面的长度L。同理利用所述第三触点703和所述第四触点704确定右侧画面的位置和大小。

优选地，可以同时设置全景模式和非全景模式两组独立的安全距离E值。

实施实例3

本实施实例和实施实例2相似，在本实施例中仅没有设置所述第四触点704。

根据实施实例2中描述的所述第一触点701和所述第二触点702确定左侧画面的位置和大小，直接设置右侧画面大小等于左侧画面大小，然后根据所述第三触点703和所述第一触点701的距离D确定右侧画面的位置。

实施实例4

如图4所示为只有一个光学镜片构架上设置有触点，同时在VR眼镜固定的位置上设置有固定触点时的外挂屏装置示意图。

对于指定型号的VR眼镜，其所述视域101的大小是由光学镜片的几何尺寸确定的，本实例中可以事先在所述外挂屏装置100中输入具体数据或选择预置好尺寸的VR眼镜型号来确定视域大小，或者也可以先根据所述触点701和所述固定触点802的纵向距离D2来确定显示画面的高度H＝D2-Kd，对于确定的VR眼镜，H是确定的，触点701和固定触点802之间的纵向距离D2也是固定的，因而Kd为固定值，Kd可以提前输入到所述外挂屏装置100中或选择预置好数值的VR眼镜型号。然后只需要根据所述固定触点802和所述触点701确定两幅画面的显示位置即可。

所述固定触点802为固定在所述VR眼镜壳体1上的触点，在调节所述瞳距调节器3的过程中，所述固定触点802的位置是固定不变的。

本实例中调节瞳距过程中所述触点701只是随着所述光学镜片4左右移动，所以所述固定触点802和所述触点701的纵向距离D2是固定不动的，横向距离D1是变化的。将所述触点701设置在左侧画面的中点，用所述触点701的纵向位置减去安全距离E即为左右两侧画面的上边沿位置，从而确定了左右两个画面的纵向位置。所述触点701的中点即为左画面的横向中点，这样左画面的横向位置即可确定。

在确定右侧画面的横向位置时，一种情况下，若需要通过所述瞳距调节器3调节瞳距时，也即本实施实例还需要调节所述瞳距调节器3时，两个所述光学镜片4呈对称运动，这样移动过程中两幅画面视域的间距D的变化距离为D1变化距离的2倍。即D＝K-2×D1。K为固定触点802至两个镜片之间横向中心点的横向距离的2倍，对于确定的VR眼镜，固定触点802至两个镜片之间横向中心点距离为常量，因而K为常量。因此，D由所述固定触点802和所述触点701的位置及光学镜片的位置确定。另一种情况下，对于个人定制化VR眼镜，VR眼镜的瞳距是与使用者的瞳距相匹配，因而个人定制化的VR眼镜的D值是不变的，所以可以依上述两种情况的不同，事先在所述外挂屏装置100中输入K值或D值的具体数据，也可以预先在外挂屏装置100中设置K值和D值与VR眼镜型号的对应关系，使用者选择预置好参数的VR眼镜型号即可。

优选地，可以同时设置全景模式和非全景模式两组独立的视域大小参数和安全距离E值。

实施实例5

如图5所示，本实施实例和实施实例1相似，只是本示例为全景显示模式下其部分显示画面超出了VR眼镜的光学视域102范围，所以虽然触点设置在了显示画面上(此时安全距离E值为负值)但并不影响观看视线，将触点的横向位置加固定参数De后即可根据实例1进行处理。De为VR眼镜的固定参数，也即触点701至其对应光学镜片的光学中心的横向距离，可以设置或选择预置好参数的VR眼镜型号。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施实例，不能因此而理解为对本实用新型专利保护范围的限制，凡依据本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。