一种VR设备的制作方法

文档序号:15045840发布日期:2018-07-27 22:37阅读:167来源:国知局

本发明涉及虚拟现实技术领域,特别是涉及一种vr设备。



背景技术:

vr(virtualreality,虚拟现实)设备的内部通常会设置有目镜,该目镜具有固定的入瞳中心,入瞳中心为该目镜呈现图像的位置的中心,入瞳中心通常设置在佩戴vr设备的用户的眼睛附近。然而,由于制作工艺的限制,具有大视场角的目镜成像的畸变较大,而成像畸变较小的目镜又不能满足vr设备对大视场角的要求。现有技术中,为了满足vr设备的大视场角的要求,通常采用具有大视场角的目镜进行成像,然后根据校正算法对成像的畸变进行校正。

然而,发明人在实现本发明的过程中发现,现有技术至少存在如下问题:

现有技术中,根据校正算法对成像的畸变进行校正时,会降低成像的分辨率,进而导致vr设备成像的质量差。



技术实现要素:

本发明实施例的目的在于提供一种vr设备,以提高的vr设备的成像质量。具体技术方案如下:

为了达到上述目的,本发明实施例公开了一种vr设备,所述vr设备内部设置有目镜结构,所述目镜结构包括预设数量个目镜,所述目镜为视场角在预设角度范围内的目镜,所述预设数量个目镜处于同一水平面,且具有相同的入瞳中心。

可选的,每相邻的两个目镜的中心轴的夹角相同。

可选的,所述预设数量个目镜具有相同的视场角。

可选的,所述预设数量个目镜中靠近所述入瞳中心的预设数量个镜片为一体的。

可选的,所述vr设备还包括显示屏和外壳,所述显示屏与所述入瞳中心分别位于所述目镜结构的两侧。

可选的,在所述vr设备运行过程中,所述预设数量个目镜接收所述显示屏发出的光线,并将接收到的所述光线汇集到所述入瞳中心。

本发明实施例提供的一种vr设备内部设置有目镜结构,目镜结构包括预设数量个目镜,目镜为视场角在预设角度范围内的目镜,预设数量个目镜处于同一水平面,且具有相同的入瞳中心。vr设备可以将各目镜的视场角范围内的图像反射的光线,折射到入瞳中心。用户通过vr设备,可以观看到各目镜的视场角范围内的图像。可见,本发明实施例的vr设备能够使用户观看到较大视场角范围内的图像,且能够避免校正算法导致的成像分辨率低的问题,进而提高vr设备的成像质量。

当然,实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例提供的一种vr设备的结构俯视图;

图2为本发明实施例提供的一种目镜的结构图;

图3为本发明实施例提供的一种复合镜片的结构图;

图4为本发明实施例提供的第二种vr设备的结构俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行描述。

现有技术中,vr设备通常采用具有大视场角的目镜进行成像,然后根据校正算法对成像的畸变进行校正。然而在对成像的畸变进行校正时,会降低成像的分辨率,进而导致vr设备成像的质量差。

为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种vr设备,vr设备可以将内部各目镜的视场角范围内的图像反射的光线,折射到入瞳中心。用户通过vr设备,可以观看到各目镜的视场角范围内的图像。可见,本发明实施例的vr设备能够使用户观看到较大视场角范围内的图像,且能够避免校正算法导致的成像分辨率低的问题,进而提高vr设备的成像质量。

参见图1,图1为本发明实施例提供的一种vr设备的结构俯视图。

其中,vr设备内部可以设置有目镜结构,目镜结构包括预设数量个目镜。为了减小成像的畸变,通常可以采用视场角较小的目镜,例如,视场角为45度的目镜、视场角为60度的目镜。技术人员可以根据vr设备的成像要求,确定所使用的目镜。预设数量可以根据预设的该vr设备的视场角和目镜的视场角确定,具体的,当预设数量个目镜的视场角相同时,可以用预设的该vr设备的视场角除以目镜的视场角,根据除得的商确定目镜的数量。示例性的,预设的vr设备的视场角为120度,采用视场角为60度的目镜,则预设数量可以为2,或者,预设的vr设备的视场角为120度,采用视场角为45度的目镜,则预设数量可以为3。上述预设数量个目镜处于同一水平面,且具有相同的入瞳中心。另外,预设数量个目镜的视场角也可以不相同,只需各目镜的视场角的总和大于或者等于预设的vr设备的视场角即可。

本实施例中,预设数量可以为3。参见图1,vr设备内部的目镜结构包括:第一目镜101、第二目镜102、第三目镜103。第一目镜101、第二目镜102和第三目镜103处于同一水平面,具有相同的入瞳中心104。入瞳中心104为该vr设备呈现图像的位置的中心,通常位于佩戴vr设备的用户的眼睛附近。第一目镜101、第二目镜102和第三目镜103的视场角可以相同,也可以不相同。第一目镜101可以将该目镜的视场角范围内的图像反射的光线,折射到入瞳中心104,以使佩戴vr设备的用户通过第一目镜101,观看到第一目镜101的视场角范围内的图像;第二目镜102可以将该目镜的视场角范围内的图像反射的光线,折射到入瞳中心104,以使佩戴vr设备的用户通过第二目镜102,观看到第二目镜102的视场角范围内的图像;第三目镜103可以将该目镜的视场角范围内的图像反射的光线,折射到入瞳中心104,以使佩戴vr设备的用户通过第三目镜103,观看到第三目镜103的视场角范围内的图像。vr设备可以将第一目镜101、第二目镜102和第三目镜103的视场角范围内的图像反射的光线,折射到入瞳中心104。由于第一目镜101、第二目镜102和第三目镜103处于同一水平面,且第一目镜101、第二目镜102和第三目镜103的视场角较小,即成像的畸变较小,因此,用户通过该vr设备可以观看到第一目镜101、第二目镜102和第三目镜103的视场角范围内的图像,且观看到的图像的畸变较小。

该vr设备内部可以设置有显示屏,显示屏与入瞳中心分别位于目镜结构的两侧,佩戴vr设备的用户可以通过目镜结构观看vr设备的显示屏上显示的图像;也可以将其他具有显示屏的电子设备(例如智能手机)放置与vr设备内部,与入瞳中心分别位于目镜结构的两侧,佩戴vr设备的用户可以通过目镜结构观看电子设备的显示屏上显示的图像。

另外,可以根据预设的vr设备的视场角和每一目镜的视场角,确定每相邻的两个目镜的中心轴的夹角。示例性的,预设的vr设备的视场角为120度,第一目镜101的视场角为40度,第二目镜102的视场角为40度,第三目镜103的视场角为50度。可以看出,通过第一目镜101、第二目镜102和第三目镜103可以得到的最大视场角为40度+40度+50度=130度,而预设定的vr设备的视场角为120度,因此,可以设置130度-120度=10度的视场角重合部分。具体的,可以分别设置2度和8度的视场角的重合部分,设置第一目镜101与第二目镜102之间存在2度的视场角重合部分,即第一目镜101与第二目镜102的中心轴的夹角为(40度+40度)/2-2度=38度,设置第二目镜102与第三目镜103之间存在8度的视场角重合部分,即第二目镜102与第三目镜103的中心轴的夹角为(40度+50度)/2-8度=37度;也可以分别设置4度和6度的视场角重合部分,可以设置第一目镜101与第二目镜102之间存在8度的视场角重合部分,即第一目镜101与第二目镜102的中心轴的夹角为(40度+40度)/2-4度=36度,设置第二目镜102与第三目镜103之间存在6度的视场角重合部分,即第二目镜102与第三目镜103的中心轴的夹角为(40度+50度)/2-6度=39度。本发明申请对上述视场角重合部分的度数并不进行限制,只需保证目镜结构的整体视场角大于或等于预设的vr设备的视场角即可。

参见图2,图2为本发明实施例提供的一种目镜的结构图,该目镜可以是图1中vr设备的目镜结构中的任一目镜,目镜包括:

镜片201、镜片202和镜片203,其中,镜片201可以将该目镜的视场角范围内的图像反射的光线,折射到镜片202。镜片201可以为凸透镜,其水平视场角和垂直视场角相同,且水平视场角和垂直视场角由镜片201自身的制作工艺决定。镜片202可以为凸透镜,可以将镜片201折射的光线折射到镜片203。镜片203可以将镜片202折射的光线折射到左侧的入瞳中心204。镜片202通常具有消除色差的作用。镜片203可以为正方体,以提高用户的观看体验。

可选的,每相邻的两个目镜的中心轴的夹角相同。

在实施中,针对图1中的vr设备,可以分别设置3.5度和7.5度的视场角重合部分,设置第一目镜101与第二目镜102之间存在5度的视场角重合部分,即第一目镜101与第二目镜102的中心轴的夹角为(40度+40度)/2-2.5度=37.5度,设置第二目镜102与第三目镜103之间存在5度的视场角重合部分,即第二目镜102与第三目镜103的中心轴的夹角为(40度+50度)/2-7.5度=37.5度。

由以上可见,在本发明实施例中,可以设置vr设备中每相邻的两个目镜的中心轴的夹角相同,使得vr设备内的预设数量个目镜排列对称,提高用户观看体验。

可选的,vr设备还可以采用预设数量个具有相同视场角的目镜。

在实施中,为了使用户获得更好的观看体验,vr设备采用的预设数量个目镜可以是视场角相同的目镜。通常,目镜的水平视场角与垂直视场角相同。示例性的,该vr设备可以采用三个水平视场角为60度,垂直视场角也为60度的目镜,使得该vr设备具有60度的垂直视场角,该vr设备的最大水平视场角为60度×3=180度;或者,该vr设备可以采用三个水平视场角为45度,垂直视场角也为45度的目镜,使得该vr设备具有45度的垂直视场角,该vr设备的最大水平视场角为45度×3=135度。另外,还可以根据用于显示图像的显示屏的高度,和显示屏与目镜的距离,确定目镜的视场角。当显示屏的高度固定时,显示屏与目镜的距离越小,则需要使用视场角较大的目镜;显示屏与目镜的距离越大,则可以使用视场角较小的目镜。采用相同视场角的目镜,能够保证用户通过每一目镜观看到显示屏的垂直方向上的完整图像,且不会造成目镜的垂直视场角的浪费。示例性的,vr设备可以采用视场角为40度的目镜1、视场角为40度的目镜2和视场角为50度的目镜3。显示屏的高度确定后,如果根据40度的视场角,确定目镜与显示屏的距离,则会造成目镜2的垂直视场角的浪费;如果根据50度的视场角,确定目镜与显示屏的距离,则用户通过目镜1和目镜2无法观看到显示屏的垂直方向上的完整图像。

由以上可见,在本发明实施例中,vr设备可以采用预设数量个具有相同视场角的目镜,能够避免目镜的视场角的浪费,且能够提高用户的观看体验。

可选的,预设数量个目镜中靠近入瞳中心的预设数量个镜片可以为一体的。

可以将第一目镜101、第二目镜102和第三目镜103中离入瞳中心最近三个镜片加工成一个复合镜片。参见图3,图3为一种复合镜片的结构图。

在实施中,复合镜片301可以看成由第一子镜片301a、第二子镜片301b和第三子镜片301c组成。第一子镜片301a和第二子镜片301b之间的夹角,可以根据第一子镜片301a所属的目镜和第二子镜片301b所属的目镜的中心轴的夹角确定,第二子镜片301b和第三子镜片301c之间的夹角,可以根据第二子镜片301b所属的目镜和第三子镜片301c所属的目镜的中心轴的夹角确定。

由以上可见,在本发明实施例中,预设数量个目镜中靠近入瞳中心的预设数量个镜片可以为一体的,能够减小目镜结构在vr设备内部占用的空间,且能够提高目镜结构的稳固性。复合镜片加工完成后,根据复合镜片中各子镜片的位置,可以直接对目镜结构中的其他镜片进行组装,不需要再根据相邻两个目镜的中心轴的夹角进行角度调试,能够降低vr设备的加工难度。

可选的,vr设备还可以包括显示屏和外壳,显示屏与入瞳中心分别位于目镜结构的两侧。

参见图4,图4为本发明实施例提供的第二种vr设备的结构俯视图,包括:

第一目镜401、第二目镜402、第三目镜403、显示屏404和外壳405。第一目镜401、第二目镜402和第三目镜403处于同一水平面,具有相同的入瞳中心406。入瞳中心406为该vr设备呈现图像的位置的中心,通常位于佩戴vr设备的用户的眼睛附近。显示屏404用于显示图像,本实施例中仅以显示屏404为曲面的为例进行说明,实际对显示屏404的形状并不进行限定。vr设备可以与其他电子设备相连,例如,智能手机、智能平板等设备,以从电子设备获取图像,并显示在显示屏404上;vr设备内部也可以设置有存储部件,用于存储图像,vr设备可以根据用户的选择在显示屏404上显示用户指定的图像。外壳405用于固定第一目镜401、第二目镜402、第三目镜403和显示屏404。用户通过第一目镜401、第二目镜402、第三目镜403可以分别观看到显示屏404显示的不同区域的图像。示例性的,当vr设备与智能手机连接时,用户可以在智能手机上选择需要体验的游戏场景,智能手机可以将游戏场景对应的虚拟图像发送给vr设备。vr设备可以将接收到的虚拟图像显示在显示屏404上,以使得用户可以通过第一目镜401、第二目镜402、第三目镜403观看到上述虚拟图像。

优选的,第一目镜401、第二目镜402、第三目镜403的水平视场角均为45度,垂直视场角也均为45度。其中,第一目镜401与第二目镜402之间存在5度的视场角重合部分,即第一目镜401与第二目镜402的中心轴的夹角为(45度+45度)/2-5度=40度,第二目镜402与第三目镜403之间存在5度的视场角重合部分,即第二目镜402与第三目镜403的中心轴的夹角为(45度+45度)/2-5度=40度。根据上述参数得到的vr设备,能够使用户观看到水平方向上125度视场角范围内的图像,垂直方向上45度视场角范围内的图像,且用户观看到的图像的畸变较小。

可选的,在vr设备运行过程中,预设数量个目镜可以接收显示屏发出的光线,并将接收到的光线汇集到入瞳中心。

在实施中,vr设备中目镜结构的预设数量个目镜可以接收显示屏发出的光线,并将光线汇聚到入瞳中心,以使佩戴该vr设备的用户可以通过目镜结构观看到显示屏上显示的图像。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

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