本实用新型涉及虚拟现实/增强现实输入设备技术领域，具体而言，涉及一种手柄、增强现实显示系统及头戴显示系统。
背景技术：
随着头戴显示装置的蓬勃发展，控制头戴显示装置的手柄也在蓬勃发展。目前，现有的控制头戴显示装置的手柄一般是3DOF居多，6DOF也逐渐进入人们生活。6DOF手柄一般是在3DOF手柄的基础上添加多个用于定位的光源，通过计算头戴显示装置捕捉到的多个光源的位姿变化来确定手柄的运动轨迹实现6DOF功能。
现有的6DOF手柄用于定位的多个光源一般设置于一圆环上，该圆环与遥控主体固定连接。由于该圆环的尺寸一般较大(如oculus touch的手环外径大于10cm)，不便于收纳。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种方便收纳的手柄、增强现实显示系统及头戴显示系统，以解决上述问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
本实用新型较佳实施例提供一种手柄，应用于控制头戴显示装置，所述手柄包括遥控主体、翻盖和旋转机构，所述翻盖设置有多个用于定位的光源，所述旋转机构连接在所述遥控主体和翻盖之间，使所述翻盖能相对所述遥控主体翻开或盖合。
在本实用新型较佳实施例中，所述翻盖内设置有从控制器、电源和多个电子开关，每个所述电子开关电连接在每个光源与电源之间，所述从控制器与每个电子开关电连接。
在本实用新型较佳实施例中，所述遥控主体包括主控制器，所述旋转机构包括转轴和连接件，所述遥控主体靠近所述旋转机构的一端包括第一开孔、第二开孔和凹槽，所述转轴的两端分别穿过第一通孔和第二通孔后位于凹槽内，所述连接件的一端与所述转轴固定连接、另一端与所述翻盖固定连接，所述翻盖相对所述遥控主体盖合时，所述翻盖靠近所述旋转机构的一端相对所述遥控主体向外支出；
所述翻盖靠近所述旋转机构的一端包括与所述从控制器电连接的第一组触点，所述遥控主体靠近所述旋转机构一端包括弧形底面，所述弧形底面包括与所述第一组触点配合的第二组触点，所述第二组触点与所述主控制器电连接，所述翻盖相对所述遥控主体完全翻开时，所述第一组触点和第二组触点对应电连接。
在本实用新型较佳实施例中，所述翻盖包括凸起，所述第一组触点设置于所述凸起上，所述弧形底面包括凹陷，所述第二组触点设置于所述凹陷内。
在本实用新型较佳实施例中，所述翻盖完全翻开时，所述翻盖所在的平面与所述遥控主体所在的平面形成的二面角在120°～150°之间。
在本实用新型较佳实施例中，所述光源为红外光源。
在本实用新型较佳实施例中，所述遥控主体包括凸起的圆形触摸感应区，所述翻盖包括与所述圆形触摸感应区适配的圆形通孔，所述翻盖盖合时，所述圆形触摸感应区位于所述圆形通孔内。
本实用新型较佳实施例还提供一种增强现实显示系统，包括增强现实头戴显示装置和上述的手柄，所述增强现实头戴显示装置包括至少一个采集所述手柄的光源发射的光线的摄像头及与所述摄像头电性连接用于根据所述多个用于定位的光源发射的光线的方向计算得到所述手柄的位姿的处理器。
在本实用新型较佳实施例中，所述手柄还包括设置于所述圆形通孔的第一光源和第二光源，所述第一光源和第二光源发射的光线正交于所述圆形通孔的圆心。
本实用新型较佳实施例还提供一种头戴显示系统，包括头戴显示装置和上述的手柄，所述头戴显示装置包括至少一个采集所述手柄的光源发射的光线的摄像头及与所述摄像头电性连接用于根据所述多个用于定位的光源发射的光线的方向计算得到所述手柄的位姿的处理器。
本实用新型实施例提供的手柄仅用于3DOF定位时，可以使所述翻盖相对所述遥控主体盖合，方便用户使用。当该手柄用于6DOF定位时，可以使所述翻盖相对所述遥控主体翻开，点亮设置于翻盖的光源实现6DOF定位。以及当用户使用完该手柄后，可以使所述翻盖相对所述遥控主体盖合，减小手柄体积，方便用户收纳。
本实用新型实施例提供的增强现实显示系统和头戴显示系统包括上述手柄，因而具有类似的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本实用新型较佳实施例提供的一种手柄的结构示意图。
图2为图1所示翻盖的背面图。
图3为一实施方式中翻盖的电路连接框图。
图4为一实施方式中手柄的电路连接框图。
图5为一实施方式中手柄的结构示意图。
图6为图5所示手柄另一视角的结构示意图。
图7为图5所示手柄另一视角的结构示意图。
图8为另一实施方式中手柄的结构示意图。
图9为图8所示手柄另一视角的结构示意图。
图10为另一实施方式中手柄的结构示意图。
图11为本实用新型较佳实施例提供的一种头戴显示系统的方框示意图。
图12为本实用新型较佳实施例提供的一种增强现实头戴显示系统的方框示意图。
图13为一实施方式中图12所示手柄的结构示意图。
图标:1-手柄；10-遥控主体；30-翻盖；50-旋转机构；31-光源；32-从控制器；33-电源；34-电子开关；11-主控制器；51-转轴；52-连接件；12-第一开孔；13-第二开孔；14-凹槽；35-第一组触点；15-弧形底面；16-第二组触点；36-凸起；17-凹陷；18-圆形触摸感应区；37-圆形通孔；100-头戴显示系统；2-头戴显示装置；21-第一摄像头；22-第一处理器；200-增强现实显示系统；4-增强现实头戴显示装置；41-第二摄像头；42-第二处理器；431-红外摄像头；432-红外LED光源；38-第一光源；39-第二光源。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
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定义和解释。在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。
请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种手柄1的示意图。该手柄1可以应用于控制头戴显示装置2。该头戴显示装置2可以是虚拟现实头戴装置和增强现实头戴装置等。如图1所示，所述手柄1包括遥控主体10、翻盖30和旋转机构50。
所述翻盖30设置有多个用于定位的光源31。所述光源31可以为红外光源31或普通的能被摄像头捕捉到的LED灯。所述光源31的位姿和个数可以根据实际算法进行确定，以保证用户以任意姿态使用手柄1时，所述头戴显示装置2可以根据光源31的位姿还原手柄1的位姿。在本实施例中，光源31的个数和姿态如图1和图2所示，图2为图1所示翻盖30的背面图。对于图1和图2中的翻盖30，翻盖30上还可以设置容纳各个光源31的圆孔，光源31可以设置于所述圆孔内以使光源31相对所述翻盖30表面不突出或略微突出。
所述旋转机构50连接在所述遥控主体10和翻盖30之间，使所述翻盖30能相对所述遥控主体10翻开或盖合。当该手柄1仅用于3DOF定位时，可以使所述翻盖30相对所述遥控主体10盖合，方便用户使用。当该手柄1用于6DOF定位时，可以使所述翻盖30相对所述遥控主体10翻开，点亮设置于翻盖30的光源31实现6DOF定位。以及当用户使用完该手柄1后，可以使所述翻盖30相对所述遥控主体10盖合，减小手柄1体积，方便用户收纳。
可选地，请参阅图3，所述翻盖30内设置有从控制器32、电源33和多个电子开关34，每个所述电子开关34电连接在每个光源31与电源33之间，所述从控制器32与每个电子开关34电连接。所述电源33可以是一个，也可以是两个或多个，图3仅示出了一个。所述从控制器32用于控制每个电子开关34闭合或断开，继而控制每个与电子开关34连接的光源31发光或不发光，从而控制每个光源31的发光频率。因此，不同光源31发出的光信号不同，通过头戴显示装置2的摄像头采集得到的光信号就可以识别出该光信号来自于哪个光源31。例如，光源31发光表示1，不发光表示0；或光源31不发光表示1，发光表示0。则可以使每个光源31的光信号由多个0和1组成，不同光源31的0和1的组成不同，通过头戴显示装置2的摄像头采集得到的0和1的组成就可以识别出该光信号来自于哪个光源31。则，头戴显示装置2可以通过识别光源31位姿的变化继而获得手柄1的位姿变化。
所述翻盖30可以包括与所述从控制器32电连接的开关按钮，当需要使用手柄1的6DOF功能时，按下开关按钮，从控制器32控制每个光源31发出光信号用于定位。除了上述使用开关按钮手动控制从控制器32以实现手柄1的6DOF功能，还可以通过翻开翻盖30自动控制从控制器32以实现手柄1的6DOF功能。
翻开翻盖30自动控制从控制器32以实现手柄1的6DOF功能的方式有很多。例如，在翻盖30靠近旋转机构50附近处设置有至少一个光线传感器，所述至少一个光线传感器用于感应到光线强度并将感应到的光线强度发送至从控制器32。所述从控制器32用于在所述至少一个光线传感器感应到的光线强度达到预设值时，控制每个光源31按预设频率发光，从而实现手柄1的6DOF功能。又例如，在翻盖30和遥控主体10上分别设置数据触点，设计翻盖30和遥控主体10上的数据触点的位姿，使得翻盖30相对所述遥控主体10盖合时，翻盖30和遥控主体10上的数据触点不接触；在所述翻盖30相对所述遥控主体10完全翻开时，翻盖30和遥控主体10上的数据触点接触。具体实施时，翻盖30和遥控主体10上的数据触点的设置方式可以如图4、图5、图6、图7、图8和图9所示。
请结合图4、图5、图6和图7，所述遥控主体10包括设置在遥控主体10内部的主控制器11。所述旋转机构50包括转轴51和连接件52。所述遥控主体10靠近所述旋转机构50的一端包括第一开孔12、第二开孔13和凹槽14。所述转轴51的两端分别穿过第一通孔和第二通孔后位于凹槽14内。所述连接件52的一端与所述转轴51固定连接、另一端与所述翻盖30固定连接。所述翻盖30相对所述遥控主体10盖合时，所述翻盖30靠近所述旋转机构50的一端相对所述遥控主体10向外支出。所述翻盖30靠近所述旋转机构50的一端包括与所述从控制器32电连接的第一组触点35。所述第一组触点35设置在所述翻盖30相对所述遥控主体10向外支出的部分。所述遥控主体10靠近所述旋转机构50一端包括弧形底面15。所述弧形底面15包括与所述第一组触点35配合的第二组触点16。所述第二组触点16与所述主控制器11电连接。所述翻盖30相对所述遥控主体10完全翻开时，所述第一组触点35和第二组触点16对应电连接。其中，所述翻盖30相对所述遥控主体10完全翻开是指所述翻盖30所在的平面与所述遥控主体10所在的平面的夹角达到最大。
或者，请参阅图8和图9，所述翻盖30包括凸起36，所述第一组触点35设置于所述凸起36上，所述弧形底面15包括与所述凸起36配合的凹陷17，所述第二组触点16设置于所述凹陷17内。所述翻盖30相对所述遥控主体10完全翻开时，所述第一组触点35进入凹陷17内与所述第二组触点16对应电连接。
可选地，所述翻盖30完全翻开时，所述翻盖30所在的平面与所述遥控主体10所在的平面形成的二面角在120°～150°之间。
可选地，请参阅图10，所述遥控主体10包括凸起36的圆形触摸感应区18，所述翻盖30包括与所述圆形触摸感应区18适配的圆形通孔37，所述翻盖30盖合时，所述圆形触摸感应区18位于所述圆形通孔37内。
请参阅图11，本实用新型较佳实施例还提供一种头戴显示系统100，包括头戴显示装置2和上述的手柄1。所述头戴显示装置2包括至少一个第一摄像头21，所述第一摄像头21用于采集所述手柄1的光源31发射的光线。所述头戴显示装置2可以是虚拟现实头戴显示装置和增强现实头戴显示装置。所述头戴显示装置2包括与所述第一摄像头21电性连接用于根据所述多个用于定位的光源31发射的光线的方向计算得到所述手柄1的位姿的第一处理器22。
特别地，当所述遥控主体10包括凸起36的圆形触摸感应区18，所述翻盖30包括与所述圆形触摸感应区18适配的圆形通孔37，所述翻盖30盖合时，所述圆形触摸感应区18位于所述圆形通孔37内时，本实用新型较佳实施例还提供一种增强现实显示系统200，如图12所示。所述增强现实显示系统200包括增强现实头戴显示装置4和上述的手柄1。所述增强现实头戴显示装置4包括至少一个第二摄像头41，所述第二摄像头41用于采集所述手柄1的光源31发出的光线。增强现实头戴显示装置4还包括与所述第二摄像头41电性连接用于根据所述多个用于定位的光源31发射的光线的方向计算得到所述手柄1的位姿的第二处理器42。增强现实头戴显示装置4还可以根据手柄1的位姿还原手柄1上的圆形通孔37的圆心，继而可以采用圆形通孔37作为瞄准器件选择用户想要选中的物品。具体地，增强现实头戴显示装置4还包括与所述第二处理器42电连接的眼球识别模块。所述眼球识别模块可以包括红外摄像头431和红外LED光源432。红外LED光源432发射的红外光被人眼反射进入红外摄像头431形成人眼红外图像。红外摄像头431将人眼红外图像发送至第二处理器42进行眼球检测，识别出眼球所在的位姿、注视方向等。第二处理器42根据眼球所在的位姿和注视方向，结合所述手柄1的圆形通孔37的中心，即可获得用户想要选中的物品。
如图13所示，为了方便获得手柄1的圆形通孔37的圆心，可选地，所述手柄1还包括设置于所述圆形通孔37的第一光源38和第二光源39，所述第一光源38和第二光源39发射的光线正交于所述圆形通孔37的圆心。因此，可以通过识别第一光源38和第二光源39发射的光线的交点，识别圆形通孔37的圆心。
本实用新型较佳实施例提供的手柄1，仅用于3DOF定位时，可以使所述翻盖30相对所述遥控主体10盖合，方便用户使用。当该手柄1用于6DOF定位时，可以使所述翻盖30相对所述遥控主体10翻开，点亮设置于翻盖30的光源31实现6DOF定位。以及当用户使用完该手柄1后，可以使所述翻盖30相对所述遥控主体10盖合，减小手柄1体积，方便用户收纳。
应理解，本实用新型较佳实施例提供的增强现实显示系统200和头戴显示系统100具有上述手柄1，因而具有类似的有益效果。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。