本實(shí)用新型涉及虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備領(lǐng)域，用于改善VR眼鏡的顯示效果，進(jìn)一步涉及一種外掛屏式VR眼鏡。

背景技術(shù)：

VR眼鏡即“虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡”(Virtual Reality Glasses)。通過光學(xué)裝置將小顯示屏上的內(nèi)容放成大場景，并通過相關(guān)硬件和軟件實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的功能。

根據(jù)顯示屏是否內(nèi)置一體化來區(qū)分，目前VR眼鏡主要有兩個(gè)類型：一體化顯示屏VR眼鏡和外掛屏式VR眼鏡，前者集成處理系統(tǒng)和顯示屏，后者需要外掛屏裝置來實(shí)現(xiàn)處理和顯示功能，例如，將手機(jī)作為外掛屏裝置，通過將手機(jī)放入VR眼鏡內(nèi)實(shí)現(xiàn)處理和顯示功能。

雖然一體化顯示屏VR眼鏡的顯示效果較好，但其價(jià)格較高，且一般需要連接電腦端，另外，如果顯示屏技術(shù)升級(jí)后觀看者想更換更高級(jí)的顯示屏，就需要更換整體VR眼鏡，所以其使用成本和升級(jí)成本都較高。而外掛屏式VR眼鏡由于自身不帶顯示屏，其結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜，隨著顯示屏技術(shù)的進(jìn)步，直接將更高級(jí)的外掛屏裝置放入VR眼鏡內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)VR眼鏡顯示屏的升級(jí)，所以其使用成本和升級(jí)成本都較低，且無需連接電腦端，使用方便、便于普及，有著廣泛的應(yīng)用前景。

但目前的外掛屏式VR眼鏡技術(shù)不能保證畫面位置與眼鏡位置一致，也不能保證顯示畫面的大小和眼鏡的視域匹配，所以導(dǎo)致觀看效果不佳，甚至佩戴起來容易引起頭暈。

發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，主要原因有以下3點(diǎn)(以手機(jī)為外掛屏裝置為例)：

1、外掛屏裝置的顯示屏通常大小不一，如手機(jī)顯示屏的尺寸可能小到4寸，大到7寸；

2、顯示屏在VR眼鏡中的位置也不相同，如有的手機(jī)邊框?qū)?，有的手機(jī)邊框窄，即使顯示屏尺寸相同的手機(jī)，其顯示區(qū)域與手機(jī)邊框的位置也不固定；

3、不同觀看者的瞳距可能不一樣，當(dāng)前的VR眼鏡可以調(diào)節(jié)兩組鏡片的瞳距，但還不能根據(jù)瞳距方便的調(diào)節(jié)兩個(gè)畫面之間的距離。

因此，現(xiàn)有外掛屏式VR眼鏡技術(shù)還有待于改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決外掛屏式VR眼鏡的顯示效果差的問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種外掛屏式VR眼鏡，包括殼體、光學(xué)鏡片、光學(xué)鏡片構(gòu)架和用于放置外掛屏裝置的外掛屏固定結(jié)構(gòu)，在外掛屏式VR眼鏡上同時(shí)設(shè)置有實(shí)現(xiàn)外掛屏裝置在VR眼鏡中定位的橫向定位結(jié)構(gòu)和縱向定位結(jié)構(gòu)，使得外掛屏裝置在VR眼鏡中的位置可以確定下來。

所述的外掛屏式VR眼鏡，所述橫向定位結(jié)構(gòu)和/或所述縱向定位結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述外掛屏固定結(jié)構(gòu)上。

所述的外掛屏式VR眼鏡，所述橫向定位結(jié)構(gòu)和/或所述縱向定位結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述殼體上。

所述的外掛屏式VR眼鏡，所述橫向定位結(jié)構(gòu)和/或縱向定位結(jié)構(gòu)上設(shè)置有定位位置調(diào)節(jié)器，使得定位位置可調(diào)，以適應(yīng)不同尺寸的外掛屏裝置。

所述的外掛屏式VR眼鏡，所述定位位置調(diào)節(jié)器上設(shè)置有標(biāo)示位置的刻度值。

所述的外掛屏式VR眼鏡，還包括瞳距調(diào)節(jié)器，使得外掛屏式VR眼鏡的瞳距可調(diào)。

所述的外掛屏式VR眼鏡，在所述瞳距調(diào)節(jié)器上設(shè)置有標(biāo)示瞳距的刻度值。

所述的外掛屏式VR眼鏡，還包括物距調(diào)節(jié)器，使得外掛屏式VR眼鏡的物距可調(diào)。

所述的外掛屏式VR眼鏡，所述物距調(diào)節(jié)器上設(shè)置有標(biāo)示物距的刻度值。

本實(shí)用新型外掛屏式VR眼鏡，在VR眼鏡上同時(shí)設(shè)置有橫向定位結(jié)構(gòu)和縱向定位結(jié)構(gòu)，使得外掛屏裝置在VR眼鏡中的位置可以確定下來，以便外掛屏裝置能夠根據(jù)自身的固定參數(shù)及外掛屏式VR眼鏡的位置調(diào)整顯示畫面的位置，使得外掛屏裝置上的顯示畫面位置和外掛屏式VR眼鏡的位置一致，從而提高VR眼鏡的顯示效果。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的外掛屏式VR眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為外掛屏裝置顯示屏中顯示畫面的大小和位置示意圖。

圖3為帶有刻度值的瞳距調(diào)節(jié)器示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)行詳細(xì)的描述。

本發(fā)明為了解決外掛屏式VR眼鏡顯示效果差的問題，通過在掛屏式VR眼鏡上同時(shí)設(shè)置橫向定位結(jié)構(gòu)和縱向定位結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)外掛屏裝置在外掛屏式VR眼鏡中的定位，基于該定位，能夠根據(jù)外掛屏式VR眼鏡的參數(shù)和外掛屏裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)外掛屏裝置上的顯示畫面的位置，以使顯示畫面的位置和眼鏡位置一致，提高VR眼鏡的顯示效果。

其中，橫向定位結(jié)構(gòu)和縱向定位結(jié)構(gòu)可以同時(shí)設(shè)置于殼體上，也可以同時(shí)設(shè)置于外掛屏固定結(jié)構(gòu)上，或者其中之一設(shè)置于殼體上，另一設(shè)置于外掛屏固定結(jié)構(gòu)上。

為了使外掛屏式VR眼鏡不局限于一種固定大小的外掛屏裝置，本申請(qǐng)中的外掛屏式VR眼鏡的橫向定位結(jié)構(gòu)和/或縱向定位結(jié)構(gòu)上設(shè)置定位位置調(diào)節(jié)器，使得設(shè)置有該定位位置調(diào)節(jié)器的橫向定位結(jié)構(gòu)和/或縱向定位結(jié)構(gòu)的位置能夠變化，從而適應(yīng)不同尺寸的外掛屏裝置。

為了進(jìn)一步提高外掛屏式VR眼鏡的顯示效果，一方面，本申請(qǐng)中的外掛屏式VR眼鏡還包括瞳距調(diào)節(jié)器，使得本申請(qǐng)中的外掛屏式VR眼鏡的兩個(gè)光學(xué)鏡片之間的距離能夠與觀看者的瞳距相匹配。更進(jìn)一步地，在瞳距調(diào)節(jié)器上設(shè)置有標(biāo)示瞳距的刻度值，能夠使得兩個(gè)顯示畫面中心之間的距離與刻度值上顯示的瞳距大小一致，提升顯示效果。

另一方面，本申請(qǐng)中的外掛屏式VR眼鏡還包括物距調(diào)節(jié)器，使得本申請(qǐng)中的外掛屏式VR眼鏡的光學(xué)鏡片至顯示屏之間的距離能夠與觀看者的視力情況相匹配。

需要說明的是，外掛屏式VR眼鏡的外掛屏裝置包括但不限于手機(jī)，但為了便于說明，以下均以手機(jī)為例進(jìn)行說明。

實(shí)施實(shí)例1

如圖1所示為外掛屏式VR眼鏡的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)例的外掛屏式VR眼鏡包括殼體1、兩組光學(xué)鏡片4、兩組鏡框5、外掛屏縱向定位結(jié)構(gòu)8、鉸鏈9、固定擋板10(也即外掛屏固定結(jié)構(gòu))和外掛屏橫向定位結(jié)構(gòu)11。

在本實(shí)施例中，縱向定位結(jié)構(gòu)8和橫向定位結(jié)構(gòu)11均設(shè)置于殼體1的前面板2上；在第二種實(shí)施例中，縱向定位結(jié)構(gòu)8和橫向定位結(jié)構(gòu)11也可同時(shí)設(shè)置于固定擋板10上；在第三種實(shí)施例中，縱向定位結(jié)構(gòu)8設(shè)置于殼體1的前面板2上，橫向定位結(jié)構(gòu)11設(shè)置于固定擋板10上；在第四種實(shí)施例中，橫向定位結(jié)構(gòu)11設(shè)置于殼體1的前面板2上，縱向定位結(jié)構(gòu)8設(shè)置于固定擋板10上。

本實(shí)施例中縱向定位結(jié)構(gòu)8和橫向定位結(jié)構(gòu)11的設(shè)置位置并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)保護(hù)范圍的限定。

優(yōu)選地，縱向定位結(jié)構(gòu)8同時(shí)作為外掛屏托板，對(duì)手機(jī)100起支撐作用，在使用時(shí)，將手機(jī)100放在所述外掛屏托板8上，實(shí)現(xiàn)手機(jī)100在VR眼鏡中的縱向定位；然后扣上所述固定擋板10，即可固定手機(jī)，再將手機(jī)置100推向并緊靠外掛屏橫向定位結(jié)構(gòu)11，實(shí)現(xiàn)手機(jī)100在VR眼鏡中的橫向定位，通過上述縱向定位和橫向定位即可確定外掛屏裝置的位置。

將手機(jī)100固定好之后，手機(jī)在一個(gè)顯示屏上分左右顯示兩幅畫面，這兩幅畫面分別通過兩組光學(xué)鏡片4被觀看者的兩只眼睛看到。為了提高顯示效果，兩個(gè)顯示畫面的位置分別和兩組光學(xué)鏡片的位置一致,顯示畫面的大小和兩組光學(xué)鏡片的視域相匹配，在本申請(qǐng)中，正是基于縱向定位結(jié)構(gòu)8和橫向定位結(jié)構(gòu)11的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)手機(jī)100上兩個(gè)顯示畫面的大小和位置的調(diào)節(jié)，達(dá)到提高顯示效果的目的，具體調(diào)節(jié)原理說明如下。

如圖2所示為手機(jī)100的顯示畫面大小和位置的示意圖。需要說明的是，在圖2中，兩個(gè)顯示畫面均為長方形，實(shí)際上，由于鏡片能夠優(yōu)化的參數(shù)極其有限，在滿足提高清晰度、增強(qiáng)視野的情況下，很難同時(shí)滿足消除畸變的目的，因此，手機(jī)上的顯示畫面的形狀依鏡片的不同而不同，可能顯示為枕形(顯示畫面的四個(gè)邊內(nèi)凹)或者桶形(顯示畫面的四個(gè)邊外凸)，也可能是圖2所示的長方形，本申請(qǐng)對(duì)顯示畫面的形狀不做限定。

首先，確定顯示畫面的大小。如圖2所示，顯示畫面的大小由顯示畫面的高度H和寬度W來確定，而顯示畫面的高度和寬度由外掛屏式VR眼鏡的視域所對(duì)應(yīng)顯示屏的高度和寬度確定，因而，對(duì)于一個(gè)確定的外掛屏式VR眼鏡而言，與其視域匹配的顯示畫面的大小是確定的，在手機(jī)中根據(jù)外掛屏式VR眼鏡的視域設(shè)置或選擇以下參數(shù)以確定顯示畫面的大?。猴@示畫面的高度H和寬度W。

需要說明的是，對(duì)于顯示畫面為上述枕形或桶形的情況，在確定顯示畫面的高度和寬度時(shí)，以上下最大的縱向距離記為高度H，以左右最大的橫向距離記為寬度W。

此外，本申請(qǐng)中提到的視域是指對(duì)應(yīng)于顯示屏幕觀看效果較為理想的顯示畫面大小，并不是VR眼鏡的全部視域。VR眼鏡的全部視域形狀與光學(xué)鏡片的形狀有關(guān)，例如光學(xué)鏡片的形狀為圓形時(shí)，其實(shí)際視域通常也為圓形，但在顯示時(shí)，一般顯示為長方形或類長方形(例如上文提到的桶形或枕形)。

當(dāng)外掛屏式VR眼鏡工作于全景模式時(shí)，在顯示屏的顯示范圍之內(nèi)，顯示畫面的大小可以適當(dāng)增加，以提高沉浸感。因此可以同時(shí)設(shè)置全景模式和非全景模式兩組獨(dú)立的視域大小參數(shù)。

其次，確定顯示畫面的位置。如圖2所示，兩個(gè)顯示畫面的位置可由兩個(gè)顯示畫面之間的中心點(diǎn)到顯示屏最左側(cè)的距離Pw、兩個(gè)顯示畫面之間的中心點(diǎn)到顯示屏最下側(cè)的距離Ph和兩個(gè)顯示畫面的中心點(diǎn)之間的距離D來確定。

從圖中可以看出，由于所述手機(jī)100的下方緊靠縱向定位結(jié)構(gòu)8，左側(cè)緊靠橫向定位結(jié)構(gòu)11，所以兩幅顯示畫面的中心點(diǎn)離顯示屏最左側(cè)距離Pw和顯示屏最下方的距離Ph分別為：

Pw＝Kw-Ew；

Ph＝Kh-Eh。

其中，Kw為兩個(gè)光學(xué)鏡片橫向中心點(diǎn)，也即兩個(gè)光學(xué)鏡片的光學(xué)中心連線的中點(diǎn)，到橫向定位結(jié)構(gòu)11的距離；Kh為光學(xué)鏡片縱向中心，也即兩個(gè)光學(xué)鏡片的光學(xué)中心，到縱向定位結(jié)構(gòu)8的距離，Kw和Kh這兩個(gè)距離也即外掛屏式VR眼鏡的固定距離參數(shù)。Ew為靠近橫向定位結(jié)構(gòu)11一側(cè)的手機(jī)100外邊框到顯示屏邊緣的距離；Eh為靠近縱向定位結(jié)構(gòu)8一側(cè)的手機(jī)100外邊框到顯示屏邊緣的距離，Ew和Eh這兩個(gè)距離也即手機(jī)100的固定距離參數(shù)。

因此，通過Kw、Kh、Ew和Eh可確定Pw和Ph。

其中，兩個(gè)顯示畫面的中心點(diǎn)之間的距離D可以為預(yù)設(shè)值，例如針對(duì)個(gè)人定制化的VR眼鏡或其他瞳距固定的VR眼鏡，提前預(yù)設(shè)適配于該類眼鏡的預(yù)設(shè)值，在確定顯示畫面的位置時(shí)，直接根據(jù)預(yù)設(shè)值確定兩個(gè)顯示畫面的中心點(diǎn)之間的距離。兩個(gè)顯示畫面的中心點(diǎn)之間的距離D也可以為變化值，例如，針對(duì)瞳距可調(diào)的VR眼鏡，根據(jù)調(diào)節(jié)后的瞳距來確定兩個(gè)顯示畫面的中心點(diǎn)之間的距離。

在確定D、H、W、Pw和Ph后，也即實(shí)現(xiàn)顯示畫面大小和位置的確定后，按照確定的大小和位置顯示兩個(gè)顯示畫面，從而實(shí)現(xiàn)畫面位置與眼鏡位置一致、顯示畫面的大小和眼鏡的視域匹配的目的。

以上各種距離L的單位均以mm為例說明，手機(jī)根據(jù)顯示屏的顯示密度ppi(pixels per inch，也即像素密度)可以獲得上述各距離對(duì)應(yīng)的顯示屏中的像素距離Lp：Lp＝L/25.4×ppi。

上述各參數(shù)的設(shè)置方式有多種，包括但不限于：

1、直接在手機(jī)中設(shè)置D、H、W和計(jì)算得到的Pw、Ph；

2、直接在手機(jī)中設(shè)置D、H、W、Kw、Kh、Ew和Eh，由手機(jī)計(jì)算得到Pw、Ph；

3、在手機(jī)中預(yù)置多種D、H、W、Pw、Ph的參數(shù)組合，或者這預(yù)置多種D、H、W、Kw、Kh、Ew和Eh的參數(shù)組合，直接選擇一種參數(shù)組合；

4、在手機(jī)中預(yù)置上述各種參數(shù)組合與外掛屏式VR眼鏡型號(hào)和手機(jī)型號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在手機(jī)中選擇一種外掛屏式VR眼鏡型號(hào)和手機(jī)型號(hào)，也即實(shí)現(xiàn)參數(shù)組合的選擇。

上述參數(shù)的輸入方式有多種，包括但不限于：

1、手動(dòng)輸入；2、語音輸入；3、外接控制器輸入(例如藍(lán)牙遙控器等)。

為了進(jìn)一步提高顯示效果，在一種優(yōu)選實(shí)施例中，外掛屏式VR眼鏡上設(shè)置有瞳距調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)兩個(gè)光學(xué)鏡片的之間的距離，使得兩個(gè)光學(xué)鏡片的中心之間的距離與觀看者的瞳距一致。基于此，在確定兩個(gè)顯示畫面的中心點(diǎn)之間的距離D時(shí)，先調(diào)節(jié)瞳距調(diào)節(jié)器，完成調(diào)節(jié)后，確定D為兩個(gè)光學(xué)鏡片的瞳距，也即外掛屏式VR眼鏡的兩個(gè)光學(xué)鏡片的中心之間的當(dāng)前距離。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在瞳距調(diào)節(jié)器3上設(shè)置有瞳距的刻度值。如圖3所示為帶有刻度值的瞳距調(diào)節(jié)器示意圖，根據(jù)其最左邊的刻度線31即可讀取當(dāng)前兩個(gè)光學(xué)鏡片的瞳距。瞳距調(diào)節(jié)器3可通過螺紋螺桿或齒輪的結(jié)構(gòu)與VR眼鏡的兩組光學(xué)鏡片4連接，以調(diào)節(jié)兩組光學(xué)鏡片的距離。

一種情況下，在調(diào)整瞳距時(shí)，根據(jù)瞳距調(diào)節(jié)器上的刻度值調(diào)節(jié)兩個(gè)顯示畫面中心之間距離D(D可以在畫面中顯示出來)，使得距離D與調(diào)節(jié)的瞳距刻度值保持一致，調(diào)節(jié)到最佳觀看效果(比如重影、舒適度等)即可。另一種情況下，觀看者調(diào)節(jié)瞳距調(diào)節(jié)器和兩個(gè)顯示畫面中心之間距離D至已知的瞳距值，使得距離D與調(diào)節(jié)好的瞳距刻度值保持一致。

在調(diào)節(jié)時(shí)，由于手機(jī)放在外掛屏式VR眼鏡里不方便直接操作，調(diào)整顯示距離D的較優(yōu)選方式是通過藍(lán)牙遙控器進(jìn)行調(diào)節(jié)。

為了滿足不同尺寸的手機(jī)，在一種優(yōu)選實(shí)施例中，可在橫向定位結(jié)構(gòu)和/或縱向定位結(jié)構(gòu)上設(shè)置定位位置調(diào)節(jié)器，例如可以利用螺桿螺母等常見的形式來實(shí)現(xiàn)定位位置調(diào)節(jié)器，當(dāng)手機(jī)尺寸發(fā)生變化時(shí)，調(diào)整橫向定位結(jié)構(gòu)和/或縱向定位結(jié)構(gòu)的位置進(jìn)行適應(yīng)。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在定位位置調(diào)節(jié)器上標(biāo)注調(diào)節(jié)的尺寸刻度。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于橫向定位結(jié)構(gòu)和/或縱向定位結(jié)構(gòu)的定位位置可調(diào)的VR眼鏡，在設(shè)置上述每個(gè)參數(shù)時(shí)可以分基本距離和調(diào)節(jié)距離兩個(gè)參數(shù)，例如，對(duì)應(yīng)VR眼鏡型號(hào)預(yù)置每個(gè)參數(shù)的基本距離，然后再根據(jù)定位位置調(diào)節(jié)器上標(biāo)注的刻度讀取調(diào)節(jié)距離，最終實(shí)現(xiàn)顯示畫面位置的確定。

實(shí)施實(shí)例2：

本實(shí)施實(shí)例是在實(shí)施實(shí)例1的基礎(chǔ)上優(yōu)選的實(shí)施例，在本實(shí)施實(shí)例中，外掛屏式VR眼鏡的物距可調(diào)，其中，外掛屏式VR眼鏡的物距是指外掛屏裝置的顯示屏到光學(xué)鏡片的距離。

為了方便近視眼使用者不戴眼鏡觀看，外掛屏式VR眼鏡設(shè)置物距調(diào)節(jié)器，用于物距的調(diào)節(jié)，可以通過常見的螺桿螺母形式實(shí)現(xiàn)物距調(diào)節(jié)器，在物距可調(diào)節(jié)的外掛屏式VR眼鏡中，視域?qū)?yīng)的顯示屏高度Ht和寬度Wt需要根據(jù)調(diào)節(jié)后的物距Jt和標(biāo)準(zhǔn)物距Jb進(jìn)行調(diào)整：

Ht＝H×Jt/Jb；

Wt＝W×Jt/Jb；

其中H和W分別為標(biāo)準(zhǔn)物距下視域?qū)?yīng)的顯示屏高度和寬度。

H、W、Jb都是外掛屏式VR眼鏡的固定參數(shù)，可以設(shè)置或選擇。

優(yōu)選地，在物距調(diào)節(jié)器上標(biāo)注調(diào)節(jié)的尺寸刻度，從而可直接讀取到調(diào)節(jié)后的物距Jt。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施實(shí)例，不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利保護(hù)范圍的限制，凡依據(jù)本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。