本實(shí)用新型涉及一種VR頭戴顯示器，具體地說，是涉及一種具有抑制紅外串?dāng)_功能的VR頭戴顯示器。

背景技術(shù)：

目前VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）頭戴顯示器為實(shí)現(xiàn)6 Dof（自由度）、真實(shí)環(huán)境的三維實(shí)時(shí)建模及手柄的晝夜空間定位大都采用紅外攝像頭與IMU（慣性測量單元）及手柄（手柄上的紅外燈發(fā)出紅外后使VR頭戴顯示器上的紅外攝像頭可以捕獲手柄上的紅外燈發(fā)出紅外光）配合，實(shí)現(xiàn)VR游戲系統(tǒng)中的6dof動(dòng)作和手柄在游戲空間的定位。此外，VR系統(tǒng)可以通過TOF（time of flight）模塊發(fā)射紅外光并接收來自空間中物體反射的紅外光從而計(jì)算得到空間該物體的景深來實(shí)現(xiàn)真實(shí)環(huán)境的三維實(shí)時(shí)建模。一般情況下，紅外攝像頭對單一載波頻率的紅外光感應(yīng)較好，但是VR系統(tǒng)所在的環(huán)境中，有時(shí)至少存在手柄上的紅外燈發(fā)出的紅外光、TOF模塊發(fā)射并被空間中物體反射的紅外光以及空間本身存在的環(huán)境中的紅外光等多種紅外光。這樣，多路疊加的紅外光進(jìn)入VR頭戴顯示器上紅外傳感器后，就無法捕捉到手柄上的待拍攝結(jié)構(gòu)（如光球）的精確圖像，導(dǎo)致手柄的定位精度出現(xiàn)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有具有紅外攝像頭的頭戴顯示器容易受到外部紅外光線的干擾，導(dǎo)致手柄的定位精度差的問題，提出了一種VR頭戴顯示器。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種VR頭戴顯示器，包括本體以及安裝在所述本體內(nèi)部的紅外鏡頭，所述VR頭戴顯示器還包括紅外傳感器、紅外干擾抑制模塊以及紅外發(fā)射裝置；

所述本體的前端面上開有裝配口，所述紅外傳感器設(shè)置在所述裝配口的口部，且所述紅外傳感器的感光面朝向裝配口的外部，用于接收紅外光并將接收到的紅外光轉(zhuǎn)換成電信號并發(fā)送；

所述紅外干擾抑制模塊用于接收所述紅外傳感器發(fā)送的電信號并對接收的電信號進(jìn)行濾波處理，獲取敏感波段的紅外光對應(yīng)的電信號；并根據(jù)該波段的紅外光對應(yīng)的電信號產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)所述紅外發(fā)射裝置發(fā)射紅外光；

所述紅外鏡頭用于接收所述紅外發(fā)射裝置發(fā)射的紅外光。

進(jìn)一步的，所述紅外鏡頭為CCD鏡頭或者CMOS鏡頭。

進(jìn)一步的，所述紅外干擾抑制模塊包括放大電路、濾波電路、整形電路，所述放大電路、濾波電路以及整形電路設(shè)置在電路板上，所述紅外傳感器與所述放大電路連接，所述放大電路將所述紅外傳感器的檢測信號進(jìn)行放大，并發(fā)送至所述濾波電路，用于濾除掉除所述紅外鏡頭敏感波段之外的紅外光對應(yīng)的電信號，并經(jīng)過所述整形電路的整形后產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號，驅(qū)動(dòng)所述紅外發(fā)射裝置發(fā)射所述紅外鏡頭敏感波段的紅外光。

進(jìn)一步的，所述電路板嵌入設(shè)置在所述裝配口內(nèi)，且所述電路板的面積不小于所述裝配口的面積，用于將所述裝配口封堵。

進(jìn)一步的，所述電路板為PCB板。

進(jìn)一步的，所述紅外傳感器具有多個(gè)，所述紅外干擾抑制模塊及所述紅外發(fā)射裝置均為一個(gè)。

進(jìn)一步的，當(dāng)具有多個(gè)紅外傳感器時(shí)，該多個(gè)紅外傳感器均勻布設(shè)在所述裝配口的周圍。

進(jìn)一步的，所述放大電路包括一PNP三極管和一NPN三極管，所述PNP三極管的基極與所述紅外傳感器連接，發(fā)射極與直流電源連接，集電極與所述NPN三極管的基極連接，所述NPN三極管的集電極與直流電源連接，發(fā)射極連接地端。

進(jìn)一步的，所述整形電路為施密特觸發(fā)器。

進(jìn)一步的，所述濾波電路為一高通濾波電路和一低通濾波電路組成的帶通濾波電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本實(shí)用新型的VR頭戴顯示器，通過把紅外鏡頭設(shè)置在VR頭戴顯示器的本體內(nèi)部，阻斷了外部空間光線進(jìn)入，可以避免空間內(nèi)其他紅外光對紅外鏡頭的影響，本實(shí)用新型的VR頭戴顯示器的原理是：首先采用紅外傳感器檢測外部空間全波段的紅外光并進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換，得到全波段的紅外光對應(yīng)的電信號，將全波段的紅外光對應(yīng)的電信號經(jīng)紅外干擾抑制模塊進(jìn)行信號濾波后，只保留紅外鏡頭敏感波段的紅外光對應(yīng)的電信號，并且將濾波后的電信號生成驅(qū)動(dòng)信號，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射裝置產(chǎn)生紅外鏡頭敏感波段的紅外光，實(shí)現(xiàn)了電-光轉(zhuǎn)換，所產(chǎn)生的紅外光被紅外鏡頭接收，由于干擾抑制模塊可以濾除掉除紅外鏡頭敏感波段之外的紅外光的電信號，有效抑制了反射紅外光及空間無用紅外的干擾，濾波后的電信號為紅外鏡頭敏感波段的紅外光對應(yīng)的電信號，其強(qiáng)度反應(yīng)了用于定位紅外光的強(qiáng)度，通過將該濾波信號進(jìn)行電-光轉(zhuǎn)換，只發(fā)射紅外鏡頭敏感波段的紅外光，大大提高了定位紅外光的純凈性，有效提高了定位精度，此外，通過將紅外鏡頭內(nèi)置，可以起到保護(hù)紅外鏡頭的作用，同時(shí)保證了紅外鏡頭感光面的潔凈，使得鏡頭的壽命更長，有效增強(qiáng)了產(chǎn)品的競爭力。

結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型所提出的VR頭戴顯示器的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型所提出的VR頭戴顯示器實(shí)施例中局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型所提出的VR頭戴顯示器一種實(shí)施例電路結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者可能同時(shí)存在居中元件。當(dāng)一個(gè)元件被稱為“連接于”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。

還需要說明的是，本實(shí)施例中的左、右、上、下等方位用語，僅是互為相對概念或是以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應(yīng)該認(rèn)為是具有限制性的。

實(shí)施例一

對于具有紅外鏡頭的VR頭戴顯示器，其工作原理是：VR外設(shè)（例如游戲手柄）上設(shè)置有多顆紅外燈，其能夠發(fā)出紅外鏡頭敏感波段的紅外光，設(shè)置在VR頭戴顯示器的紅外鏡頭通過捕獲紅外燈發(fā)射的紅外光，通過所捕獲的紅外光對VR外設(shè)進(jìn)行定位，進(jìn)而能夠捕獲VR外設(shè)的形狀、動(dòng)作等，紅外鏡頭敏感波段的紅外光也即定位紅外光，現(xiàn)有的VR頭戴顯示器，由紅外鏡頭直接接收外部環(huán)境中所有頻段的紅外光信號，雖然紅外鏡頭僅對其敏感波段的紅外光感應(yīng)較好，由于VR系統(tǒng)還具有能夠發(fā)射紅外光的TOF模塊以及自然界中存在的紅外光等，進(jìn)而多路疊加的紅外光進(jìn)入紅外鏡頭后，同樣會(huì)對紅外鏡頭造成干擾，因此會(huì)使捕捉VR外設(shè)的形狀出現(xiàn)模糊，導(dǎo)致手柄的定位精度出現(xiàn)問題，基于此，本實(shí)施例提出了一種VR頭戴顯示器，如圖1所示，包括本體11和紅外鏡頭12，VR頭戴顯示器還包括紅外傳感器13、紅外干擾抑制模塊14以及紅外發(fā)射裝置16；本體11的前端面上開有裝配口110，紅外鏡頭12裝配在裝配口110內(nèi)，理想狀態(tài)下，紅外鏡頭15與外部光線隔絕，紅外傳感器13設(shè)置在裝配口110的口部，且紅外傳感器13的感光面朝向裝配口110的外部，用于接收紅外光并將接收到的紅外光轉(zhuǎn)換成電信號并發(fā)送；紅外干擾抑制模塊14用于接收紅外傳感器13發(fā)送的電信號并對接收的電信號進(jìn)行濾波處理，獲取紅外鏡頭敏感波段的紅外光對應(yīng)的電信號；并根據(jù)該波段的紅外光對應(yīng)的電信號產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射裝置16發(fā)射紅外光，紅外鏡頭12用于接收紅外發(fā)射裝置16發(fā)射的紅外光。優(yōu)選紅外發(fā)射裝置16的發(fā)光面朝向紅外鏡頭12的感光面，因此，紅外發(fā)射裝置16所發(fā)射的紅外光能夠被紅外鏡頭12更好的采集。本實(shí)施例的VR頭戴顯示器，通過將紅外鏡頭內(nèi)置，阻斷了外部空間光線進(jìn)入，避免其直接接收外部環(huán)境光，有效抑制了反射紅外光及外部空間中無用紅外的干擾，至于對有用紅外光的采集，本實(shí)施例中通過設(shè)置紅外傳感器、紅外干擾抑制模塊以及紅外發(fā)射裝置，其中，紅外傳感器檢測外部空間全波段的紅外光并進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換，得到全波段的紅外光對應(yīng)的電信號，將全波段的紅外光對應(yīng)的電信號經(jīng)紅外干擾抑制模塊進(jìn)行信號濾波后，只保留紅外鏡頭敏感波段的紅外光對應(yīng)的電信號，并且將濾波后的電信號生成驅(qū)動(dòng)信號，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射裝置產(chǎn)生紅外鏡頭敏感波段的紅外光，實(shí)現(xiàn)了電-光轉(zhuǎn)換，最終所產(chǎn)生的紅外光被紅外鏡頭接收，由于干擾抑制模塊可以濾除掉除紅外鏡頭敏感波段之外的紅外光的電信號，有效抑制了反射紅外光及空間無用紅外的干擾，濾波后的電信號為紅外鏡頭敏感波段的紅外光對應(yīng)的電信號，其強(qiáng)度反應(yīng)了定位紅外光的強(qiáng)度，通過將該濾波信號進(jìn)行電-光轉(zhuǎn)換，只發(fā)射紅外鏡頭敏感波段的紅外光，大大提高了定位紅外光的純凈性，有效提高了定位精度，此外，通過將紅外鏡頭內(nèi)置，可以起到保護(hù)紅外鏡頭的作用，同時(shí)保證了紅外鏡頭感光面的潔凈，使得鏡頭的壽命更長，有效增強(qiáng)了產(chǎn)品的競爭力。

由于紅外鏡頭12是紅外感光原理，所以在本體內(nèi)是否有可見光對其并無影響，因此，密閉的環(huán)境使其能夠采集的紅外光更加純凈。

其中，紅外鏡頭12可以為僅對紅外光敏感的CCD鏡頭或者CMOS鏡頭。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，本實(shí)施例中紅外干擾抑制模塊包括放大電路、濾波電路、整形電路，放大電路、濾波電路以及整形電路設(shè)置在電路板17上，紅外傳感器與放大電路連接，放大電路將紅外傳感器的檢測信號進(jìn)行放大，并發(fā)送至濾波電路，用于濾除掉除紅外鏡頭12敏感波段之外的紅外光所對應(yīng)的電信號，并經(jīng)過所述整形電路的整形后產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射裝置發(fā)射紅外鏡頭敏感波段的紅外光。

電路板17嵌入設(shè)置在裝配口110內(nèi)，優(yōu)選電路板17的面積不小于裝配口110的面積，用于將裝配口110封堵，進(jìn)而可以使得CCD 紅外鏡頭12與外部光線隔絕，為紅外鏡頭12提供理想的感光環(huán)境，當(dāng)然，本實(shí)用新型中不限于使用電路板17將裝配口封堵，還可以采用其他結(jié)構(gòu)的封堵方式，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

為了方便電路板17封堵裝配口110，電路板17優(yōu)選采用PCB板，其為硬質(zhì)材料制作，具有一定的強(qiáng)度和抗壓性能。

紅外傳感器13優(yōu)選具有多個(gè)，紅外干擾抑制模塊及紅外發(fā)射裝置均為一個(gè)。

由于無法提前預(yù)知游戲手柄的位置，當(dāng)具有多個(gè)紅外傳感器13時(shí)，優(yōu)選該多個(gè)紅外傳感器13均勻布設(shè)在裝配口110的周圍，可以均勻接收外部空間中的紅外光。為了保護(hù)紅外傳感器13，優(yōu)選在裝配口110的口部位于紅外傳感器13外側(cè)設(shè)置保護(hù)罩，該保護(hù)罩應(yīng)該能夠透射紅外光。

如圖2所示，本實(shí)施例中舉例出一種具體的實(shí)現(xiàn)電路原理圖，放大電路包括一PNP三極管Q1和一NPN三極管Q2，PNP三極管Q1的基極與紅外傳感器OPT連接，發(fā)射極與直流電源VCC連接，集電極與NPN三極管Q2的基極連接，NPN三極管Q2的集電極與直流電源VCC連接，發(fā)射極連接地端。放大電路中還連接有限流電阻R3、R4、R5，該放大電路用于將紅外傳感器OPT采集的信號進(jìn)行放大處理。

當(dāng)具有多個(gè)紅外傳感器時(shí)，該多個(gè)紅外傳感器并聯(lián)連接在電路中。

濾波電路為一高通濾波電路和一低通濾波電路組成的帶通濾波電路。如圖2所示，主要由高通濾波電路電容C2及電阻R6和低通濾波器電路R7及C3組成。整形電路優(yōu)選采用施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。

紅外發(fā)射裝置16紅外發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選的，其可以采用與游戲手柄上設(shè)置的紅外燈一致的二極管，如圖3所示，紅外發(fā)射裝置16為紅外發(fā)光二極管D1均可以發(fā)射紅外鏡頭12敏感頻段的紅外光。

本實(shí)施例中以紅外鏡頭12為對38KHZ的紅外載波敏感為例進(jìn)行說明，如附圖3所示電路工作流程如下：

VR系統(tǒng)工作時(shí)，空間中分別有VR外設(shè)（例如游戲手柄）發(fā)出的38KHZ的紅外載波、TOF發(fā)射模塊發(fā)出經(jīng)過反射而來的60KHZ紅外載波及空間無用紅外光組合后進(jìn)入紅外傳感器，由紅外傳感器進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換，高頻紅外雜波轉(zhuǎn)成的電信號經(jīng)過旁路電容C1濾除，其他組合紅外光的電信號經(jīng)過放大電路后進(jìn)入根據(jù)所需紅外光帶寬設(shè)置的38KHZ帶通（多階）濾波器后，60KHZ及空間無用紅外光被濾除，然后38KHZ紅外載波經(jīng)過施密特觸發(fā)器U1進(jìn)行波形整形，然后U1驅(qū)動(dòng)NMOS管Q3導(dǎo)通（無有用信號時(shí)U1無動(dòng)作），紅外發(fā)射管D1工作發(fā)出純凈的38KHZ的紅外光，VR本體內(nèi)的CCD 紅外鏡頭接收該純凈的38KHZ的紅外光，從而實(shí)現(xiàn)對VR外設(shè)的精確動(dòng)作捕獲定位。

另外，紅外傳感器通過設(shè)置為多個(gè)陣列模式并聯(lián)擺放在VR本體11的前端面上從而更有利于接收到多個(gè)方向傳來的紅外光，同樣，本體內(nèi)部的紅外發(fā)光二極管D1根據(jù)紅外傳感器的數(shù)量也應(yīng)設(shè)置為多個(gè)陣列并列模塊（如組成圓圈圍繞在內(nèi)部camera 鏡頭上面）從而使感光紅外sensor接收紅外的角度更廣及接收多路紅外光。

當(dāng)然，上述說明并非是對本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。