一種具有三維手勢控制功能的簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡的制作方法
【專利說明】
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本實用新型專利涉及移動設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種帶有三維手勢控制功能的虛擬現(xiàn)實眼鏡。
[【背景技術(shù)】]
[0002]最早的虛擬現(xiàn)實設(shè)備開始于上世紀六十年代，這樣的技術(shù)隨后逐漸應(yīng)用于軍事領(lǐng)域和政府機構(gòu)。最近一兩年來，簡易的虛擬現(xiàn)實眼鏡發(fā)展迅速，主要代表有國外谷歌的cardboard，以及國內(nèi)的暴風(fēng)幻影。實際上，它只是一個手機架子，相應(yīng)的內(nèi)容在手機上被分屏顯示，利用眼睛對內(nèi)容的視差形成三維的視頻效果。
[0003]但由于這個手機架子被戴在頭上，手機內(nèi)容的菜單控制通常使用一種用于游戲設(shè)備的手持手柄游戲控制器，這種游戲控制器的操作在蒙眼的情況下很不方便。因此，需要設(shè)計一種簡單易操作、實用、便宜的替代方案。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本專利涉及一種具有三維手勢控制功能的簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡，適用于可穿戴虛擬現(xiàn)實頭盔應(yīng)用，其目的是設(shè)計一種三維手勢控制組件，通過USB接口、藍牙接口、WIFI接口之一，與被放置在簡易眼鏡架子上的手機通訊，三維手勢的控制信號，通過接口發(fā)送到手機上，從而達到控制手機功能模塊的目的。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，設(shè)計一種具有三維手勢控制功能的簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡，包括眼鏡本體、控制組件、手機或平板電腦，眼鏡本體通過所述控制組件與手機或平板電腦實現(xiàn)信號連接，其特征在于，所述控制組件采用三維手勢控制板，所述三維手勢控制板由電場感應(yīng)板、三維手勢芯片、處理器以及電源模塊組成，所述電場感應(yīng)板內(nèi)嵌入若干方位電極，所述若干方位電極將獲取到的手部運動產(chǎn)生的電場變動信號，每個方位的電極信號直接連接到三維手勢芯片的五個對應(yīng)管腳，三維手勢芯片根據(jù)各個方位電極的信號變化，和在芯片中的手勢庫比對，得到相應(yīng)的手勢結(jié)果，其結(jié)果通過I2C總線輸出到處理器，再以無線藍牙或WIFI方式或者通過有線USB方式，發(fā)送到手機或者平板電腦中。
[0006]所述方位電極中心電極，中心電極的上下左右四個方位分別嵌入北電極、南電極、西電極以及東電極。
[0007]電場感應(yīng)板的數(shù)量采用單塊或雙塊。
[0008]采用雙塊電場感應(yīng)板時，每塊電場感應(yīng)板上設(shè)有若干方位電極，每塊電場感應(yīng)板對應(yīng)一塊三維手勢芯片，但均共用一組處理器及電源模塊。
[0009]所述眼鏡本體與三維手勢控制板可合并或分立。
[0010]所述眼鏡本體包括前框、后框、兩組目鏡以及繃帶，眼鏡主體由前框與后框合并而成，前框與后框之間設(shè)有兩組通孔，每組通孔固定有一組目鏡，分別與左右眼對應(yīng)，前框前端設(shè)有前蓋，三維手勢控制板內(nèi)嵌于前蓋內(nèi)側(cè)，三維手勢控制板由電源模塊供電連接，由前框頂部的電源按鈕控制連接。
[0011]后框與臉部接觸處設(shè)有泡棉作為緩沖組件；所述前蓋右側(cè)、三維手勢控制板的側(cè)旁還設(shè)有預(yù)留孔，所述預(yù)留孔是為了讓手機或平板電腦的攝像頭外露，以方便將來植入更多的功能。
[0012]本實用新型，采用三維手勢控制板替代通常的手持游戲控制器，從而達到控制手機內(nèi)容的功能，與現(xiàn)有技術(shù)比較具有以下積極效果:
[0013]1.本專利基本上能夠替代原有的手柄控制器所有功能
[0014]2.由于是通過三維手勢識別控制手機中的功能模塊，操作簡單，易用
[0015]3.成本上比手柄控制器略微低，因此，具有較高的性價比。
[0016]4.提高了用戶體驗度
[0017]總之，本產(chǎn)品具有抗干擾能力強、實用性強、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護方便，符合國家標(biāo)準，具有廣大的市場前景。
[【附圖說明】]
[0018]圖1三維手勢控制板在簡易眼鏡中的位置圖
[0019]圖2外置的三維手勢控制器
[0020]圖3單手三維手勢控制功能原理圖
[0021]圖4電場感應(yīng)板示意圖
[0022]圖5雙手三維手勢控制功能原理圖
[0023]圖6合并式眼鏡結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖中標(biāo)注說明
[0025]I前蓋，2目鏡，3前框，4按鈕，5后框，6泡棉，7繃帶，8預(yù)留空，9三維手勢控制板。[【具體實施方式】]
[0026]本專利的目的參見附圖系統(tǒng)架構(gòu)圖(圖1和圖2)描述如下:
[0027]本專利的實現(xiàn)有兩種方式，即眼鏡本體與三維手勢控制板可合并或分立:
[0028]一種是內(nèi)嵌式的，如圖1，具體結(jié)構(gòu)眼鏡本體包括前框、后框、兩組目鏡以及繃帶，眼鏡主體由前框與后框合并而成，前框與后框之間設(shè)有兩組通孔，每組通孔固定有一組目鏡，分別與左右眼對應(yīng)，前框前端設(shè)有前蓋，三維手勢控制板內(nèi)嵌于前蓋內(nèi)側(cè)，三維手勢控制板由電源模塊供電連接，由前框頂部的電源按鈕控制連接，后框與臉部接觸處設(shè)有泡棉作為緩沖組件；所述前蓋右側(cè)、三維手勢控制板的側(cè)旁還設(shè)有預(yù)留孔。
[0029]也就是說，三維手勢的控制板被安裝在簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡中，通?？梢苑胖迷谇吧w板的后面，手勢控制板和手機的通訊方式可以是通過USB接口、無線藍牙或無線WIFI方式之一通信，在這種情況下，手可以在眼鏡正前方，通過手勢，控制眼鏡中的手機屏幕上的任意目標(biāo)；
[0030]另外一種是外置式的，如圖2，也就是說，三維手勢控制器和簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡是分立放置的，他們之間的通訊一般通過無線藍牙或無線WIFI方式通訊，在這種情況下，手需要在三維手勢控制器的上方做不同的手勢，來控制眼鏡中的手機屏幕上的任意目標(biāo)。
[0031]圖3給出了單手三維手勢控制板的原理圖:此時采用單塊電場感應(yīng)板，其核心的芯片是來自microchip公司的MGC3130芯片，它的作用是對三維手勢進行手勢識別和跟蹤控制，一種特殊的電場感應(yīng)板被設(shè)計，感應(yīng)板上的五個電場電極(東、南、西、北、中電極，見圖4)作為輸入信號，連接到MGC3130，當(dāng)手位于電場感應(yīng)板上空運動時，感應(yīng)板上空的電場會被改變，從而影響到五個電極的輸出信號，MGC3130通過對五個電極信號的改變量來判斷手的運動趨勢，通過相應(yīng)的算法與手勢庫對比，得到不同的手勢結(jié)果。手勢的結(jié)果通過I2C接口傳輸?shù)饺S手勢控制板的處理器，處理器再通過USB接口、無線藍牙接口或者WIFI接口發(fā)送到手機里面，手機里的接口軟件讀取手勢，進行功能控制。圖4給出的電場感應(yīng)板上，最基本的手勢有向東、向南、向西、向北以及轉(zhuǎn)圈等五種。
[0032]圖5給出了可以使用雙手進行三維手勢控制的原理圖:此時采用雙塊單塊電場感應(yīng)板，兩個MGC3130芯片分別從各自的電場感應(yīng)板讀取電場感應(yīng)信號，它們之間通過I2C接口以及控制信號互連，然后通過其中的一個MGC3130芯片的I2C接口連接到處理器上，一個處理器可以同時讀取兩組手勢信號，并通過USB接口、無線藍牙接口、無線WIFI接口之一發(fā)送到手機。同樣，雙手三維手勢控制器既可以安裝在簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡里面，也可以安裝在簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡外面，和眼鏡分立安裝。
[0033]在簡易虛擬眼鏡中安裝好本產(chǎn)品以后，可以在手機游戲中，提高玩家的體驗度。比如，玩僵尸大戰(zhàn)游戲，通過手勢控制，可以非常方便的控制游戲中的轉(zhuǎn)向和射擊動作。
[0034]利用了 Microchip公司的三維手勢芯片MGC3130，可通過讀取手勢對電場的干擾，對應(yīng)于預(yù)存在芯片中的手勢庫，判斷手勢的運動方向或者運動方法，從而對手機的內(nèi)容發(fā)出相對應(yīng)的指令(例如，前后左右，確認，退出等指令)。這種手勢的控制范圍可以達到長寬高為15x10x15cm3的范圍，足以應(yīng)用于任何手機內(nèi)容的控制。這樣的手勢操作，比原來使用手柄游戲控制器的操作，更加方便靈活。而且，芯片的價格便宜實用。因此，在成本上也有一定的優(yōu)勢。所以，該專利產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝靈活、維護方便、實用性強的有點，完全符合現(xiàn)行移動設(shè)備行業(yè)的國家標(biāo)準各項指標(biāo)要求，具有較大的市場前景。
【主權(quán)項】
1.一種具有三維手勢控制功能的簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡，包括眼鏡本體、控制組件、手機或平板電腦，眼鏡本體通過所述控制組件與手機或平板電腦實現(xiàn)信號連接，其特征在于，所述控制組件采用三維手勢控制板，所述三維手勢控制板由電場感應(yīng)板、三維手勢芯片、處理器以及電源模塊組成，所述電場感應(yīng)板內(nèi)嵌入若干方位電極，所述若干方位電極將獲取到的手部運動產(chǎn)生的電場變動信號，每個方位的電極信號直接連接到三維手勢芯片的五個對應(yīng)管腳，三維手勢芯片根據(jù)各個方位電極的信號變化，和在芯片中的手勢庫比對，得到相應(yīng)的手勢結(jié)果，其結(jié)果通過I2C總線輸出到處理器，再以無線藍牙或WIFI方式或者通過有線USB方式，發(fā)送到手機或者平板電腦中。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有三維手勢控制功能的簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡，其特征在于，所述方位電極中心電極，中心電極的上下左右四個方位分別嵌入北電極、南電極、西電極以及東電極。
3.如權(quán)利要求1所述的一種具有三維手勢控制功能的簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡，其特征在于，電場感應(yīng)板的數(shù)量采用單塊或雙塊。
4.如權(quán)利要求3所述的一種具有三維手勢控制功能的簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡，其特征在于，采用雙塊電場感應(yīng)板時，每塊電場感應(yīng)板上設(shè)有若干方位電極，每塊電場感應(yīng)板對應(yīng)一塊三維手勢芯片，但均共用一組處理器及電源模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的一種具有三維手勢控制功能的簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡，其特征在于，所述眼鏡本體與三維手勢控制板可合并或分立。
6.如權(quán)利要求5所述的一種具有三維手勢控制功能的簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡，其特征在于，所述眼鏡本體包括前框、后框、兩組目鏡以及繃帶，眼鏡主體由前框與后框合并而成，前框與后框之間設(shè)有兩組通孔，每組通孔固定有一組目鏡，分別與左右眼對應(yīng)，前框前端設(shè)有前蓋，三維手勢控制板內(nèi)嵌于前蓋內(nèi)側(cè)，三維手勢控制板由電源模塊供電連接，由前框頂部的電源按鈕控制連接。
7.如權(quán)利要求6所述的一種具有三維手勢控制功能的簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡，其特征在于，后框與臉部接觸處設(shè)有泡棉作為緩沖組件；所述前蓋右側(cè)、三維手勢控制板的側(cè)旁還設(shè)有預(yù)留空，所述預(yù)留孔。
【專利摘要】本實用新型專利涉及一種帶有三維手勢控制功能的虛擬現(xiàn)實眼鏡，其特征在于，控制組件采用三維手勢控制板，三維手勢控制板由電場感應(yīng)板、三維手勢芯片、處理器以及電源模塊組成，所述電場感應(yīng)板內(nèi)嵌入若干方位電極，所述若干方位電極將獲取到的手部運動產(chǎn)生的電場變動信號，每個方位的電極信號直接連接到三維手勢芯片的五個對應(yīng)管腳，三維手勢芯片根據(jù)各個方位電極的信號變化，和在芯片中的手勢庫比對，得到相應(yīng)的手勢結(jié)果，其結(jié)果通過I2C總線輸出到處理器，再以無線藍牙或WIFI方式或者通過有線USB方式，發(fā)送到手機或者平板電腦中。本產(chǎn)品具有抗干擾能力強、實用性強、結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護方便，符合國家標(biāo)準，具有廣大的市場前景。
【IPC分類】G02B27-01, G06F3-01
【公開號】CN204613873
【申請?zhí)枴緾N201520168192
【發(fā)明人】郟惠忠, 代首雄, 趙巖, 陶榮
【申請人】上海旗娛網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年3月24日