[发明专利]一种虚拟现实头戴式显示设备、系统及其定位定姿方法

权利要求书

1.一种虚拟现实头戴式显示设备，其特征在于，包括：

虚拟现实头戴式显示设备本体；

设置于所述虚拟现实头戴式显示设备本体外表面的至少四个红外光反射部件，用于将来自红外光源发射的红外光反射到图像采集单元，其中，所述至少四个红外光反射部件不在同一平面内；

所述红外光反射部件包括第一红外光反射部件以及第二红外光反射部件；其中，红外光经第一红外光反射部件与第二红外光反射部件反射后所形成的红外亮斑不同；

所述虚拟现实头戴式显示设备本体包括显示屏和连接显示屏的头带，其中

所述第一红外光反射部件包括设置于所述显示屏远离佩戴者人眼的表面中心处的第一红外光反射部件和设置于所述头带远离佩戴者人眼的表面上的第一红外光反射部件，以及

所述第二红外光反射部件包括设置于所述显示屏远离佩戴者人眼的表面中心处的第一红外光反射部件周边的多个第二红外光反射部件和设置于所述头带远离佩戴者人眼的远端表面上的第一红外光反射部件周边的第二红外光反射部件。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实头戴式显示设备，其特征在于，所述红外光反射部件的材料包括微珠阵列反射膜。

3.根据权利要求1所述的虚拟现实头戴式显示设备，其特征在于，所述第一红外光反射部件比所述第二红外光反射部件反射表面积大。

4.根据权利要求3所述的虚拟现实头戴式显示设备，其特征在于，所述第一红外光反射部件的反射表面积为所述第二红外光反射部件的反射表面积的两倍。

5.根据权利要求3所述的虚拟现实头戴式显示设备，其特征在于，所述第一红外光反射部件与所述第二红外光反射部件的形状不同。

6.根据权利要求1所述的虚拟现实头戴式显示设备，其特征在于，

所述显示屏远离佩戴者人眼的表面中心处的第一红外光反射部件为1个；

所述第一红外光反射部件周边的多个第二红外光反射部件为10个，其中6个设置在靠近所述显示屏边缘的第一外围区域，围绕所述中心处的第一红外光反射部件设置，并且其余4个设置在比第一外围区域更靠近所述中心处的第一红外光反射部件的第二外围区域，围绕所述中心处的第一红外光反射部件设置；

所述头带远离佩戴者人眼的远端表面上的第一红外光反射部件为2个；

所述远端表面上的第一红外光反射部件周边的第二红外光反射部件为6个，所述2个第一红外光反射部件均由所述6个第二红外光反射部件中的4个围绕。

7.一种虚拟现实头戴式显示设备系统，其特征在于，包括：

根据权利要求1-6中任一项所述的虚拟现实头戴式显示设备；

红外光源，用于发射红外光至所述红外光反射部件；

图像采集单元，用于采集经所述红外光反射部件反射后的红外光并生成图像数据以供计算所述虚拟现实头戴式显示设备本体的空间位置及姿态。

8.根据权利要求7所述的虚拟现实头戴式显示设备系统，其特征在于，

所述红外光反射部件的材料包括微珠阵列反射膜；并且

所述红外光源和所述图像采集单元紧邻设置。

9.根据权利要求7或8所述的虚拟现实头戴式显示设备系统，其特征在于，

所述虚拟现实头戴式显示设备本体包括计算单元；

所述图像采集单元将图像数据传送给所述计算单元以计算所述虚拟现实头戴式显示设备本体的空间位置及姿态。

10.根据权利要求7或8所述的虚拟现实头戴式显示设备系统，其特征在于，

所述虚拟现实头戴式显示设备系统包括独立于所述虚拟现实头戴式显示设备本体的计算单元；

所述图像采集单元将图像数据传送给所述计算单元以计算所述虚拟现实头戴式显示设备本体的空间位置及姿态；

所述计算单元将关于所述空间位置及姿态的信息传送给所述虚拟现实头戴式显示设备本体。

11.一种利用权利要求7-10中任一项所述的虚拟现实头戴式显示设备系统进行定位定姿的方法，其特征在于，包括

所述红外光源发射红外光至所述红外光反射部件；

所述图像采集单元采集经所述红外光反射部件反射后的红外光并生成图像数据以供计算所述虚拟现实头戴式显示设备本体的空间位置及姿态。