基于脑电采集的虚拟现实交互装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于脑电采集的虚拟现实交互装置，其包括壳体、显示器和透镜，所述显示器在所述壳体的内部，所述透镜的主体设置在所述壳体的内部，其还包括脑电采集设备、瞳距检测装置和瞳距调节装置，所述透镜的两个镜筒通过各自的透镜连接件分别与瞳距调节装置的相对应的滑块固接，所述瞳距检测装置设置两个透镜的连线的中点的上方。

Virtual reality interactive device based on EEG acquisition

【技术实现步骤摘要】
基于脑电采集的虚拟现实交互装置
本技术涉及虚拟现实
，更为具体地，涉及一种基于脑电采集的虚拟现实交互装置。
技术介绍
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，其利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，能够在虚拟三维空间中为用户提供沉浸式的交互环境。近几年来，虚拟现实因其在娱乐、游戏、教育、医疗、艺术创作、工程设计等各个领域的巨大潜力而备受重视。多家电子设备厂商推出了消费级的设备套装，基于虚拟现实的应用软件、游戏和全景视频随之大量出现。在虚拟现实领域中，由于价格及便利性的优势，市场上面向普通消费者的主要是头戴式虚拟现实设备，用户通过头戴式虚拟现实设备的显示器透过光学镜片在距离很近的屏幕上观看虚拟场景。目前现有技术中的虚拟现实设备，例如，头戴式虚拟现实设备，其对视力缺陷的人员，例如，对于眼睛存在近视、远视、散光等问题需要佩戴眼镜的操作人员，不够友好，佩戴舒适性差，影响使用效果。同时，现有技术中脑电信号处理技术已经广泛应用于脑-机接口的研发、脑部疾病的诊断和人类认知活动研究等方面。其中，脑电信号由大脑神经元群的生物电活动产生，属于自发性电位活动。研究表明，脑电信号中含有能够反映人类情绪的成分。因此，期望提出一种基于脑电信号的虚拟现实交互方法及装置，其能够基于虚拟现实游戏意念控制功能，实现更加灵活的虚拟现实(VR)交互体验，并且能对使用者的生理或认知状态以及情绪变化，例如，惊吓、刺激等反应，进行监控。其中，情绪检测是心理学和神经工程学等交叉领域的研究热点，具有广阔的应用前景。如在生产活动中，工作在航空航天企业、国家安全部门或矿场、建筑重大生产任务或高危工作环境下的人群，其精神频繁处于高度紧张状态，对其定期进行情绪检测能够及时发现情绪异常的个体，从而提前介入，避免其精神状态继续恶化，降低生产风险、减少安全隐患。在教育领域，情绪检测能够提供有价值的信息，如评定学生、教师的心理状况，对处于不健康状态的个体及时进行干预；检测学生在学习过程中的情绪状态，与教师的教学活动对照，而优化教学环境、改善教学质量。紧张情绪在现实生活普遍存在。心理学和教育学认为，适当的紧张情绪可以集中注意力，提高工作效率，而过度紧张可能引发人体生理心理的不良反应，甚至有可能造成比较严重的后果。因此虚拟现实操作人员进行紧张情绪的检测与监测非常重要，具有较大的应用潜力。目前情绪检测的方法主要分为基于非生理信号和基于生理信号的检测，其中基于非生理信号的检测包括对表情、语音或姿态的检测；基于生理信号的检测包括对心电、脑电、肌电、呼吸信号的检测。由于脑电信号直接与意识相关，难以隐蔽、抑制和掩饰，基于脑电的情绪检测备受关注。目前已有的紧张情绪检测系统，其准备和实施过程异常繁琐，物质和时间成本较高；另外，目前该类系统的刺激手段多为在平面显示器上播放图像或视频，用户代入感差，难以诱发高质量的情绪状态。这两方面因素的存在，导致该类系统的检测过程漫长、检测成本高，且检测准确率低，不能有效检测出用户的紧张情绪。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术的目的在于提出一种基于脑电采集的虚拟现实交互装置，其具有屈光度调节装置、瞳距检测装置和瞳距调节装置，其能够针对不同的操作者进行适应性调节，提高佩戴的舒适性。本技术能够同时调节两个透镜和屈光度调节装置中两镜片之间的距离。本技术基于非侵入式脑电采集电极，所述各数据采集电极均设置有注入导管，通过所述注入导管将导电膏，使各选定的数据采集电极与头皮相连以采集所需要的脑电信号。本技术中的脑电采集设备中设置屏蔽层，以避免外接信号对所采集的脑电信号形成干扰。本技术中脑电采集设备的内衬为弹性层，所述内衬设置有在操作者的两侧的耳部向下延伸的绑带，以便当佩戴所述脑电采集设备时，通过张紧所述绑带时所述内衬紧贴头皮。在所述支撑部的外层设置有与人体皮肤接触有弹性垫，所述弹性垫可拆卸地连接至所述支撑部。所述支撑部的侧部和下部均设置透气结构和透光结构。本技术的技术方案如下：一种基于脑电采集的虚拟现实交互装置，其包括壳体、显示器和透镜，所述显示器在所述壳体的内部，所述透镜设置在所述壳体和操作者的人眼之间且所述透镜的主体设置在所述壳体的内部，其还包括脑电采集设备、屈光度调节装置、瞳距检测装置和瞳距调节装置，所述透镜的两个镜筒通过各自的透镜连接件分别与瞳距调节装置的相对应的滑块固接；且各屈光度调节装置分别与相应的瞳距调节装置相连，所述屈光度调节装置通过托架连接杆与所述瞳距调节装置的滑块连接；所述瞳距检测装置设置两个透镜的连线的中点的上方。优选地，所述瞳距检测装置包括红外光源发射器和摄像头，所述红外光源发射器位于所述壳体的第六部分的外侧壁且朝向操作人员眼部的方向，其位于两个透镜的之间连线的中点的上方且所述红外光源发射器与所述摄像头的中心之间的连线垂直于两个透镜的中心之间的连线。所述显示器、所述瞳距调节装置以及脑电采集设备分别连接至电源装置。优选地，所述内衬设置有地电极、参考电极和数据采集电极，所述数据采集电极与注入导管连通，工作前通过注入导管将导电膏注入至相应的数据采集电极。优选地，所述内衬为弹性层，所述内衬设置有在操作者的两侧的耳部向下延伸的绑带，以便当佩戴所述脑电采集设备时，通过张紧所述绑带时所述内衬紧贴头皮。优选地，所述脑电采集设备包括内衬、外壳和设置在内衬和外壳之间的各个弹性连接件；所述外壳的内侧壁或外侧壁设置有屏蔽层.优选地，所述壳体具有第一部分、第二部分、第三部分、第四部分、第五部分和第六部分，其中所述第一部分为壳体的顶部，所述第二部分为所述壳体的底部，所述第三部分为所述壳体的第一侧部，所述第四部分为所述壳体的第二侧部，所述壳体的各个部分连接处为流线形，所述第五部分为所述壳体的前部，所述第六部分为所述壳体的后部，所述壳体的后部靠近操作人员的眼部；所述壳体的第六部分上设置透镜孔，所述透镜的镜筒的第一端位于所述壳体内部，通过第一夹持装置，将所述透镜支撑在所述壳体的内部，所述透镜的镜筒的第二端穿过所述壳体的第六部分上的透镜孔伸出所述壳体外，所述透镜的镜筒卡至所述透镜孔，所述透镜孔对所述镜筒起到支撑以及固定的作用。优选地，所述透镜设置有透镜调节机构，所述透镜调节机构根据操作人员的瞳距至调节透镜的两个镜筒之间的距离。优选地，所述个透镜孔的水平方向的尺寸大于透镜孔的直径，优选地，所述透镜的镜筒上设置有第一贴片和第二贴片，所述各贴片与透镜的镜筒固结，随镜筒移动，以便在进行瞳距调节时，挡住所述透镜孔上的空隙，保护壳体内部结构。替换地，所述透镜的镜筒通过各透镜连接件连接至瞳距调节装置的滑块。所述显示器通过第一夹持定位装置固定至所述壳体的内侧壁；所述透镜的镜筒的第一端位于所述显示器的屏幕和所述壳体的第六部分之间；从所述壳体的第六部分的外侧壁设置有沿着远离所述壳体的本体部进行延伸的支撑部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于脑电采集的虚拟现实交互装置，其包括壳体、显示器和透镜，所述显示器在所述壳体的内部，所述透镜的主体设置在所述壳体的内部，其特征在于，/n其还包括脑电采集设备、屈光度调节装置、瞳距检测装置和瞳距调节装置，所述透镜的两个镜筒通过各自的透镜连接件分别与瞳距调节装置的相对应的滑块固接；且各屈光度调节装置分别与相应的瞳距调节装置相连，所述屈光度调节装置通过托架连接杆与所述瞳距调节装置的滑块连接；所述瞳距检测装置设置两个透镜的连线的中点的上方。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于脑电采集的虚拟现实交互装置，其包括壳体、显示器和透镜，所述显示器在所述壳体的内部，所述透镜的主体设置在所述壳体的内部，其特征在于，
其还包括脑电采集设备、屈光度调节装置、瞳距检测装置和瞳距调节装置，所述透镜的两个镜筒通过各自的透镜连接件分别与瞳距调节装置的相对应的滑块固接；且各屈光度调节装置分别与相应的瞳距调节装置相连，所述屈光度调节装置通过托架连接杆与所述瞳距调节装置的滑块连接；所述瞳距检测装置设置两个透镜的连线的中点的上方。


2.如权利要求1所述的基于脑电采集的虚拟现实交互装置，其特征在于，所述瞳距检测装置包括红外光源发射器和摄像头，所述红外光源发射器位于所述壳体的第六部分的外侧壁且朝向操作人员眼部的方向，其位于两个透镜的之间连线的中点的上方且所述红外光源发射器与所述摄像头的中心之间的连线垂直于两个透镜的中心之间的连线。


3.如权利要求2所述的基于脑电采集的虚拟现实交互装置，其特征在于，所述脑电采集设备包括内衬、外壳和设置在内衬和外壳之间的各个弹性连接件；所述外壳的内侧壁或外侧壁设置有屏蔽层。


4.如权利要求3所述的基于脑电采集的虚拟现实交互装置，其特征在于，所述内衬设置有地电极、参考电极和数据采集电极，所述数据采集电极与注入导管连通，工作前通过注入导管将导电膏注入至相应的数据采集电极。


5.如权利要求4所述的基于脑电采集的虚拟现实交互装置，其特征在于，所述内衬为弹性层，所述内衬设置有在操作者的两侧的耳部向下延伸的绑带，以便当佩戴所述脑电采集设备时，通过张紧所述绑带时所述内衬紧贴头皮。


6.如权利要求5所述的基于脑电采集的虚拟现实交互装置，其特征在于，所述壳体具有第一部分、第二部分、第三部分、第四部分、第五部分和第六部分，其中所述第一部分为壳体的顶部，所述第二部分为所述壳体的底部，所述第三部分为所述壳体的第一侧部，所述第四部分为所述壳体的第二侧部，所述壳体的各个部分连接处为流线形，所述第五部分为所述壳体的前部，所述第六部分为所述壳体的后部，所述壳体的后部靠近操作人员的眼部；
所述壳体的第六部分上设置透镜孔，所述透镜的镜筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺浩宸，李春永，岳敬伟，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院军事医学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11