一种AR头戴设备的制作方法

本发明涉及ar头戴设备技术领域，具体为一种ar头戴设备。

背景技术：

增强现实技术(augmentedreality，简称ar)，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3d模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息，声音，昧道，触觉等)，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

现有的ar设备中，使用外置摄像头对外界景观进行拍摄时，因为摄像头拍摄的范围比较大，拍摄图片中会有很多物体，很难界定和选择所需识别物体，不仅会造成识别不清晰，破坏ar设备的用户体验，而且会造成摄像设备的浪费，而且，由于ar设备中为视频设备，需要使用强大的处理器，而这些处理器在使用时会释放出很多热量，容易导致ar设备死机损坏等情况，因此需要一种新的ar设备，解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种ar头戴设备，以解决上述背景技术提出的摄像头拍摄的范围比较大，拍摄图片中会有很多物体，很难界定和选择所需识别物体，并且散热性不好，影响用户体验的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种ar头戴设备，包括ar主体、ar中间段、ar尾段，ar主体位于ar中间段的前端并与ar中间段相连，ar中间段位于ar尾段的前端并与ar尾段相连，

所述ar主体包括眼球追踪装置、外景摄像设备、投影装置、芯片冷却设备、开关设备、前部透明镜片；

所述眼球追踪装置包括红外光投射源、透镜、组合玻璃镜、红外线感光器、中央处理器，所述透镜为不规则椭圆形透镜，红外光投射源位于透镜的边缘，透镜上端固定在ar主体的后端下部，组合玻璃镜为有倾斜角度的组合玻璃透镜，红外线感光器位于组合玻璃镜上部，红外线感光器固定在ar主体的前端下部，所述红外线感光器与中央处理器相连；

所述外景摄像设备包括外景摄像头，中央处理器，存储装置卡槽构成，其中外景摄像头固定在ar主体的内部孔洞中，外景摄像头后端通过固定铰接扣固定在孔洞壁面，外景摄像头上下两端分别具有电动推杆，电动推杆与微型电机相连，其中微型电机、外景摄像头都与中央处理器相连，中央处理器与存储装置卡槽相连；

所述投影设备包括中央处理器、投影芯片、组合玻璃镜、反光平镜、微型投影仪，所述中央处理器与投影芯片相连，投影芯片连接并控制微型投影仪，微型投影仪正面对着反光平镜，反光平镜为一具有一定倾角的反光镜；

所述芯片冷却设备包括上侧过滤金属纱网、上侧进气风扇、上侧风扇电机、下侧过滤金属纱网、下侧进气风扇、下侧风扇电机、上侧风道、下侧风道、电源设备，所述上侧过滤金属纱网位于上侧风道入口处，上侧进气风扇位于上侧过滤金属纱网后端且位于上侧风道中，上侧风扇电机固定在上侧进气风扇后并相连，所述下侧过滤金属纱网位于下侧风道入口处，下侧进气风扇位于下侧过滤金属纱网后端且位于下侧风道中，下侧风扇电机固定在下侧进气风扇后并相连，上侧风扇电机与下侧风扇电机均与电源设备相连；

所述ar中间段包括电源设备、充电口、耳机插口、内置音响、表面透音孔，其中电源设备与充电口相连，充电口、耳机插口位于ar中间段的上端，表面透音孔位于ar中间段的侧面表面，内置音响位于ar中间段的内部，耳机插口、内置音响均与中央处理器相连，电源设备为用电设备供电，用电设备包括红外光投射源、红外线感光器、中央处理器、外景摄像头、微型电机、微型投影仪、投影芯片、存储装置卡槽、设备开关、声音调节按钮、上侧风扇电机、下侧风扇电机、耳机插口、内置音响，其中设备开关与电源设备相连，声音调节按钮与中央处理器相连。

优选的，所述投影芯片为dlp投影芯片。

优选的，所述组合玻璃镜采用全息透镜，为双曲面玻璃。

优选的，所述外景摄像头位于ar主体正面，具有上中下三层，最上层的位置位于上侧风道上侧，第二层的位置位于上侧风道与下侧风道之间，最下层位于前部透明镜片的下侧及ar主体的低端，上中下三层每层不少于三个外景摄像头。

优选的，所述透镜有两个，为分别位于使用者的眼正前方，每个透镜上设置有不少于六个的红外光投射源。

优选的，所述组合玻璃镜与反光平镜为倾斜放置，组合玻璃镜的放置角度应该使观察者眼睛反射的红外光线，尽可能多的经过组合玻璃镜的反射后被红外线感光器接收到，反光平镜的设置角度需要满足微型投影仪投出的影像，经过反光平镜与组合玻璃镜的反射，可以到达观察者眼睛中。

优选的，所述表面透音孔分布在ar中间段的侧面，具有两组，分别位于ar主体两侧的ar中间段上，每组不少于十二个孔，表面透音孔内部设置有内置音响。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在ar产品上有外置摄像头，很多场景下，需要对拍摄的物体进行目标识别。因为摄像头拍摄的范围比较大，拍摄图片中会有很多物体，很难界定和选择所需识别物体。通过眼球追踪技术，可以根据用户所注视的产品，进行识别。通过在本装置中设置眼球追踪装置，可以使外置摄像头根据人眼注视的方向进行拍摄。从而大大提升识别效率和准确率。

2、一般情况下，使用风扇进行风冷时，可以采用较大的风扇已低转速进行热量导出，但是，在ar设备中，由于ar设备体积较小，使用大风扇不仅形态上不合理，而且会产生较大的噪声，但是在使用小的风扇时，由于小风扇结构自身不能承受高温，而且当小风扇在高速运转时，风扇自身会变热且其轴承会变得干燥，会大大缩短风扇的使用寿命

因此，通过本设计，通过在ar设备中设计上侧风道、下侧风道这样的的风道，可以使上侧进气风扇、下侧进气风扇远离中央处理器与投影芯片，在对其进行冷却时，冷空气从一风道中流入，冷却中央处理器、投影芯片后，热风从风道中被带出，同时带走热量，在风道中流动时，由于风道具有长度，可以降低热风的温度，从而使上侧进气风扇与下侧进气风扇不必承受过高的温度，极大地减少轴承上润滑油的消耗，提高使用寿命和使用效果。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2是ar主体结构示意图；

图3是该ar头戴设备正面示意图；

图4是该ar头戴设备俯视示意图；

图5是该ar头戴设备冷却设备细节示意图；

图6是该ar头戴设备红外线投射源处示意图；

图7是该ar头戴设备外景摄像头细节示意图；

图8是红外线经过人眼被反射到红外线感光器光路图；

图9是微型投影仪投影进入人眼光路图。

图中：1、ar主体2、ar中间段3、ar尾段4、观察者眼睛101、红外光投射源102、透镜103、组合玻璃镜104、红外线感光器105、中央处理器106、外景摄像头1061、电动推杆1062、微型电机1063、固定铰接扣107、微型投影仪108、投影芯片109、反光平镜110、存储装置卡槽111、设备开关112、声音调节按钮113、前部透明镜片114、上侧过滤金属纱网115、上侧进气风扇116、上侧风扇电机117、下侧过滤金属纱网118、下侧进气风扇119、下侧风扇电机120、上侧风道121、下侧风道21、电源设备22、充电口23、耳机插口24、内置音响25、表面透音孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种ar头戴设备，包括ar主体1、ar中间段2、ar尾段3，ar主体1位于ar中间段2的前端并与ar中间段2相连，ar中间段2位于ar尾段3的前端并与ar尾段3相连，所述ar主体1包括眼球追踪装置、外景摄像设备、投影装置、芯片冷却设备、开关设备、前部透明镜片113；所述眼球追踪装置包括红外光投射源101、透镜102、组合玻璃镜103、红外线感光器104、中央处理器105，所述透镜102为不规则椭圆形透镜102，红外光投射源101位于透镜102的边缘，透镜102上端固定在ar主体1的后端下部，组合玻璃镜103为有倾斜角度的组合玻璃透镜102，红外线感光器104位于组合玻璃镜103上部，红外线感光器104固定在ar主体1的前端下部，所述红外线感光器104与中央处理器105相连；所述外景摄像设备包括外景摄像头106，中央处理器105，存储装置卡槽110构成，其中外景摄像头106固定在ar主体1的内部孔洞中，外景摄像头106后端通过固定铰接扣1063固定在孔洞壁面，外景摄像头106上下两端分别具有电动推杆1061，电动推杆1061与微型电机1062相连，其中微型电机1062、外景摄像头106都与中央处理器105相连，中央处理器105与存储装置卡槽110相连；所述投影设备包括中央处理器105、投影芯片108、组合玻璃镜103、反光平镜109、微型投影仪107，所述中央处理器105与投影芯片108相连，投影芯片108连接并控制微型投影仪107，微型投影仪107正面对着反光平镜109，反光平镜109为一具有一定倾角的反光镜；所述芯片冷却设备包括上侧过滤金属纱网114、上侧进气风扇115、上侧风扇电机116、下侧过滤金属纱网117、下侧进气风扇118、下侧风扇电机119、上侧风道120、下侧风道121、电源设备21，所述上侧过滤金属纱网114位于上侧风道120入口处，上侧进气风扇115位于上侧过滤金属纱网114后端且位于上侧风道120中，上侧风扇电机116固定在上侧进气风扇115后并相连，所述下侧过滤金属纱网117位于下侧风道121入口处，下侧进气风扇118位于下侧过滤金属纱网117后端且位于下侧风道121中，下侧风扇电机119固定在下侧进气风扇118后并相连，上侧风扇电机116与下侧风扇电机119均与电源设备21相连；所述ar中间段2包括电源设备21、充电口22、耳机插口23、内置音响24、表面透音孔25，其中电源设备21与充电口22相连，充电口22、耳机插口23位于ar中间段2的上端，表面透音孔25位于ar中间段2的侧面表面，内置音响24位于ar中间段2的内部，耳机插口23、内置音响24均与中央处理器105相连，电源设备21为用电设备供电，用电设备包括红外光投射源101、红外线感光器104、中央处理器105、外景摄像头106、微型电机1062、微型投影仪107、投影芯片108、存储装置卡槽110、设备开关111、声音调节按钮112、上侧风扇电机116、下侧风扇电机119、耳机插口23、内置音响24，其中设备开关111与电源设备21相连，声音调节按钮112与中央处理器105相连。

工作原理：使用时，首先通过设备开关111开启设备，开启后电源设备21为各设备进行供电，此时红外光投射源101开启，发出红外线进入人眼中，人眼反射的红外光透过透镜102，经过组合玻璃镜103的反射，被红外线感光器104捕捉到，红外线感光器104将得到的红外光线反射角度的信号传给中央处理器105，中央处理器105经过处理，对使用者的眼睛进行眼球追踪，得到使用者所注视的方位以及角度，而后根据得到的信息调整调整外景摄像头106的角度，调整外景摄像头106角度时，是通过控制微型电机1062的启停控制电动推杆1061的长度，达到改变外景摄像头106的朝向，是外景摄像头106的朝向与人眼注视的方向相同，外景摄像头106进行自动对焦以及录制；

对于将外景摄像头106获取的视频信息，通过中央处理器105的处理，使用投影芯片108控制微型投影仪107进行投影，微型投影仪107投影经过反光平镜109与组合玻璃镜103的反射进入人眼中，而外界环境的光线也同样透过前部透明镜片113与组合玻璃镜103也进入人的眼中，是外界环境光线与微型投影仪107投影出的光线混合，得到增强视觉体验的效果；

此外，外景摄像头106录制的视频信息会自动存储到存储装置卡槽110中，以备后续使用，此外，人们也可以在存储装置卡槽110中存入音频文件，通过控制声音调节按钮112来调节音频文件的播放停止、音量大小，在播放音乐时，由中央处理器105在存储装置卡槽110中读取音频文件，并进行播放，播放时，可以通过内置音响24进行外放或者在耳机插口23中插入耳机进行聆听，由于内置音响24外设置有表面透音孔25，可以提高外放效果；

当设备电量不足时，通过充电口22接口对电源设备21进行充电；

此外，由于中央处理器105与投影芯片108在工作时，会产生大量的热量，通过上侧风道120中上侧过滤金属纱网114、上侧进气风扇115、上侧风扇电机116的设置，以及下侧风道121中下侧过滤金属纱网117、下侧进气风扇118、下侧风扇电机119的设置，可以实现低噪声冷却的功能，通过上侧过滤金属纱网114与下侧过滤金属纱网117的设置，可以防止空气中的粉尘进入上侧风道120以及下侧风道121中，通过上侧进气风扇115和下侧进气风扇118的设置，实现从一个流道中外界抽取冷空气冷却中央处理器105、投影芯片108后从另一流道流出，达到降温的目的，使中央处理器105与投影芯片108高效的工作。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。