可头戴式增强现实的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及增强现实技术领域，特别是涉及一种可头戴式增强现实设备。
【背景技术】
[0002]伴随虚拟现实和增强现实越来越成为热门高科技技术。增强现实技术能够把虚拟信息(文字、图片、视频等等)融合在现实环境中，将现实世界丰富起来。
[0003]早期增强现实设备主要是通过摄像头摄取实时的环境影像，同时添加附加的信息(文字、图片、视频等），再同时通过显示器显示出来，从而达到增强现实的目的，此种设备虽然能够通过在现有手机等手持设备上安装相应的app实现，但是使用者只能通过二维屏幕接收实时场景信息和附加信息，所达到的增强现实效果是局限于二维平面，使用者的代入感不强。从Google Glass开始，增强现实眼镜开始不断出现，这些眼镜能够通过影像投射的原理，将一些简单的辅助信息，直接附加在人眼的视觉范围内，从而达到增强现实的效果，此类设备只能够在使用者的单眼范围内直接添加附加信息，并且附加信息还是以二维平面的形式呈现出来。依然无法产生强烈的代入感。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可头戴式增强现实的设备，该设备通过巧妙运用反射和聚焦等光线原理，实现三维效果的增强虚拟现实，从而使得使用者可极大地享受到增强现实效果的代入感，并且将相对重量较大的显示设备置于使用者的近端，使得使用者在佩戴的舒适度上也有很好的体验。
[0005]本实用新型的可头戴式增强现实的设备，包括平板状的显示设备、第一镜面和第二镜面，第一镜面下边缘与第二镜面的一侧边缘固定且两镜面相垂直，显示设备边缘与第一镜面上边缘固定，第一镜面和第二镜面均朝向显示设备的显示屏，在第一镜面与第二镜面之间沿二者接缝依次设有左、右两块凸透镜，该设备上还设有用于将该增强现实设备固定于头部的固定带。
[0006]上述技术方案中，所述的显示设备的屏幕和第一镜面之间的夹角α与凸透镜和第一镜面之间的夹角β相等。优选的，其取值范围为30度-60度。这样由于第一镜面与第二镜面相垂直，显示屏幕经过第一镜面反射后的成像就与凸透镜平行并保持合适的距离。
[0007]所述的第二镜面采用半透射半反射镜面。显示屏幕经第一镜面反射后的屏幕镜像，再通过第二镜面反射后，进入人眼，此处第二镜面如果采用全反射镜面，则使用者无法接收环境影像，此设备可以达到虚拟现实的效果，若此第二镜面使用的是半反射半透光镜面，则使用者既可以通过透射接收到环境影像，又可以通过反射接收到显示屏上面的附加信息，从而实现三维效果的增强现实效果。
[0008]在左凸透镜左侧、右凸透镜右侧、以及两块凸透镜之间还可以各设有一个可拆卸的遮光板，以避免左、右两侧影像相互影响。
[0009]在整个设备的外侧还可以设有遮光罩，以隔断环境光线进入设备，此时人眼单独接收屏幕画面，不接收环境影响，该设备便实现虚拟现实功能。
[0010]所述的第一镜面下边缘与第二镜面的一侧边缘采用铰接方式固定，显示设备边缘与第一镜面上边缘采用铰接方式固定，左、右两块凸透镜与第一镜面和第二镜面均采用铰接固定。
[0011]本实用新型的装置，让使用者通过将显示屏幕的左右两块显示区域中分别显示对应于使用者左右双眼的附加信息（文字、图片、视频），在人眼近端，巧妙采用半透半反射镜面，实现经过加工的屏幕显示画面和未经加工处理的环境实时画面同时进入人眼，从而实现三维增强现实效果，同时，本装置将相对重量较大的显示设备置于使用者的近端，使得使用者在佩戴的舒适度上也有很好的体验，此外本实用新型的设备可携带性强，易于收纳。
【附图说明】
[0012]图I是本实用新型设备的结构不意图；
[0013]图2是本实用新型设备的原理示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0015]本实用新型的可头戴式增强现实的设备，包括平板状的显示设备1、第一镜面2和第二镜面3，第一镜面2下边缘与第二镜面3的一侧边缘铰接，两镜面可调整相对角度至相互垂直，显示设备I边缘与第一镜面2上边缘铰接，第一镜面2和第二镜面3均朝向显示设备I的显示屏，在第一镜面2与第二镜面3之间沿二者接缝依次设有左、右两块凸透镜4，凸透镜与第一镜面、第二镜面均铰接，可调节其与第一镜面的夹角β与显示设备和第一镜面的夹角α相同，由于β取值直接影响屏幕镜像2与人眼的相对高度。所以，为保证较好的效果，一般β取值为30度-60度。在左凸透镜左侧、右凸透镜右侧、以及两块凸透镜之间各设有一个可拆卸的遮光板5，显示设备上设有用于将该增强现实设备固定于头部的固定带。
[0016]使用时，将设备佩戴在头上，人眼可以透过第二镜面观看到周围的环境信息，另夕卜，屏幕的画面会经过第一镜面的反射形成屏幕镜像I，屏幕镜像I经第二镜面的反射形成屏幕镜像2，屏幕通过凸透镜的放大，最后经过第二镜面的反射，形成最终的虚像进入人眼。由于凸透镜设置的位置，所以不会遮挡环境光线的进入。屏幕的现实内容就相当于叠加在环境光线中。从而实现增强现实的效果。3d效果的实现，是通过在屏幕两边各现实对应双眼的画面，从而使用者能感受到3d效果。
[0017]屏幕镜像I到凸透镜的距离为物距U，凸透镜的焦距为F W和F决定了屏幕在人眼前最终的虚像的距离。当第一镜面宽度= 8cm，长度=13cm;第二镜面宽度= 6cm，长度=13cm;两个凸透镜宽度=5cm，长度=6.5c，凸透镜焦距F = 5cm，此时U = 4.8cm，相当于人眼在观看距离1.2米外经放大后的屏幕。
【主权项】
1.可头戴式增强现实设备，其特征在于，包括平板状的显示设备（I)、第一镜面(2)和第二镜面(3)，第一镜面(2)下边缘与第二镜面(3)的一侧边缘固定且两镜面相垂直，显示设备(I)边缘与第一镜面(2)上边缘固定，第一镜面(2)和第二镜面(3)均朝向显示设备（I)的显示屏，在第一镜面与第二镜面之间沿二者接缝依次设有左、右两块凸透镜(4)，该设备上还设有用于将该增强现实设备固定于头部的固定带。2.根据权利要求I所述的可头戴式增强现实设备，其特征在于，所述的显示设备（I)的屏幕和第一镜面(2)之间的夹角α与凸透镜(4)和第一镜面(2)之间的夹角β相等。3.根据权利要求2所述的可头戴式增强现实设备，其特征在于，所述的夹角β取值为30度-60度。4.根据权利要求I所述的可头戴式增强现实设备，其特征在于，所述的第二镜面(3)采用半透射半反射镜面。5.根据权利要求I所述的可头戴增强现实设备，其特征在于，在所述的左凸透镜左侧、右凸透镜右侧、以及两块凸透镜之间各设有一个可拆卸的遮光板(5)。6.根据权利要求I所述的可头戴式增强现实设备，其特征在于，所述的第一镜面(2)下边缘与第二镜面(3)的一侧边缘采用铰接方式固定，显示设备（I)边缘与第一镜面(2)上边缘采用铰接方式固定，左、右两块凸透镜(4)与第一镜面(2)和第二镜面(3)均采用铰接固定。7.根据权利要求I所述的可头戴增强现实设备，其特征在于，在该设备外侧设有遮光罩，用于隔断环境光线进入设备。
【专利摘要】本实用新型公开了一种可头戴式增强现实设备，包括平板状的显示设备、第一镜面和第二镜面，第一镜面下边缘与第二镜面的一侧边缘固定且两镜面相垂直，显示设备边缘与第一镜面上边缘固定，第一镜面和第二镜面均朝向显示设备的显示屏，在第一镜面与第二镜面之间沿二者接缝依次设有左、右两块凸透镜，在左凸透镜左侧、右凸透镜右侧、以及两块凸透镜之间各设有一个结构遮光件，显示设备上设有用于将该增强现实设备固定于头部的固定带。本实用新型设备巧妙的采用半透半反射镜面，实现三维增强现实效果，同时，本装置将相对重量较大的显示设备置于使用者的近端，使得使用者在佩戴的舒适度上也有很好的体验。
【IPC分类】G02B27/22, G02B27/01
【公开号】CN205157890
【申请号】CN201520986472
【发明人】王作栋
【申请人】王作栋
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月2日