一种增强现实设备制造技术

本发明专利技术公开了增强现实设备，包括从近到远依次固定连接在头箍(1)上的第一导轨(2)和第二导轨(3)，以可平移且可转动的方式连接于第一导轨(2)的内部摄像头(10)和透镜(24)，和以可平移且可转动的方式连接于第二导轨(3)的成像器(7)和外部成像装置(27)。根据本发明专利技术的增强现实设备使用户在转动眼球时也能获得良好的三维立体视觉和增强现实体验，并且通过调整设备的重心使得用户在长期佩戴设备时感觉更加舒适并且避免设备对用户身体的损害。

【技术实现步骤摘要】
一种增强现实设备
本专利技术涉及增强现实
，具体为一种增强现实设备。
技术介绍
随着增强现实(AugmentedReality，简称AR)技术的发展，越来越多的智能穿戴设备开始为人们所熟悉。根据成像原理，在屏幕中呈现的包括虚拟图像和现实图像的增强现实图像在人眼视网膜中的中央凹位置聚集时，成像最清晰。然而目前的增强现实设备的视野大都有限，用户体验的沉浸感不足。尽管通过追踪用户眼球并使现实屏幕随眼球移动的技术以用于虚拟现实设备，但这类技术仍然不很成熟，且在增强现实技术中少有应用。因此仍然需要改进的增强现实设备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种增强现实的设备，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：在一个方面，本专利技术提供一种增强现实设备，其特征在于，包括从近到远依次固定连接在头箍上的第一导轨和第二导轨，以可平移且可转动的方式连接于第一导轨的内部摄像头和透镜，和以可平移且可转动的方式连接于第二导轨的成像器和外部成像装置；所述头箍用于将所述增强现实设备固定在用户头上；所述内部摄像头用于跟踪和拍摄用户的眼球以确定眼球光轴；所述外部成像装置用于将所述增强现实设备外部的现实图像呈现于成像器；所述成像器用于为用户提供包括虚拟图像和所述现实图像的增强现实图像并且将增强现实图像呈现在所述眼球光轴中；所述透镜用于将所述成像器提供的增强现实图像投射到用户眼中；所述内部摄像头的光轴和所述透镜的光轴与用户眼球的光轴共面。进一步地，所述透镜设置于内部摄像头的上方或下方，与用户眼球共光轴，并且位于用户眼球与成像器之间。进一步地，第一导轨上设有可沿第一导轨平移的内部摄像头平移装置，内部摄像头平移装置的下部设有内部摄像头转动装置，内部摄像头连接于内部摄像头转动装置的下端；第二导轨上设有可沿第二导轨平移的成像器平移装置，成像器平移装置的下部设有成像器转动装置，成像器连接于成像器转动装置的下端；外部成像装置固定于成像器的背面以便随成像器平移和转动。进一步地，所述内部摄像头有两个，分别用于跟踪拍摄用户的左眼球和右眼球；所述成像器具有水平排列的两个成像区域，分别用于为用户的左眼球和右眼球提供增强现实图像；所述外部成像装置有两个，分别与所述成像器通讯连接，用于在成像器的两个成像区域分别为用户的左眼球和右眼球提供现实图像；所述透镜有两个，分别用于将所述两个成像区域的增强现实图像投射到用户的左眼球和右眼球；优选地，所述成像区域是手机上通过软件分屏形成的两个成像区域，或者是由两个分离的显示屏提供的两个成像区域。进一步地，当用户正视前方时，所述两个内部摄像头光轴的对称面和所述成像器的两个成像区域的对称面与用户两个眼球光轴的对称面共面。进一步地，当用户眼球水平转动夹角a时，所述透镜24通过平移和转动使其光轴仍然保持与用户眼球光轴共轴，并且成像器7通过平移和转动使其两个成像区域的对称面转动夹角b，其中夹角a大于等于夹角b；优选地，夹角a与夹角b的比例为1:1至3:1，1:1.1至1:2.5,1:1.5至1:2等；更优选地，所述比例随夹角a的增加而增加；更优选地，夹角a与夹角b的关系式如下：其中，y为夹角b的弧度，x为夹角a的弧度，x的取值范围是0至e为自然常数；优选地，两个透镜24各自独立地保持其光轴与左眼和右眼光轴共轴，并且上述夹角a为左眼和右眼转动角度的平均值。进一步地，所述增强现实设备，其特征在于，还包括设置在头箍上的、与第一导轨和第二导轨相对的、位置可调的配重块，用于将所述增强现实设备的重心调整到头箍的中部。进一步地，所述头箍上由近到远依次设有与第一导轨和第二导轨相对的第三导轨和第四导轨，第三导轨上设有配重块第一平移装置，第四导轨上设有配重块第二平移装置，配重块第一平移装置与配重块第二平移装置之间螺杆，所述配重块以可平移的方式设置在螺杆上；优选地，螺杆的一端通过配重块纵移装置连接在配重块第二平移装置的下端，螺杆的另一端以可旋转的方式连接于配重块第一平移装置的下端，配重块纵移装置通过驱动螺杆旋转使得配重块在第三导轨和第四导轨之间移动。在另一个方面，本专利技术提供一种使用所述增强现实设备的方法，包括：将所述增强现实设备通过头箍佩戴在用户头上；用所述外部成像装置拍摄所述增强现实设备外部的现实图像；用所述成像器提供包括虚拟图像和所述现实图像的增强现实图像；在第一导轨上平移和/或转动内部摄像头以跟踪和拍摄用户的眼球以确定眼球光轴；在第二导轨上平移和/或转动成像器以便将所述增强现实图像呈现在所述眼球光轴中。进一步地，在第三导轨和第四导轨上平移配重块和/或在螺杆上纵移配重块以便将所述增强现实设备的重心调整到头箍的中部。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。根据本专利技术的增强现实设备使用户在转动眼球时也能获得良好的三维立体视觉和增强现实体验，并且通过调整设备的重心使得用户在长期佩戴设备时感觉更加舒适并且避免设备对用户身体的损害。附图说明图1为本专利技术设备的一种实施方式的内部结构俯视示意图；图2为图1所示本专利技术设备的内部结构正视示意图；图3为图1所示本专利技术设备的局部结构示意图；图4为本专利技术设备的另一个实施方式的工作状态结构示意图；图中：1-头箍；2-第一导轨；3-第二导轨；5-内部摄像头平移装置；6-内部摄像头转动装置；7-成像器；8-成像器平移装置；9-成像器转动装置；10-内部摄像头；11-配重块；12-配重块第一平移装置；13-配重块第二平移装置；14-螺杆；15-第三导轨；16-第四导轨；17-固定架；18-护罩；19-外壳；20-护罩旋钮；21-电源；22-控制器；23-压力传感器；24-透镜；25-配重块纵移装置；26-内部摄像头翻转装置；27-外部成像装置。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例中提及的零部件、机构、设备和仪器中未给出型号和厂家的均为现有技术中存在或根据现有技术简单加工得到的或可通过商业途径获得的那些。请参阅图1-4，本专利技术提供一种增强现实设备，包括头箍1、第一导轨2、第二导轨3、两个内部摄像头10、两个透镜24、成像器7、两个外部成像装置27和配重块11。所述头箍1用于将所述增强现实设备固定在用户头上。第一导轨2和第二导轨3通过固定架17从近到远依次固定连接在头箍1上，第一导轨2和第二导轨3均具有与头箍1类似的轮廓(也即类似于用户头部的形状)。第一导轨2在各处与头箍1的距离大致相等，第二导轨3从用户眼部到耳部附近与第一导轨的距离可以大致相等，优选逐渐减小，以便使成像器更快地转向用户眼球。第一导轨2上设有可沿第一导轨2平移的内部摄像头平移装置5，内部摄像头平移装置5的下部连接有内部摄像头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强现实设备，其特征在于，包括从近到远依次固定连接在头箍(1)上的第一导轨(2)和第二导轨(3)，以可平移且可转动的方式连接于第一导轨(2)的内部摄像头(10)和透镜(24)，和以可平移且可转动的方式连接于第二导轨(3)的成像器(7)和外部成像装置(27)；所述头箍(1)用于将所述增强现实设备固定在用户头上；所述内部摄像头(10)用于跟踪和拍摄用户的眼球以确定眼球光轴；所述外部成像装置(27)用于将所述增强现实设备外部的现实图像呈现于成像器(7)；所述成像器(7)用于为用户提供包括虚拟图像和所述现实图像的增强现实图像并且将增强现实图像呈现在所述眼球光轴中；所述透镜(24)用于将所述成像器(7)提供的增强现实图像投射到用户眼中；所述内部摄像头(10)的光轴和所述透镜(24)的光轴与用户眼球的光轴共面。

【技术特征摘要】
1.一种增强现实设备，其特征在于，包括从近到远依次固定连接在头箍(1)上的第一导轨(2)和第二导轨(3)，以可平移且可转动的方式连接于第一导轨(2)的内部摄像头(10)和透镜(24)，和以可平移且可转动的方式连接于第二导轨(3)的成像器(7)和外部成像装置(27)；所述头箍(1)用于将所述增强现实设备固定在用户头上；所述内部摄像头(10)用于跟踪和拍摄用户的眼球以确定眼球光轴；所述外部成像装置(27)用于将所述增强现实设备外部的现实图像呈现于成像器(7)；所述成像器(7)用于为用户提供包括虚拟图像和所述现实图像的增强现实图像并且将增强现实图像呈现在所述眼球光轴中；所述透镜(24)用于将所述成像器(7)提供的增强现实图像投射到用户眼中；所述内部摄像头(10)的光轴和所述透镜(24)的光轴与用户眼球的光轴共面。2.根据权利要求1的所述增强现实设备，其特征在于，所述透镜(24)设置于内部摄像头(10)的上方或下方，与用户眼球共光轴，并且位于用户眼球与成像器(7)之间。3.根据权利要求1或2的所述增强现实设备，其特征在于，第一导轨(2)上设有可沿第一导轨(2)平移的内部摄像头平移装置(5)，内部摄像头平移装置(5)的下部设有内部摄像头转动装置(6)，内部摄像头(10)连接于内部摄像头转动装置(6)的下端；第二导轨(3)上设有可沿第二导轨(3)平移的成像器平移装置(8)，成像器平移装置(8)的下部设有成像器转动装置(9)，成像器(7)连接于成像器转动装置(9)的下端；外部成像装置(27)固定于成像器(7)的背面以便随成像器(7)平移和转动。4.根据权利要求1-3中任一项的所述增强现实设备，其特征在于，所述内部摄像头(10)有两个，分别用于跟踪拍摄用户的左眼球和右眼球；所述成像器(7)具有水平排列的两个成像区域，分别用于为用户的左眼球和右眼球提供增强现实图像；所述外部成像装置(27)有两个，分别与所述成像器(7)通讯连接，用于在成像器(7)的两个成像区域分别为用户的左眼球和右眼球提供现实图像；所述透镜(24)有两个，分别用于将所述两个成像区域的增强现实图像投射到用户的左眼球和右眼球；优选地，所述成像区域是手机上通过软件分屏形成的两个成像区域，或者是由两个分离的显示屏提供的两个成像区域。5.根据权利要求4的所述增强现实设备，其特征在于，当用户正视前方时，所述两个内部摄像头(10)光轴的对称面和所述成像器(7)的两个成像区域的对称面与用户两个眼球光轴的对称面共面。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，常英贤，李冬，张新宇，张营，周佳，焦洋，陈剑飞，雷现惠，高运兴，牟晓琳，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司，国网山东省电力公司泰安供电公司，
类型：发明
国别省市：山东,37