实现视频透视的增强现实手机盒制造技术

本实用新型专利技术公开了实现视频透视的增强现实手机盒，其包括：上盖，其可开合便于将手机放入或取出；附加镜，其位于所述手机的摄像头的上方；所述上盖与所述附加镜对应区域掏空；一对目镜，其可拆卸连接在底座上，以将所述手机的屏幕图像放大便于观看。本实现视频透视的增强现实手机盒，其通过简单精巧的结构设计，通过装入手机使之成为能实现视频透视的AR设备。

【技术实现步骤摘要】
实现视频透视的增强现实手机盒
本专利技术涉及增强现实
，特别是涉及了一种实现视频透视的增强现实手机盒。
技术介绍
现有VR(虚拟现实)手机盒，主要利用手机内置陀螺仪和外接控制设备，对手机VR应用进行观看和操控，而对手机的摄像头和触摸屏没有利用,因此无法观察周围环境并与之互动。部分VR外壳虽将摄像头外露，但主要出于结构简单，减小重量的目的，并未考虑视频透视的需求；而直接观看用摄像头拍摄的视频，没有进行消色差处理，降低观看的效果；类似三星GearVR的交互方式通过迷你USB与手机实现硬件连接，将操控功能投射至外壳的按钮上，该方式只对特定的手机进行了适配，缺乏普遍性。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了实现视频透视的增强现实手机盒，其通过简单精巧的结构设计，通过装入手机使之成为能实现视频透视的AR设备。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：实现视频透视的增强现实手机盒，其包括：上盖，其可开合便于将手机放入或取出；附加镜，其位于所述手机的摄像头的上方；所述上盖与所述附加镜对应区域掏空；一对目镜，其可拆卸连接在底座上，以将所述手机的屏幕图像放大便于观看。进一步地，所述摄像头拍摄的视场不小于人眼通过目镜观察的视场；所述手机的屏幕显示图像大小与目镜放大率相匹配。进一步地，所述手机的屏幕显示图像大小与目镜放大率相匹配是指：s＝f·r/l，其中，l为出瞳距，r为目镜孔径半径，s为手机屏幕的长度的1/4。进一步地，所述底座上还设置有调节机构，用于调节所述一对目镜的水平位移，实现目镜到手机屏幕间的间距可调。进一步地，所述底座侧边设置有至少一功能按钮，用于触压所述手机的屏幕。进一步地，所述功能按钮包括按钮、与按钮连接的连杆、连杆转动轴、触屏笔头、拉簧；所述连杆经连杆转动轴相对所述底座旋转，所述触屏笔头安装在连杆底部；所述拉簧一端连接所述触屏笔头底部，另一端连接所述底座。进一步地，所述至少一功能按钮为4个，均匀分布在所述底座的上下两侧。进一步地，还包括设置在所述上盖和/或底座的至少一镜头接口。更进一步地，所述附加镜的畸变与目镜的畸变相反。本专利技术具有如下有益效果：本手机盒作为手机附件，充分利用现有主流手机的软硬件，通过简单精巧的结构设计，通过装入手机使之成为能实现视频透视的AR设备，实现了对外界环境的实时观看。附带的附加镜对手机摄像头的视场进行拓展，拍摄周围环境，经手机自带的软件处理后拆分为有视差的左右分屏显示；；利用合理的目镜设计与手机屏幕大小的匹配实现视频透视的感受；为适配不同手机屏幕大小并满足远近视人群的使用需求，所述目镜可更换，目镜与手机屏幕的间距可调；附加镜与目镜均采用畸形抵消，消色差的设计，可以对视频内容进行高清晰、低延迟的观看；通过4个功能按钮对手机电容屏不同区域的触碰设计，可适配不同的手机屏幕，使用户与该AR设备进行方便快捷的操作。附图说明图1为本专利技术手机盒的结构示意图；图2为本专利技术附加镜固定方式示意图；图3为本专利技术手机盒的视频透视原理示意图；图4为本专利技术中出瞳距l、目镜孔径半径r、目镜焦距f和半屏大小s之间存在对应关系的示意图；图5为本专利技术中人眼晶状体、目镜及手机屏幕之间存在对应关系的示意图；图6为本专利技术手机盒的另一结构示意图；图7为本专利技术中功能按钮的分布示意图；图8为本专利技术中功能按钮的结构示意图；图9为本专利技术中手机屏幕分割出4个触碰区域的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的说明。如图1所示，实现视频透视的增强现实(AR)手机盒，其包括：上盖1，其可相对底座6开合便于将手机4放入或取出；优选地，在上盖1上设置有若干吸盘，便于拆装手机，实现手机中心与上盖中心重合固定；附加镜2，其位于所述手机4的摄像头3的上方；所述上盖1与所述附加镜2对应区域掏空；一对目镜5，其可拆卸连接在底座6上，以将所述手机4的屏幕图像放大便于用户观看。具体实现时，优选但不限定通过弹性夹紧装置将所述附加镜2夹在所述手机4的摄像头3的上方，如图2所示；所述附加镜2为广角镜头，其与手机4的摄像头3之间通过设置垫圈以控制两者间距，该垫圈的高度可根据所述广角镜头与摄像头3的两者结合所要达到的视场角来选择，此为现有技术，在此不再详述。手机4的摄像头3通过附加镜2对外景7进行实时拍摄，拍摄到的视频经手机4内置的软件处理后分为左右两幅有视差的图像在手机4屏幕上进行分屏显示。由于手机4的摄像头3视场角不大，一般在80°左右，作为一套AR设备这样小的视场角是远远不够的，因此在设计中附加镜2对手机4的摄像头3的视场角进行了拓展。较佳地，通过附加镜2，手机4的摄像头3的视场角可扩大至110°。优选地，所述附加镜2采用消色差设计，在与手机4的摄像头3组合拍摄后，不会给拍摄到的图像引入额外色差，减小视频处理的工作量，降低拍摄延迟。手机4屏幕的图像经过所述目镜5放大后，由人眼观看。优选地，所述目镜5采用消色差双胶合镜设计，使放大后的图像清晰自然。此外，经附加镜2拍摄到的图像呈桶形畸变，而人眼通过目镜5观看到的图像呈枕形畸变，通过光学设计使附加镜2的桶形畸变量与目镜5的枕形畸变量一致，即附加镜2畸变与目镜4畸变相反，从而相互抵消，让人眼看到无畸变的图像。这一光学设计过程完全由光学优化，无需软件校正，从而减小资源消耗，降低系统延迟。如图3所示，通过附加镜2的手机4的摄像头3对外景7进行拍摄，相关视频数据传输至手机4屏幕上显示，人眼通过目镜5看到所成虚像8。视频透视要求人眼通过AR手机盒观察到的物体大小，与移除AR手机盒后裸眼观看时的大小一致。那必须实现如下几点：1)、手机4的摄像头3拍摄的视场不小于人眼通过目镜5观察的视场；2)、屏幕显示图像大小与目镜5放大率相匹配，使虚像8与真实物体的大小看起来一样；3)、屏幕显示图像不大于分屏大小。所述屏幕显示图像为手机的摄像头拍摄后预计在屏幕上显示的图像。所述手机4的屏幕显示图像大小与目镜5放大率相匹配是指：s＝f·r/l，其中，l为出瞳距，r为目镜5孔径半径，s为手机4屏幕的长度的1/4，如图4所示。已知：tanβ1＝r/l，s＝r+f·tanβ2，根据光线追踪公式：tanβ2＝tanβ1-r/f，可以算出：s＝f·r/l。市面上主流手机的屏幕尺寸在4.7-6寸不等，根据公式s＝f·r/l，则需要搭载不同焦距的目镜5。本专利技术人设计出瞳距l＝10mm，r＝12mm以保证视场角达到100°。以4.7寸手机为例，屏幕尺寸为104×58.5mm，算出目镜5焦距为21.67mm；以6寸手机为例，屏幕尺寸为132.8×74.7mm，算出目镜5焦距为27.67mm。为了适配主流手机不同的屏幕尺寸，本专利技术的目镜5与底座6可拆卸连接，以便更换提供不同焦距的目镜5配件。此外，为了使屏幕到目镜5的距离适配焦距变化，采用调节机构对目镜5的位移进行调节，实现目镜5到手机4屏幕间的间距可调，使之能够清晰成像。这样做还有另外一个好处，可以让轻微近视和远视的用户不用佩戴眼镜也能使用该设备看清屏幕。如图5所示，设人眼晶状体焦距为f1，目镜焦距为f2，视网膜与晶状体的间距为l1，出瞳距为l2，透镜至屏幕的距离为l3。根据光路可逆，以θ1角从视网膜发出的光线到达晶状体时高度为h1，经折射传播至目镜时高度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
实现视频透视的增强现实手机盒，其特征在于，包括：上盖，其可开合便于将手机放入或取出；附加镜，其位于所述手机的摄像头的上方；所述上盖与所述附加镜对应区域掏空；一对目镜，其可拆卸连接在底座上，以将所述手机的屏幕图像放大便于观看。

【技术特征摘要】
1.实现视频透视的增强现实手机盒，其特征在于，包括：上盖，其可开合便于将手机放入或取出；附加镜，其位于所述手机的摄像头的上方；所述上盖与所述附加镜对应区域掏空；一对目镜，其可拆卸连接在底座上，以将所述手机的屏幕图像放大便于观看。2.根据权利要求1所述的实现视频透视的增强现实手机盒，其特征在于，所述摄像头拍摄的视场不小于人眼通过目镜观察的视场；所述手机的屏幕显示图像大小与目镜放大率相匹配。3.根据权利要求2所述的实现视频透视的增强现实手机盒，其特征在于，所述手机的屏幕显示图像大小与目镜放大率相匹配是指：s＝f·r/l，其中，l为出瞳距，r为目镜孔径半径，s为手机屏幕的长度的1/4。4.根据权利要求1所述的实现视频透视的增强现实手机盒，其特征在于，所述底座上还设置有调节机构，用于调节所述一对目镜的水平位移，实现目镜到手机屏...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾韬，徐白，郭虹，
申请(专利权)人：深圳市易瞳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44