CN206193349U - 一种可在ar与vr之间相互转换的ar眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其包括：眼镜外壳，遮光罩，以及光学组件。遮光罩与眼镜外壳活动连接，手机可置于遮光罩。光学组件包括：反射镜、两透镜、半反射镜以及遮光板。反射镜的反射面朝向手机屏幕，并相对手机屏幕倾斜。两透镜相互隔离且位于同一平面上。反射镜的反射面朝向两透镜的入射侧，并相对与于两透镜所在的平面之倾斜。半反射镜与两透镜的出射侧及眼镜视窗相对，并与两透镜、及眼镜视窗形成三角关系。遮光板可覆盖在半反射镜背向眼镜视窗的一侧，且遮光板与眼镜外壳可拆卸连接。

Description

一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜

技术领域

本实用新型涉及本发明涉及增强现实技术与虚拟现实技术领域，特别涉及一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜。

背景技术

AR，全称Augmented Reality，即增强现实，也被称之为混合现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，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。

AR技术可以将实现现实与虚拟的互动，具有十分广阔的应用前景。随着VR技术的的在游戏娱乐领域的广泛运用，AR技术在教育、工程领域得到了良好的运用，例如，在工程领域，人们可以通过AR技术将三维户型模型与二维图真实地结合在一起，更加真实、立体的展现出模型的结构；在教育领域，人们也可以将原二维的图书与三维模型、三维动画、影像、声音相结合，生动形象的构建虚拟的学习场景，让孩子们的学习不再枯燥，能够更快地接收知识。

然而，现有的AR设备的成本高，结构复杂，在未来的推广方面具有很大阻碍，难以普及。另一方面，虽然AR与VR可以相互转换，但是目前的VR设备还未能做到从VR转向AR。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种降低硬件成本，且可以兼容AR与VR两种模式，使得用户可以在AR与VR两种模式间自由切换的AR眼镜。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其包括：眼镜外壳，以及与眼镜外壳活动连接的遮光罩，遮光罩设有搁置架，手机可置于搁置架上。此外，该AR眼镜还包括设于眼镜外壳内的光学组件，该光学组件包括：反射镜、两透镜、半反射镜以及遮光板。其中，反射镜用于反射手机屏幕发的画面，其反射面朝向手机屏幕，且其所在的平面与手机屏幕所在的平面之间的夹角为锐角。两透镜用于接收并放大反射镜反射的画面，两透镜相互隔离且位于同一平面上。反射镜的反射面朝向两透镜的入射侧，且反射镜所在的平面与两透镜所在的平面之间的夹角为锐角。半反射镜用于接收两透镜放大的画面，其与两透镜的出射侧及眼镜外壳的视窗相对，并与两透镜、及眼镜外壳的视窗形成三角关系。遮光板可覆盖在半反射镜背向眼镜外壳的视窗的一侧，且遮光板与眼镜外壳可拆卸连接。

优选地，反射镜所在的平面与手机屏幕所在的平面之间的夹角为α，两透镜所在的平面与反射镜所在的平面之间的夹角为β，α与β之间的角度差在0°~15°之间。

优选地，α等于β。

优选地，半反射镜所在的平面与两透镜所在的平面之间的夹角为γ，γ的范围在30°~60°之间。

优选地，γ为45°。

优选地，眼镜外壳内还设有：与两透镜配合的孔洞，用于搁置反射镜第一搁置槽以及用于搁置半反射镜的第一搁置槽。

优选地，遮光罩开设条形孔，手机背部的摄像头可通过该条形孔摄取外界画面。遮光罩与手机背面相背的一侧设有滑盖，滑盖可相对遮光罩滑动，且该滑盖可遮盖遮光罩的条形孔。

优选地，遮光罩还设有若干用于固定手机的挡板。

优选地，遮光罩的两侧设有第一磁吸件，眼镜外壳对应遮光罩的两侧的位置设有第二磁吸件。

优选地，眼镜壳体在半反射镜背向眼镜外壳的视窗的一面的两侧分别设有插槽，遮光板的两侧边插入至两插槽内。

本实用新型的技术方案通过采用半反射镜，将手机屏幕的画面反射至用户的眼中，而用户也可透过半反射镜与现实互动，即可达到虚拟画面投射至现实环境中的目的，实现虚拟与现实的交互。在半反射镜的背面设置可遮光光线的遮光板，使得半反射镜可起到全反射的作用，眼镜外壳、遮光罩与遮光板三者形成构建一个相对封闭外界光线的空间，从而将AR眼镜转换为VR眼镜。本实用新型具有很好的用户体验性，其同时具备AR与VR的功能，使得用户通过一个设备即可体验AR与VR，性价比高。此外，本实用新型的结构简单，制造成本低，易普及。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的正面视图；

图3为图2A-A处的剖面图；

图4为本实用新型的内部结构图；

图5为本实用新型的眼镜外壳与遮光罩的内部结构示意图；

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

本实用新型提出一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜。

如图1-3所示，在本实用新型实施例中，该AR眼镜包括：眼镜外壳1，遮光罩2，以及光学组件3。光学组件3置于眼镜外壳1的内侧。遮光罩2与眼镜外壳1活动连接，其可相对眼镜外壳1进行开合动作。本实施例中，为了方便遮光罩2的开合，遮光罩2上端与眼镜外壳1的上端铰接。

如图5所示，遮光罩2的内侧设有用于搁置手机的搁置架21。如图3所示，当遮光罩2与眼镜外壳1闭合时，搁置架21与光学组件3相对，此时将手机的背部置于搁置架21上，会使得手机屏幕与光学组件3相对。遮光罩2在与手机背部的摄像头相对的位置开设条形孔22，以便于手机通过该摄像头摄取外界画面信息。遮光罩2开设条形孔22后，易使得过多的光线进入眼镜外壳1内，影响AR眼镜的显示效果。因此，在遮光罩2与手机背部相背的一侧还设有滑盖23，该滑盖23可相对遮光罩2滑动，且可完全遮盖条形孔22。在遮光罩2内还设有若干挡板24，其分别位于搁置架21的左、右两侧以及上下两侧，以将手机固定在搁置架21上。通过设置挡板24，以防止手机移动，使得手机屏幕能够稳定，从而防止手机画面的抖动。遮光罩2的两侧设有第一磁吸件25，眼镜外壳1对应遮光罩2的两侧的位置设有第二磁吸件11。通过第一磁吸件25与第二磁吸件11，可将遮光罩2临时固定在眼镜外壳1上，避免移动眼镜外壳1的过程中，遮光罩2产生晃动。

光学组件3是实现AR与VR间相互转换的功能性的组件。如图3所示，其主要包括：反射镜31，两透镜32，半反射镜33以及遮光板34。

反射镜31的反射面朝向手机屏幕，其反射面相对手机屏幕所在的平面倾斜，反射镜31所在的平面与手机屏幕所在的平面之间的夹角为锐角，以便于反射手机屏幕发出的画面。两透镜32相互隔离且位于同一平面上。两透镜32的入射侧朝向反射镜31的反射面，并相对于反射镜31的反射面倾斜，反射镜31所在的平面与两透镜32所在的平面之间的夹角为锐角，以接收并放大反射镜31反射的画面。半反射镜33朝向两透镜32的出射侧，且相对两透镜32的出射侧倾斜，以接收两透镜32放大的画面。同时，半反射镜33还与眼镜外壳1的视窗相对，且半反射镜33与两透镜32、及眼镜外壳1的视窗形成三角关系，用户可通过眼镜外壳1的视窗看到放大的画面。遮光板34设于且可覆盖半反射镜33背向眼镜外壳1的视窗的一侧，使得半反射镜33起到全反射的作用。由遮光板34与眼镜外壳1、遮光罩2三者构建一个相对封闭的空间，从而将AR眼镜转换为VR眼镜。遮光板34与眼镜外壳1可拆卸连接，便于实现AR眼镜从AR与VR（或VR到AR）的转换。具体地，如图5所示，眼镜外壳1在半反射镜33背向眼镜外壳1的视窗的一面的两侧分别设有插槽12，遮光板34的两侧边可插入至两插槽12内。如图3所示，当遮光罩2与眼镜外壳1闭合时，遮光罩2可抵压遮光板34的上端，防止遮光板34滑出。

如图5所示，在眼镜外壳1内还设有两孔洞13、第一搁置槽14以及第二搁置槽15。两孔洞13与两透镜32相互配合，用以固定两透镜32。在眼镜外壳1内部的两侧分别设有第一搁置槽14，用于放置反射镜31。第二搁置槽15设于半反射镜33背向眼镜外壳1的视窗的一面的两侧，且位于两插槽12的上方。在两孔洞13的中间设有一隔板16，以分隔两透镜32的入射光，同时还可支撑反射镜31。

工作原理：

AR模式：将遮光板34拆卸下来，并将手机放入搁置架21上。手机屏幕上发出的光首先通过反射镜31反射至两透镜32上，经过两透镜32的折射使画面放大并且使虚像更远，然后经半反射镜33反射至眼镜外壳1的视窗（即用户眼中）。同时，现实场景中的光可穿透半反射镜33进入用户眼中，因此用户基本没有感官滞后性。当这两个光源的画面同时进入用户眼中，并在用户脑中产生叠加效果，从而实现虚拟物体或信息真实存在于现实场景（即AR）的视觉效果。

VR模式：当需要切换成VR模式时，将遮光板34的两侧插入在眼镜外壳1的两插槽12中，使得遮光板34覆盖在半反射镜上，以隔绝现实场景的光射入用户眼中，同时使得半反射镜33可以起到全反射的效果。遮光板34与眼镜外壳1、遮光罩2形成一个相对封闭的空间，此时，在手机屏幕上播放的AR画面或影像，可使得虚拟物体在用户脑中形成3D立体效果，从而在遮光板34与眼镜外壳1、遮光罩2形成的相对封闭的空间中虚拟现实效果（即VR）。

本实用新型的技术方案通过采用半反射镜33，以使得手机屏幕的画面与现实场景可以同时进入用户眼中，并产生形成叠加效果，进而使得用户可进行虚拟与现实的交互。在半反射镜33的背面设置可遮挡光线的遮光板34，使得半反射镜33可起到全反射的作用。眼镜外壳1、遮光罩2与遮光板34三者形成一个光线相对封闭的空间，将AR眼镜转换为VR眼镜。本实用新型具有极佳的用户体验性，其同时具备AR与VR的功能，使得用户通过一个设备即可体验AR与VR，性价比高。此外，本实用新型的结构简单，制造成本低，易普及。

反射镜31的反射面相对手机屏幕所在的平面倾斜的夹角为α，两透镜32的入射侧相对反射镜31所在的平面倾斜的夹角为β。为了取得更好的视觉效果，优选地，α与β之间的角度差在0°~15°之间。当α与β的角度差在0°~15°范围内变动，用户接收到的画面质量更好，感受到视觉效果更好。进一步地，α等于β，这种情况下，手机屏幕的画面还可以得到更好的放大效果，使得用户接收的可以虚像更加真实。

半反射镜33所在的平面与两透镜32的出射侧之间的夹角为γ。为了便于用户观看透镜32放大的画面，优选地，γ的范围在30°~60°之间。这样，用户通过小范围的调整视角，即可观看完整的画面。进一步地，γ为45°。此时，用户观看的画面具有更佳的显示效果，同时，画面反射到用户眼中的角度适中，用户在调整视角时，眼睛也不易产生疲劳。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其包括：眼镜外壳，以及与所述眼镜外壳活动连接的遮光罩，所述遮光罩设有搁置架，手机可置于所述搁置架上；其特征在于，还包括设于所述眼镜外壳内的光学组件，所述光学组件包括：

反射镜，用于反射手机屏幕的画面，所述反射镜的反射面朝向所述手机屏幕，且反射镜所在的平面与所述手机屏幕所在的平面之间的夹角为锐角；

两透镜，用于接收并放大所述反射镜反射的画面；两所述透镜相互隔离且位于同一平面上，所述反射镜的反射面朝向两所述透镜的入射侧，且反射镜所在的平面与两所述透镜所在的平面之间的夹角为锐角；

半反射镜，用于接收两所述透镜放大的画面；所述半反射镜与两所述透镜的出射侧及眼镜外壳的视窗相对，并与两所述透镜、及眼镜外壳的视窗形成三角关系；

遮光板，可覆盖在所述半反射镜背向所述眼镜外壳的视窗的一侧，且所述遮光板与所述眼镜外壳可拆卸连接。

2.如权利要求1所述的一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其特征在于，所述反射镜所在的平面与手机屏幕所在的平面之间的夹角为α，两所述透镜所在的平面与所述反射镜所在的平面之间的夹角为β，α与β之间的角度差在0°~15°之间。

3.如权利要求2所述的一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其特征在于，α等于β。

4.如权利要求1所述的一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其特征在于，所述半反射镜所在的平面与两所述透镜所在的平面之间的夹角为γ，γ的范围在30°~60°之间。

5.如权利要求4所述的一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其特征在于，所述γ为45°。

6.如权利要求1所述的一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其特征在于，所述眼镜外壳内设有：与两所述透镜配合的孔洞，用于搁置所述反射镜第一搁置槽以及用于搁置所述半反射镜的第一搁置槽。

7.如权利要求1所述的一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其特征在于，所述遮光罩开设条形孔，手机背部的摄像头可通过该条形孔摄取外界画面；所述遮光罩与手机背面相背的一侧设有滑盖，所述滑盖可相对所述遮光罩滑动，且该滑盖可遮盖所述遮光罩的条形孔。

8.如权利要求1所述的一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其特征在于，所述遮光罩还设有若干用于固定手机的挡板。

9.如权利要求1所述的一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其特征在于，所述遮光罩的两侧设有第一磁吸件，所述眼镜外壳对应所述遮光罩的两侧的位置设有第二磁吸件。

10.如权利要求1~9任意一项所述的一种可在AR与VR之间相互转换的AR眼镜，其特征在于，所述眼镜壳体在所述半反射镜背向眼镜外壳的视窗的一面的两侧分别设有插槽，所述遮光板的两侧边插入至两所述插槽内。