CN206321873U - 一种穿戴式设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种穿戴式设备，包括：固定结构，所述固定结构具有一用于容置显示设备的容置空间；反射镜，设置在所述固定结构上，所述反射镜的反射面朝向所述容置空间；第一透镜，设置于所述固定结构上，所述第一透镜的入光面朝向所述反射镜的反射面；以及第二透镜，设置于所述固定结构上，所述第二透镜的入光面与所述第一透镜的出光面相对，其中，所述显示设备的显示图像经过所述反射镜的反射后投射到所述第一透镜上，再经过所述第一透镜的透射后投射在所述第二透镜上，并经所述第二透镜向人眼方向投射。根据本申请实施例的技术方案，可以提供一种结构相对简单，制作成本较低的增强现实设备。

Description

一种穿戴式设备

技术领域

本实用新型一般涉及计算机图像数据领域，具体涉及增强现实技术领域，尤其涉及一种穿戴式设备。

背景技术

AR(Augmented Reality，增强现实)技术，简单来讲，其是在显示的画面上叠加虚拟的图像，以实现显示环境的增强与补充。具体来讲，其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，味道，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。

目前市面上的AR设备由于制作成本较高导致售价十分昂贵，例如庞大复杂的AR眼镜，其价格非一般消费者所能承受。

因此，现有技术中并未提供一种价格成本低廉的AR设备。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可以提供价格成本低廉的增强现实(AR)设备的技术方案。

本实用新型提供了一种穿戴式设备，包括：固定结构，所述固定结构具有一用于容置显示设备的容置空间；反射镜，设置在所述固定结构上，所述反射镜的反射面朝向所述容置空间；第一透镜，设置于所述固定结构上，所述第一透镜的入光面朝向所述反射镜的反射面；以及第二透镜，设置于所述固定结构上，所述第二透镜的入光面与所述第一透镜的出光面相对，其中，所述显示设备的显示图像经过所述反射镜的反射后投射到所述第一透镜上，再经过所述第一透镜的透射后投射在所述第二透镜上，并经所述第二透镜向人眼方向投射。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过设计一种结构相对简单的穿戴式设备，能够解决现有技术中并未提供一种价格成本低廉的AR设备的问题，提高用户对AR设备的需求满意度以及能够快速地普及AR设备的使用广度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本实用新型的穿戴式设备的结构示意图；

图2是根据本实用新型的穿戴式设备的光路传输示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本实用新型实施例提供了一种穿戴式设备。请参考图1，图1是根据本实用新型的穿戴式设备的结构示意图，如图1所示：

该穿戴式设备可以包括：固定结构10，所述固定结构10具有一用于容置显示设备的容置空间11；反射镜20，设置在所述固定结构10上，所述反射镜20的反射面朝向所述容置空间11；第一透镜30，设置于所述固定结构10上，所述第一透镜30的入光面朝向所述反射镜20的反射面；以及第二透镜40，设置于所述固定结构10上，所述第二透镜40的入光面与所述第一透镜30的出光面相对。

同时请参考图2，图2是根据本实用新型的穿戴式设备的光路传输示意图，如图2所示，所述显示设备的显示图像经过所述反射镜20的反射后投射到所述第一透镜30上，再经过所述第一透镜30的透射后投射在所述第二透镜40上，并经所述第二透镜40向人眼方向投射。

可以看出，具有上述结构的穿戴式设备，由于具有一可以容置显示设备的容置空间，当显示设备放置在所述容置空间时，显示设备播放的画面或图像信息先后经过所示反射镜的反射、所示第一透镜的透射，以及所述第二透镜的透射和反射后，最终将被使用穿戴式设备的用户的眼睛接收到，且由于该穿戴式的结构并不复杂，用户可以以简单方式体验到增强现实(AR)设备的观感。

作为一个较佳的实施方式，所述反射镜20为平面镜，所述第一透镜30为凸透镜，由于凸透镜具有光线汇聚功能，其可以将图像放大，因此采用凸透镜可以将显示设备播放或展示的图像放大。当然，在实际应用中，凸透镜的类型可以是双凸、平凸和凹凸等。

例如，如果不考虑所述第一透镜30的厚度过大的因素，可以在本实用新型中优选为汇聚光线效果较好的双凸类型的凸透镜。

还例如，可以考虑使用一面是平面另一面是凸面的平凸类型的透镜，如图2所示，在应用过程中，可以将所述第一透镜30的入光面设定为平面，所述第一透镜30的出光面设定为凸面。由于所述第一透镜30的入光面是用于接收容置在所述容置空间11内的显示设备的显示画面，因此，该入光面为平面的话，可以减小所述容置空间11的体积。

从图1和图2中可以看出，由于所述容置空间11位于所述固定结构10的前端，其将显示设备播放的画面内容首先反射到所述反射镜20上，接着由所述反射镜20将画面内容反射到所述第一透镜30的入光面上，通过所述第一透镜30的透射，画面内容从所述第一透镜30的出光面射出，并透射到所述第二透镜40的入光面(同时也是反射面)，用户的人眼就可以通过所述第二透镜40的反射面看到画面内容了。

在本实用新型实施例中，所述第一透镜可以优选为菲涅尔透镜，所述第二透镜40的类型可以采用多种同时具有反射和透射功能的透镜，例如可以优选采用半透半反透镜。

由于AR技术的原理是在显示的画面上叠加虚拟图图像，从而实现显示环境的增强与补充，因此，所述第二透镜40最好既具备反射光线的能力又具备透射光线的能力，例如本实用新型实施例中可以优选采用半透半反透镜，这种透镜具有较佳的半透射半反射的功能，其可以将接收到的光线非为两部分，该两部分光线各占50％，因此，将其中一部分透射出去，将另一部分反射出去。

在本实用新型实施例中，如图1和图2所示，所述第一透镜30的入光面与所述容置空间11的用于容置所述显示设备的最大表面垂直设置。

当然，为了将显示设备显示的画面内容最终反射到用户的人眼，需要使所述反射镜20与所述第一透镜30的入光面呈第一预定夹角(即呈倾斜状态即可，未在图1和图2中示出)，且所述第二透镜40(所例如，述半透半反透镜)与所述第一透镜30的入光面呈第二预定夹角(即呈倾斜状态即可，未在图1和图2中示出)，同时，需要所述第二透镜40的反射面(也即其入光面)设定在于人眼相对的位置。

其中，所述第一预定夹角和所述第二预定夹角均需要小于90度，从理论上说，只要这两个夹角小于90度，人眼都是可以看到所述半透半反透镜的反射面呈现的画面的。

作为一个优选实施例方式，所述第一预定夹角和所述第二预定夹角相等，例如，所述第一预定夹角和所述第二预定夹角均为45度。这样一来，对于半透半反透镜作为所述第二透镜40的情况，其可以将接收到的光线亮度为50％的显示画面反射到用户的眼睛中，这种角度设计方式最大程度上减少由透镜造成的图形形变。

在本实用新型实施例中，所述反射镜20的个数、所述第一透镜30的个数以及所述第二透镜40的个数均为2，基于此，所述固定结构10还包括：

位于所述容置空间11和所述第一透镜30之间且垂直于所述容置空间11用于容置所述显示设备的最大表面的第一隔板50；被所述第一隔板隔50开形成的2个第一空间60，用于分别容置2个第一透镜30；

位于所述第一透镜30和所述第二透镜40之间且垂直于所述容置空间11用于容置所述显示设备的最大表面的第二隔板70；以及被所述第二隔板隔70开形成的2个第二空间80，用于分别容置2个第二透镜40。

在本实用新型实施例中，所述固定结构10的材料可以采用金属、塑料、树脂或纸。为了降低制作成本，可以优选材料为纸，例如可以将所述固定结构10制作成纸盒的形状，进一步地，为了提高产品的轻便性，可以将所述纸盒设计为可折叠的，将整个穿戴式设备设计为可拆卸和组合的，需要使用时将上述所有部分组件组装在一起即可，不需要使用时，将全部组件拆卸完进行收纳以便于携带。

为了方便用户使用上述穿戴式设备，本实用新型实施例中，所述固定结构还可以包括一穿戴连接件90，所述穿戴连接件90用于将所述穿戴式设备固定于人的头部位置，使得所述第二透镜40的出光面面对人眼方向。

例如，在使用过程中，将所述显示设备(例如智能手机)放置在容置空间11中，对于放置方式，可以是卡合方式，夹持方式或其它可行的方式，对于卡合方式，所述容置空间11可以是开放式的缺口，对于夹持方式，可以采用在半开放状态的容置空间11上设置一个可折叠的盖子的方式。

需要注意的是，在使用过程中，所述显示设备的屏幕需要朝向所述第一透镜20。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种穿戴式设备，其特征在于，包括：

固定结构，所述固定结构具有一用于容置显示设备的容置空间；

反射镜，设置在所述固定结构上，所述反射镜的反射面朝向所述容置空间；

第一透镜，设置于所述固定结构上，所述第一透镜的入光面朝向所述反射镜的反射面；以及

第二透镜，设置于所述固定结构上，所述第二透镜的入光面与所述第一透镜的出光面相对，其中，所述显示设备的显示图像经过所述反射镜的反射后投射到所述第一透镜上，再经过所述第一透镜的透射后投射在所述第二透镜上，并经所述第二透镜向人眼方向投射；

所述反射镜为平面镜，所述第一透镜为凸透镜，所述第一透镜的入光面为平面，所述第一透镜的出光面为凸面；

所述反射镜的个数、所述第一透镜的个数以及所述第二透镜的个数均为2；

所述固定结构还包括：

位于所述容置空间和所述第一透镜之间且垂直于所述容置空间用于容置所述显示设备的最大表面的第一隔板；

被所述第一隔板隔开形成的2个第一空间，用于分别容置2个第一透镜；

位于所述第一透镜和所述第二透镜之间且垂直于所述容置空间用于容置所述显示设备的最大表面的第二隔板；以及

被所述第二隔板隔开形成的2个第二空间，用于分别容置2个第二透镜。

2.根据权利要求1所述的穿戴式设备，其特征在于，所述第一透镜的入光面与所述容置空间的用于容置所述显示设备的最大表面垂直设置。

3.根据权利要求2所述的穿戴式设备，其特征在于，所述第一透镜为菲涅尔透镜，所述第二透镜包括：半透半反透镜。

4.根据权利要求3所述的穿戴式设备，其特征在于，所述反射镜与所述第一透镜的入光面呈第一预定夹角，所述半透半反透镜与所述第一透镜的入光面呈第二预定夹角，所述第一预定夹角和所述第二预定夹角均小于90度。

5.根据权利要求4所述的穿戴式设备，其特征在于，所述第一预定夹角和所述第二预定夹角相等。

6.根据权利要求5所述的穿戴式设备，其特征在于，所述第一预定夹角和所述第二预定夹角均为45度。

7.根据权利要求1-6任一项所述的穿戴式设备，其特征在于，所述固定结构的材料包括：金属、塑料、树脂或纸。

8.根据权利要求1-6任一项所述的穿戴式设备，其特征在于，所述固定结构还包括一穿戴连接件，所述穿戴连接件用于将所述穿戴式设备固定于人的头部位置，使得所述第二透镜的出光面面对人眼方向。