CN220491123U - 可穿戴双目手机直投ar显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了可穿戴双目手机直投AR显示器。涉及AR技术领域。其光学成像原理是：平面反射镜将处在焦平面以内手机画面折转90°，垂直反射到双目共用的平板放大镜上，该平板放大镜出射光束被AR屏拦截后分光反射到双眼。通过半透半反的AR屏，将位于物方空间的手机画面放大虚像，叠加到位于明视距离以外的前方目标空间；于是双眼透过AR屏将手机画面放大像幕与前方目标同时看清，实现了双目手机直投AR显示。所述的AR屏可将拦截的光束投射到多个方向，本实用新型特此展示了投射到两个方向的两个总体结构实例。两个实例均采用手机、平面反射镜、平板放大镜、AR屏、外壳、额枕、T形头带、手机卡盒等使之可穿戴，采用AR屏折叠机构使AR屏可折叠。

Description

可穿戴双目手机直投AR显示器

技术领域

本实用新型涉及AR技术领域，具体涉及可穿戴双目手机直投AR显示器。

背景技术

随着手机的大量普及使用，人们一时一刻都离不开手机了。然而，人们目前采用看手机的方式，仍然是低头近距离看手机。这样不但伤害我们的颈椎，而且由于手机画面屏幕有限，直接长时间观看手机，造成视力下降。因此，特别需要将手机画面进行放大后，投射到眼前明视距离观看，不但扩大了观看视角，看到大画面，也可以平视观看画面，让观看手机画面更舒服、更健康。

目前市场上可以看到的可穿戴手机AR显示器，并不是手机直接显示，不能直接看到手机画面。有的只能观看手机反像；有的不能直接看手机画面，必须借助于下载专用APP观看专用视频，但由于画面是靠左右两个小画面合成观看，畸变很大，左右眼还有有一个倒视度的过程，很不舒服。也失去了直接观看手机画面的本意。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了可穿戴双目手机直投AR显示器，解决了当前市场上可以看到的可穿戴手机AR显示器，并不是手机直接显示，不能直接看到手机画面。有的只能观看手机反像；有的不能直接看手机画面，必须借助于下载专用APP观看专用视频，但由于画面是靠左右两个小画面合成观看，畸变很大，左右眼还有有一个倒视度的过程，很不舒服。也失去了直接观看手机画面的本意的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：本实用新型技术方案，是一种可穿戴手机直接投射的AR显示器，位于焦平面附近以内的手机画面经过压缩空间的平面反射镜，将手机画面折转90°，垂直反射到双目共用的平板放大镜上，经AR屏再次将光路压缩折转分光反射，将从平板放大镜出射拦截的光束光路，投射到双眼。AR屏还将左右颠倒的手机画面虚像在到达双眼之前，再正过来，以使像幕与手机画面完全一致。该平板放大镜将手机画面放大后位于物方空间的虚像，透过AR屏投射到明视距离与无穷远之间的目标立体空间；借助于镜AR屏半透半反设计，让双眼在看到手机画面清晰像的同时，也透过AR屏看到了前方目标。于是，完成了双眼同时看到了手机放大直投并可AR显示的手机画面像幕的功能。

可穿戴双目手机直投AR显示器，包括手机、平面反射镜、平板放大镜、AR屏和外壳等；所述外壳设有额枕；所述额枕两侧和顶部安装有T型头带；所述外壳前底端设有AR屏折叠机构；所述AR屏折叠机构上安装有AR屏；所述外壳设有手机卡盒；所述手机卡盒内安装有手机；

手机画面经平面反射镜90°转向，将手机画面垂直入射到平板放大镜上，平板放大镜出射的像束，被AR屏拦截后，分光反射至双眼，平板放大镜所成的手机画面虚像，虽位于物方空间,但双眼通过半透半反的AR屏，所看到的物方空间的手机画面的放大虚像，主观叠加到了位于明视距离与近无穷远之间的前方目标立体空间，于是双眼不但看到了手机直投画面放大像幕，同时也看到了前方目标，实现了双目手机直投AR显示。

进一步的，平板放大镜位于所述平面反射镜与所述平面AR屏之间。

进一步的，所述平面反射镜位于所述手机与所述平板放大镜之间；所述平面反射镜用于将接收所述手机画面折转90°，并垂直反射到所述平板放大镜；所述平板放大镜出射光束被所述AR屏拦截，分光反射至所述双眼。所述AR屏致使物方空间所成的虚像叠加到前方目标空间虚拟像幕。

进一步的，所述平板放大镜采用透射式球面或非球面菲涅尔正透镜。

进一步的，所述AR屏所在的平面与所述平板放大镜所在的平面之间夹角c范围为30°-60°。

进一步的，所述平面反射镜所在的平面与所述手机画面所在的平面之间的最佳夹角a为45°；所述平面反射镜所在的平面与所述平板放大镜所在的平面之间的最佳夹角b为45°。

进一步的，所述AR屏采用平面析光镜，平面析光镜材料选用可变色透明材料。

进一步的，所述的可穿戴双目手机直投AR显示器，其特征在于：所述平板放大镜成一个位于物方空间的虚像；所述的双眼通过所述的半透半反的AR屏，将所述手机画面放大后的虚像，主观叠加到了位于明视距离与无穷远之间的目标空间。

进一步的，所述手机画面所在的平面与所述双眼向正前方观看的水平面的最佳夹角d为60°-80°之间，所述的双目手机直投AR显示原理，也适于非穿戴类的双目手机直投AR显示器。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

本实用新型所提供的可穿戴双目手机直投AR显示器的有益效果在于：1.手机画面可以实现真正的直投，即：手机直接显示。通过设置有双目共用的大口径平板放大镜，手机画面与AR屏所显示的画面一致且放大，实现了双目直接看放大化手机画面，通过AR屏，将手机整体画面直接投射至双目，实现双目同时观看同一幅手机画面像幕。

2.与3D眼镜所显示画面相比画面像质高。由于手机画面是采用整体光学成像的，手机画面、双目共用的大口径平板放大镜与眼睛保持同轴同心，不会产生轴外像差，即使长期观看像幕，也不会让人感觉不舒服或者头晕等现象。

3.实现了AR透明显示功能。可以让科技研究工作人员在工作场地使用，将工作所需要的视频、图片及文字数字资料投到眼前，使得科技研究工作人员一边看虚拟画面，一边看现场画面，然后进行比对，大大的提高工作效率和工作的精度。由于AR屏可采用透明显示，使得观察者不但可以在室内使用，也可以在室外移动环境里观看，边走路边观看，大大的提高了观看手机效率、节省了时间。

4.本实用新型中的AR屏可以将光路向任意方向折转90°，将光束投射至不同方向处供双眼进行观看；同时AR屏是可以折叠，使得产品在非使用状态下，体积减少至五分之二，产品净重不足手机的二分之一，大大提高了产品的可携带性。

5.通过设置有额枕和T型头带，使得可以将本实用新型稳稳的贴在眼前，解放双手，使手机画面轻松可靠的观看，也使得产品的可穿戴性更加舒适方便。

附图说明

图1为本实用新型的光学成像原理图。

图2为本实用新型的光学成像原理3D双目观察演示图。

图3为本实用新型的整体结构示意图(手机贴额)(实例之一)。

图4为本实用新型的整体结构示意图(手机置前端)(实例之二)。

图中：1、手机；2、平面反射镜；3、平板放大镜；4、AR屏；5、双眼；6、额枕；7、手机卡盒；8、外壳；9、AR屏折叠机构；10、T型头带。

1A、物方空间所成的虚像；

1B、叠加到前方目标空间虚拟像幕。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图，这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本实用新型的实施例，提供了可穿戴双目手机直投AR显示器。

实施例一：

如说明书附图图3所示，可穿戴双目手机直投AR显示器，包括手机1画面、平面反射镜2、平板放大镜3、AR屏4和外壳8等。所述外壳8设有额枕6；所述额枕6两侧和顶部安装有T型头带10；所述外壳8前底端转动连接有AR屏折叠机构9；所述AR屏折叠机构9上安装有AR屏4；所述外壳8设有手机卡盒7；所述手机卡盒7内安装有手机1。

实例一外观总体：外形扁平，呈鸭舌帽形状，酷似高炉炼钢工人戴的观炉镜。轻巧炫酷。手机贴近额头放置，重心低，头带承受的悬臂力小，方便长时间穿戴。

实施例二：

如说明书附图图4所示，可穿戴双目手机直投AR显示器，包括手机画面1、平面反射镜2、平板放大镜3、AR屏4和外壳8等。所述外壳8设有额枕6；所述额枕6两侧和顶部安装有T型头带10；所述外壳8前底端转动连接有AR屏折叠机构9；所述AR屏折叠机构9上安装有AR屏4；所述外壳8设有手机卡盒7；所述手机卡盒7内安装有手机1。

实例二外观总体：外形方方正正，手机置于前端，不影响手机前端摄像头拍照录像功能的使用。但头带承受悬臂力较大。

共同一致的工作原理：如说明书附图图1、图2、图3和图4所示，可穿戴双目手机直投AR显示器，手机1画面经过压缩空间的平面反射镜2，将手机1画面光线折转90°，垂直反射到平板放大镜3上，该平板放大镜3所成的手机1画面放大后的虚像，位于明视距离与无穷远之间的物方空间里；其出射光束经AR屏4再次光路压缩分光反射，将光路再次折转90°左右投射到双眼5；AR屏4还将左右颠倒的手机画面虚像在到达双眼5之前，再正过来，与手机1画面完全一致。借助于AR屏4半透半反设计，让双眼5在看到手机1画面清晰像的同时，也透过AR屏4看到了前方目标。于是，完成了双眼5同时看到了手机1画面放大直投并可AR显示的功能。本实用新型结构简单、重量轻、成本低廉，特别方便普及。

手机1画面所在的平面与双眼5向正前方水平观看的平面之间的最佳夹角d，一方面为了避免双眼5从平板放大镜3射出的杂光干扰；另一方面避免鼻梁被AR屏4碰擦，因此，在两个实例当中，并不是选择的90°，而是有意的让前端抬高一些。因此，d角取60°-80°的范围比较合适。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.可穿戴双目手机直投AR显示器，其特征在于：包括手机(1)、平面反射镜(2)、平板放大镜(3)、AR屏(4)及外壳(8)；所述外壳(8)设有额枕(6)；所述额枕(6)两侧及顶部安装有T型头带(10)；所述外壳(8)前底端设有AR屏折叠机构(9)；所述AR屏折叠机构(9)安装有AR屏(4)；所述外壳(8)安装有手机卡盒(7)；所述手机卡盒(7)内安装有手机(1)；

位于焦平面附近以内的手机画面经平面反射镜(2)90°转向，将手机(1)画面垂直入射到平板放大镜(3)上，平板放大镜(3)出射的像束，被AR屏(4)拦截后，分光反射至双眼(5)，平板放大镜(3)所成的手机(1)画面虚像，虽位于物方空间,但双眼(5)通过半透半反的AR屏(4)，所看到的手机(1)画面在物方空间所成的虚像(1A)，叠加到了位于明视距离与近无穷远之间的前方目标空间，于是双眼(5)不但看到了手机(1)画面直投叠加到前方目标空间虚拟像幕(1B)，同时也看到了前方目标，实现了双目手机(1)直投的AR显示。

2.根据权利要求1所述的可穿戴双目手机直投AR显示器，其特征在于：所述平板放大镜(3)位于所述平面反射镜(2)与所述AR屏(4)之间，为双目共用的整块大口径长方形正透镜。

3.根据权利要求2所述的可穿戴双目手机直投AR显示器，其特征在于：所述平面反射镜(2)位于所述手机(1)与所述平板放大镜(3)之间；所述平面反射镜(2)用于将所述手机(1)画面折转90°后垂直反射到所述平板放大镜(3)；所述AR屏(4)拦截从平板放大镜(3)出射的光束，分光反射至所述双眼(5)，所述AR屏致使物方空间所成的虚像(1A)叠加到前方目标空间虚拟像幕(1B)。

4.根据权利要求1所述的可穿戴双目手机直投AR显示器，其特征在于：所述平板放大镜(3)采用高质量透射式球面或非球面菲涅尔正透镜。

5.根据权利要求1所述的可穿戴双目手机直投AR显示器，其特征在于：所述AR屏(4)所在的平面与所述平板放大镜(3)所在的平面之间夹角c范围为30°-60°之间。

6.根据权利要求2所述的可穿戴双目手机直投AR显示器，其特征在于：所述平面反射镜(2)所在的平面与所述手机(1)画面所在的平面之间的最佳夹角a为45°；所述平面反射镜(2)所在的平面与平板放大镜(3)所在的平面之间的最佳夹角b为45°。

7.根据权利要求1所述的可穿戴双目手机直投AR显示器，其特征在于：所述AR屏(4)为平面析光镜。

8.根据权利要求1所述的可穿戴双目手机直投AR显示器，其特征在于：所述平板放大镜(3)成一个物方空间所成的虚像(1A)；所述的双眼(5)通过所述的半透半反的AR屏(4)，将所述手机(1)画面放大后的物方空间所成的虚像(1A)，叠加到前方目标空间虚拟像幕(1B)，其距离位于明视距离与无穷远之间。

9.根据权利要求1所述的可穿戴双目手机直投AR显示器，其特征在于：所述的手机(1)画面所在的平面与所述双眼(5)向正前方观看的水平面的最佳夹角d为60°-80°之间,所述的双目手机直投AR显示原理，也适于非穿戴类的双目手机直投AR显示器。