[发明专利]一种增强现实设备

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，具体为一种增强现实设备。

背景技术

随着增强现实(Augmented Reality，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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强现实的设备，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

在一个方面，本发明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：