[實用新型]增強和混合現實的裝置

有效

• 申請號: 201721679629.9
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN207663149U
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 黃心銘;黃子靈
• 申請（專利權）人: 黃心銘;黃子靈
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 福州市眾韜專利代理事務所(普通合伙) 35220
• 代理人: 王旭;王良財

本實用新型涉及一種增強和混合現實的裝置，包括機架、物鏡、微顯示裝置和目鏡、微處理器和微顯示屏、分顯示器、半透半反顯示器、透明顯示器，該裝置能實現用戶與周圍環境的交互，不僅無延時，而且利用結構簡單、成本低的部件能克服光學傳播過程中的發散效應，顯示高分辨率圖像，此外，設有負焦距的物鏡來對目鏡進行補償，使得看到的現實實景清晰不變形或變形極小；設有手勢接收控制裝置，能用手勢進行控制，方便快捷；設有眼球跟蹤裝置，能對用戶的眼球進行跟蹤，使畫面向用戶所注視的方向移動，用戶體驗更好；體積小，重量輕，成本低，現實實景不需經過攝像頭拍攝、處理器疊加處理，不存圖像延遲卡頓現象。

技術領域

本實用新型涉及增強和混合現實領域，特別涉及一種增強和混合現實的裝置。

背景技術

增強現實(Augmented Reality，簡稱AR)，是在虛擬現實的基礎上發展起來的新技術，也被稱之為混合現實(Mixed Reality,簡稱MR)。是利用虛擬物體對真實場景進行現實增強的技術。增強現實是基于攝像頭等采集器件采集到的真實物理環境，通過將文本、二維圖像、三維圖像模型等虛擬生成的信息標注在顯示屏所顯示的真實物理環境中的物體上，從而實現對用戶身處的現實物理環境的注釋、說明、或者增強、強調現實環境的某些效果。增強現實技術給用戶一種虛擬對象與現實環境相融合的體驗，它能有效地幫助用戶認知周圍環境，增添周圍環境的信息，實現用戶與周圍環境的交互。

現有增強現實設備主要有視頻透視式和光學透視式兩種，視頻透視式利用攝像頭將外界環境拍攝下來后，再與虛擬環境圖像融合在一起顯示給用戶，這種形式最大的問題是存在延時；光學透視式利用組合鏡將虛擬環境和現實環境的信息合成后顯示給用戶，用戶通過組合鏡直接觀看外界環境，克服了視頻透視式存在延時的問題，光學透視式，目前的技術是將虛擬環境通過組合鏡片、棱鏡或波導片等投影到用戶視野內進行成像，無法克服光學傳播過程中的發散效應，不適合顯示高分辨率圖像，且結構復雜，成本高。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服以上缺陷，提供一種增強和混合現實的裝置，該裝置能使人眼看到虛擬圖像和現實場景的疊加，實現用戶與周圍環境的交互，不僅無延時，而且利用結構簡單、成本低的部件能克服光學傳播過程中的發散效應，顯示高分辨率圖像，此外，設有負焦距的物鏡來對目鏡進行補償，使得看到的現實實景清晰不變形或變形極小。

本實用新型是這樣實現的：

一種增強和混合現實的裝置，其特征在于：該裝置包括機架以及一組以上設置于機架上的增強和混合現實光學元件，每組增強和混合現實光學元件包括沿光線入射方向依次設置于光軸上的物鏡、微顯示裝置和目鏡，所述物鏡為負焦距透鏡，所述目鏡為正焦距透鏡，所述目鏡和微顯示裝置之間的距離小于目鏡的焦距；所述微顯示裝置包括微處理器和微顯示屏，所述微處理器與微顯示屏相連接，用于控制微顯示屏上的虛擬圖像顯示，所述微顯示屏為能在只顯示微處理器輸出圖像和完全透明無圖像呈現兩種狀態之間交替切換的時分顯示器，或者為既能顯示微處理器輸出圖像又能透過微顯示屏看到前方實景的半透半反顯示器，或者為既能顯示微處理器輸出圖像又能透過微顯示屏不顯示圖像部分看到前方實景的透明顯示器，或者為既能顯示微處理器輸出圖像又能透過微顯示屏不顯示圖像部分和顯示圖像部分看到前方實景的透明顯示器。

本實用新型還進一步做了如下改進：所述物鏡和微顯示裝置的距離為0-5mm。

所述微顯示裝置還包括數據接口和耳機；所述數據接口與微處理器相連接，用于接收外部的聲音、圖像和文字數據并傳送給微處理器；所述耳機與微處理器相連接，用于播放微處理器傳送過來的聲音數據；所述微顯示裝置還包括充電電池和充電接口或者所述微顯示裝置還包括電源接口；所述充電電池分別與微處理器、微顯示屏和耳機相連接，用于向微處理器、微顯示屏和耳機供電；所述充電接口與充電電池相連接，用于連接外部電源并為充電電池進行充電；所述電源接口分別與微處理器、微顯示屏和耳機相連接，用于與連接外部電源對微處理器、微顯示屏和耳機進行供電。