本實(shí)用新型涉及本發(fā)明涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可在AR與VR之間相互轉(zhuǎn)換的AR眼鏡。

背景技術(shù)：

AR，全稱(chēng)Augmented Reality，即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，也被稱(chēng)之為混合現(xiàn)實(shí)。它通過(guò)電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫(huà)面或空間同時(shí)存在。

AR技術(shù)可以將實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)與虛擬的互動(dòng)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。隨著VR技術(shù)的的在游戲娛樂(lè)領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，AR技術(shù)在教育、工程領(lǐng)域得到了良好的運(yùn)用，例如，在工程領(lǐng)域，人們可以通過(guò)AR技術(shù)將三維戶(hù)型模型與二維圖真實(shí)地結(jié)合在一起，更加真實(shí)、立體的展現(xiàn)出模型的結(jié)構(gòu)；在教育領(lǐng)域，人們也可以將原二維的圖書(shū)與三維模型、三維動(dòng)畫(huà)、影像、聲音相結(jié)合，生動(dòng)形象的構(gòu)建虛擬的學(xué)習(xí)場(chǎng)景，讓孩子們的學(xué)習(xí)不再枯燥，能夠更快地接收知識(shí)。

然而，現(xiàn)有的AR設(shè)備的成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在未來(lái)的推廣方面具有很大阻礙，難以普及。另一方面，雖然AR與VR可以相互轉(zhuǎn)換，但是目前的VR設(shè)備還未能做到從VR轉(zhuǎn)向AR。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的是提出一種降低硬件成本，且可以兼容AR與VR兩種模式，使得用戶(hù)可以在AR與VR兩種模式間自由切換的AR眼鏡。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出的一種可在AR與VR之間相互轉(zhuǎn)換的AR眼鏡，其包括：眼鏡外殼，以及與眼鏡外殼活動(dòng)連接的遮光罩，遮光罩設(shè)有擱置架，手機(jī)可置于擱置架上。此外，該AR眼鏡還包括設(shè)于眼鏡外殼內(nèi)的光學(xué)組件，該光學(xué)組件包括：反射鏡、兩透鏡、半反射鏡以及遮光板。其中，反射鏡用于反射手機(jī)屏幕發(fā)的畫(huà)面，其反射面朝向手機(jī)屏幕，且其所在的平面與手機(jī)屏幕所在的平面之間的夾角為銳角。兩透鏡用于接收并放大反射鏡反射的畫(huà)面，兩透鏡相互隔離且位于同一平面上。反射鏡的反射面朝向兩透鏡的入射側(cè)，且反射鏡所在的平面與兩透鏡所在的平面之間的夾角為銳角。半反射鏡用于接收兩透鏡放大的畫(huà)面，其與兩透鏡的出射側(cè)及眼鏡外殼的視窗相對(duì)，并與兩透鏡、及眼鏡外殼的視窗形成三角關(guān)系。遮光板可覆蓋在半反射鏡背向眼鏡外殼的視窗的一側(cè)，且遮光板與眼鏡外殼可拆卸連接。

優(yōu)選地，反射鏡所在的平面與手機(jī)屏幕所在的平面之間的夾角為α，兩透鏡所在的平面與反射鏡所在的平面之間的夾角為β，α與β之間的角度差在0°~15°之間。

優(yōu)選地，α等于β。

優(yōu)選地，半反射鏡所在的平面與兩透鏡所在的平面之間的夾角為γ，γ的范圍在30°~60°之間。

優(yōu)選地，γ為45°。

優(yōu)選地，眼鏡外殼內(nèi)還設(shè)有：與兩透鏡配合的孔洞，用于擱置反射鏡第一擱置槽以及用于擱置半反射鏡的第一擱置槽。

優(yōu)選地，遮光罩開(kāi)設(shè)條形孔，手機(jī)背部的攝像頭可通過(guò)該條形孔攝取外界畫(huà)面。遮光罩與手機(jī)背面相背的一側(cè)設(shè)有滑蓋，滑蓋可相對(duì)遮光罩滑動(dòng)，且該滑蓋可遮蓋遮光罩的條形孔。

優(yōu)選地，遮光罩還設(shè)有若干用于固定手機(jī)的擋板。

優(yōu)選地，遮光罩的兩側(cè)設(shè)有第一磁吸件，眼鏡外殼對(duì)應(yīng)遮光罩的兩側(cè)的位置設(shè)有第二磁吸件。

優(yōu)選地，眼鏡殼體在半反射鏡背向眼鏡外殼的視窗的一面的兩側(cè)分別設(shè)有插槽，遮光板的兩側(cè)邊插入至兩插槽內(nèi)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案通過(guò)采用半反射鏡，將手機(jī)屏幕的畫(huà)面反射至用戶(hù)的眼中，而用戶(hù)也可透過(guò)半反射鏡與現(xiàn)實(shí)互動(dòng)，即可達(dá)到虛擬畫(huà)面投射至現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的目的，實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的交互。在半反射鏡的背面設(shè)置可遮光光線的遮光板，使得半反射鏡可起到全反射的作用，眼鏡外殼、遮光罩與遮光板三者形成構(gòu)建一個(gè)相對(duì)封閉外界光線的空間，從而將AR眼鏡轉(zhuǎn)換為VR眼鏡。本實(shí)用新型具有很好的用戶(hù)體驗(yàn)性，其同時(shí)具備AR與VR的功能，使得用戶(hù)通過(guò)一個(gè)設(shè)備即可體驗(yàn)AR與VR，性?xún)r(jià)比高。此外，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，易普及。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型的立體圖；

圖2為本實(shí)用新型的正面視圖；

圖3為圖2A-A處的剖面圖；

圖4為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本實(shí)用新型的眼鏡外殼與遮光罩的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提出一種可在AR與VR之間相互轉(zhuǎn)換的AR眼鏡。

如圖1-3所示，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，該AR眼鏡包括：眼鏡外殼1，遮光罩2，以及光學(xué)組件3。光學(xué)組件3置于眼鏡外殼1的內(nèi)側(cè)。遮光罩2與眼鏡外殼1活動(dòng)連接，其可相對(duì)眼鏡外殼1進(jìn)行開(kāi)合動(dòng)作。本實(shí)施例中，為了方便遮光罩2的開(kāi)合，遮光罩2上端與眼鏡外殼1的上端鉸接。

如圖5所示，遮光罩2的內(nèi)側(cè)設(shè)有用于擱置手機(jī)的擱置架21。如圖3所示，當(dāng)遮光罩2與眼鏡外殼1閉合時(shí)，擱置架21與光學(xué)組件3相對(duì)，此時(shí)將手機(jī)的背部置于擱置架21上，會(huì)使得手機(jī)屏幕與光學(xué)組件3相對(duì)。遮光罩2在與手機(jī)背部的攝像頭相對(duì)的位置開(kāi)設(shè)條形孔22，以便于手機(jī)通過(guò)該攝像頭攝取外界畫(huà)面信息。遮光罩2開(kāi)設(shè)條形孔22后，易使得過(guò)多的光線進(jìn)入眼鏡外殼1內(nèi)，影響AR眼鏡的顯示效果。因此，在遮光罩2與手機(jī)背部相背的一側(cè)還設(shè)有滑蓋23，該滑蓋23可相對(duì)遮光罩2滑動(dòng)，且可完全遮蓋條形孔22。在遮光罩2內(nèi)還設(shè)有若干擋板24，其分別位于擱置架21的左、右兩側(cè)以及上下兩側(cè)，以將手機(jī)固定在擱置架21上。通過(guò)設(shè)置擋板24，以防止手機(jī)移動(dòng)，使得手機(jī)屏幕能夠穩(wěn)定，從而防止手機(jī)畫(huà)面的抖動(dòng)。遮光罩2的兩側(cè)設(shè)有第一磁吸件25，眼鏡外殼1對(duì)應(yīng)遮光罩2的兩側(cè)的位置設(shè)有第二磁吸件11。通過(guò)第一磁吸件25與第二磁吸件11，可將遮光罩2臨時(shí)固定在眼鏡外殼1上，避免移動(dòng)眼鏡外殼1的過(guò)程中，遮光罩2產(chǎn)生晃動(dòng)。

光學(xué)組件3是實(shí)現(xiàn)AR與VR間相互轉(zhuǎn)換的功能性的組件。如圖3所示，其主要包括：反射鏡31，兩透鏡32，半反射鏡33以及遮光板34。

反射鏡31的反射面朝向手機(jī)屏幕，其反射面相對(duì)手機(jī)屏幕所在的平面傾斜，反射鏡31所在的平面與手機(jī)屏幕所在的平面之間的夾角為銳角，以便于反射手機(jī)屏幕發(fā)出的畫(huà)面。兩透鏡32相互隔離且位于同一平面上。兩透鏡32的入射側(cè)朝向反射鏡31的反射面，并相對(duì)于反射鏡31的反射面傾斜，反射鏡31所在的平面與兩透鏡32所在的平面之間的夾角為銳角，以接收并放大反射鏡31反射的畫(huà)面。半反射鏡33朝向兩透鏡32的出射側(cè)，且相對(duì)兩透鏡32的出射側(cè)傾斜，以接收兩透鏡32放大的畫(huà)面。同時(shí)，半反射鏡33還與眼鏡外殼1的視窗相對(duì)，且半反射鏡33與兩透鏡32、及眼鏡外殼1的視窗形成三角關(guān)系，用戶(hù)可通過(guò)眼鏡外殼1的視窗看到放大的畫(huà)面。遮光板34設(shè)于且可覆蓋半反射鏡33背向眼鏡外殼1的視窗的一側(cè)，使得半反射鏡33起到全反射的作用。由遮光板34與眼鏡外殼1、遮光罩2三者構(gòu)建一個(gè)相對(duì)封閉的空間，從而將AR眼鏡轉(zhuǎn)換為VR眼鏡。遮光板34與眼鏡外殼1可拆卸連接，便于實(shí)現(xiàn)AR眼鏡從AR與VR（或VR到AR）的轉(zhuǎn)換。具體地，如圖5所示，眼鏡外殼1在半反射鏡33背向眼鏡外殼1的視窗的一面的兩側(cè)分別設(shè)有插槽12，遮光板34的兩側(cè)邊可插入至兩插槽12內(nèi)。如圖3所示，當(dāng)遮光罩2與眼鏡外殼1閉合時(shí)，遮光罩2可抵壓遮光板34的上端，防止遮光板34滑出。

如圖5所示，在眼鏡外殼1內(nèi)還設(shè)有兩孔洞13、第一擱置槽14以及第二擱置槽15。兩孔洞13與兩透鏡32相互配合，用以固定兩透鏡32。在眼鏡外殼1內(nèi)部的兩側(cè)分別設(shè)有第一擱置槽14，用于放置反射鏡31。第二擱置槽15設(shè)于半反射鏡33背向眼鏡外殼1的視窗的一面的兩側(cè)，且位于兩插槽12的上方。在兩孔洞13的中間設(shè)有一隔板16，以分隔兩透鏡32的入射光，同時(shí)還可支撐反射鏡31。

工作原理：

AR模式：將遮光板34拆卸下來(lái)，并將手機(jī)放入擱置架21上。手機(jī)屏幕上發(fā)出的光首先通過(guò)反射鏡31反射至兩透鏡32上，經(jīng)過(guò)兩透鏡32的折射使畫(huà)面放大并且使虛像更遠(yuǎn)，然后經(jīng)半反射鏡33反射至眼鏡外殼1的視窗（即用戶(hù)眼中）。同時(shí)，現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的光可穿透半反射鏡33進(jìn)入用戶(hù)眼中，因此用戶(hù)基本沒(méi)有感官滯后性。當(dāng)這兩個(gè)光源的畫(huà)面同時(shí)進(jìn)入用戶(hù)眼中，并在用戶(hù)腦中產(chǎn)生疊加效果，從而實(shí)現(xiàn)虛擬物體或信息真實(shí)存在于現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景（即AR）的視覺(jué)效果。

VR模式：當(dāng)需要切換成VR模式時(shí)，將遮光板34的兩側(cè)插入在眼鏡外殼1的兩插槽12中，使得遮光板34覆蓋在半反射鏡上，以隔絕現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的光射入用戶(hù)眼中，同時(shí)使得半反射鏡33可以起到全反射的效果。遮光板34與眼鏡外殼1、遮光罩2形成一個(gè)相對(duì)封閉的空間，此時(shí)，在手機(jī)屏幕上播放的AR畫(huà)面或影像，可使得虛擬物體在用戶(hù)腦中形成3D立體效果，從而在遮光板34與眼鏡外殼1、遮光罩2形成的相對(duì)封閉的空間中虛擬現(xiàn)實(shí)效果（即VR）。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案通過(guò)采用半反射鏡33，以使得手機(jī)屏幕的畫(huà)面與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景可以同時(shí)進(jìn)入用戶(hù)眼中，并產(chǎn)生形成疊加效果，進(jìn)而使得用戶(hù)可進(jìn)行虛擬與現(xiàn)實(shí)的交互。在半反射鏡33的背面設(shè)置可遮擋光線的遮光板34，使得半反射鏡33可起到全反射的作用。眼鏡外殼1、遮光罩2與遮光板34三者形成一個(gè)光線相對(duì)封閉的空間，將AR眼鏡轉(zhuǎn)換為VR眼鏡。本實(shí)用新型具有極佳的用戶(hù)體驗(yàn)性，其同時(shí)具備AR與VR的功能，使得用戶(hù)通過(guò)一個(gè)設(shè)備即可體驗(yàn)AR與VR，性?xún)r(jià)比高。此外，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，易普及。

反射鏡31的反射面相對(duì)手機(jī)屏幕所在的平面傾斜的夾角為α，兩透鏡32的入射側(cè)相對(duì)反射鏡31所在的平面傾斜的夾角為β。為了取得更好的視覺(jué)效果，優(yōu)選地，α與β之間的角度差在0°~15°之間。當(dāng)α與β的角度差在0°~15°范圍內(nèi)變動(dòng)，用戶(hù)接收到的畫(huà)面質(zhì)量更好，感受到視覺(jué)效果更好。進(jìn)一步地，α等于β，這種情況下，手機(jī)屏幕的畫(huà)面還可以得到更好的放大效果，使得用戶(hù)接收的可以虛像更加真實(shí)。

半反射鏡33所在的平面與兩透鏡32的出射側(cè)之間的夾角為γ。為了便于用戶(hù)觀看透鏡32放大的畫(huà)面，優(yōu)選地，γ的范圍在30°~60°之間。這樣，用戶(hù)通過(guò)小范圍的調(diào)整視角，即可觀看完整的畫(huà)面。進(jìn)一步地，γ為45°。此時(shí)，用戶(hù)觀看的畫(huà)面具有更佳的顯示效果，同時(shí)，畫(huà)面反射到用戶(hù)眼中的角度適中，用戶(hù)在調(diào)整視角時(shí)，眼睛也不易產(chǎn)生疲勞。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，凡是在本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思下，利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。