CN105259656B - 具有屈光度眼镜效果的增强现实眼镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学领域，涉及眼镜。具有屈光度眼镜效果的增强现实眼镜，包括一个眼镜本体，眼镜本体包括镜架，镜架内设有一镜片，镜片为光波导片；光波导片呈板状，光波导片内嵌有反光凸起阵列，反光凸起阵列位于光波导片的右端，反光凸起阵列中各反光凸起的左侧面为反光面；光波导片的左端设有一楔形反射棱镜，楔形反射棱镜设有一反射面、至少两个透光面，反射面朝向光波导片的右下方，其中一个透光面朝向光波导片，另一个透光面朝向两块透光玻璃的外侧；反光凸起阵列前安装有屈光度镜片，屈光度镜片位于光波导片外侧。本发明改进了现有增强现实眼镜不能进行屈光度效果的缺陷，可以满足有近视或远视问题的用户清晰体验的要求。

Description

具有屈光度眼镜效果的增强现实眼镜
技术领域
本发明涉及光学领域，涉及眼镜。
背景技术
增强现实技术可将虚拟图像与现实场景互相结合，为使用者带来了许多的方便，尤其是增强现实眼镜以其外形轻巧便于携带的优点，越来越为消费者所接受。但是市面现有的增强现实眼镜都是模拟无限远发射的平行光，适应没有视力问题的人眼。但是有近视眼或远视眼问题的观察者在使用现有的增强现实眼镜时，就失去了屈光调节，无法看清楚远处物体，导致不能将画面与现实场景很好地结合在一起。这样就大大影响了用户体验。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有具有屈光度眼镜效果的增强眼镜。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
具有屈光度眼镜效果的增强现实眼镜，包括一个眼镜本体，所述眼镜本体包括镜架，所述镜架内设有一镜片，其特征在于，所述镜片为光波导片；
所述光波导片呈板状，所述光波导片内嵌有反光凸起阵列，所述反光凸起阵列位于所述光波导片的右端，所述反光凸起阵列中各反光凸起的左侧面为反光面；
所述光波导片的左端设有一楔形反射棱镜，所述楔形反射棱镜设有一反射面、至少两个透光面，所述反射面朝向所述光波导片的右下方，其中一个透光面朝向所述光波导片，以该透光面作为出光面，另一个透光面朝向两块透光玻璃的外侧，以该透光面作为入光面；
所述反光凸起阵列前安装有屈光度镜片，所述屈光度镜片位于所述光波导片外侧。
本发明改进了现有增强现实眼镜不能进行屈光度效果的缺陷，可以满足有近视或远视问题的用户清晰体验的要求。
所述反射面与所述光波导片的下表面呈一夹角，所述夹角为15度～35度。以所述光波导片左端面作为所述楔形反射棱镜的出光面。
所述屈光度镜片由支撑架连接所述光波导片，所述屈光度镜片与所述光波导片通过所述支撑架留有0.5mm到5mm之间的空气间隙。
屈光度镜片可以通过支撑架拆卸，可以满足不同视力用户，为了不影响光波导片的全反射效果通过支撑架留有一段距离的空气。
所述屈光度镜片为树脂材料制成的树脂材料屈光度镜片。
树脂材料屈光度镜片重量轻，不易破裂，较为安全。
作为一种方案，所述树脂材料屈光度镜片有凹透镜。
在近视的情况下，利用凹透镜达到屈光度矫正的效果。
作为另一种方案，所述树脂材料屈光度镜片还包括凸透镜。
在远视的情况下，利用凸透镜达到屈光度矫正的效果。
相邻的两个反光凸起之间设有间隙。
所述间隙为700微米～800微米。由于间隙十分微小，肉眼几乎无法观察到其存在，所以不会影响用户视觉体验。
作为一种优选方案，越靠近楔形反射棱镜，相邻的两个反光凸起之间的间距越小；越远离楔形反射棱镜，相邻的两个反光凸起之间的间距越大。以保证成像质量。
所述光波导片的厚度不大于3mm。
光波导片厚度薄，重量减轻，提高用户感受。
所述入光面前设有一目镜系统，所述目镜系统前设有一LCOS模组，所述LCOS模组投影口朝向所述目镜系统，所述目镜系统与所述LCOS模组安装在连接镜架的镜腿的中空腔内，所述中空腔设有一开口，所述开口朝向所述入光面。
目镜系统与LCOS模组安装在连接镜架的镜腿的中空腔内，既美化外观又减少了体积，提高了用户体验。
所述目镜系统包括一目镜主体，所述目镜主体的前端面为第一曲面，所述目镜主体的后端面为第二曲面，所述第一曲面与所述第二曲面均为旋转对称面；
所述第一曲面中央呈外凸状，所述第一曲面的边缘呈内凹状，所述第二曲面呈外凸状。
优化了传统双外凸的目镜结构，色差小，视场角可达120度，放大率合适。
所述旋转对称面是非球面、二次曲面、自由曲面中的任意一种。
所述第一曲面中央的曲率大于所述第一曲面边缘的曲率，所述第一曲面边缘的曲率大于所述第二曲面边缘的曲率，所述第二曲面边缘的曲率大于所述第二曲面中央的曲率。
所述第二曲面的中央横截面优选为一直线。便于保证成像效果。
所述第一曲面是一非球面，所述第一曲面的非球面系数
其中，
R 20.95
K -0.5149652
A -8.16335e-006
B -5.74210e-009
C -2.34590e-011
D -5.84936e-014
E 0.00000e+000
F 0.00000e+000
G 0.00000e+000
H 0.00000e+000
J 0.00000e+000
所述第二曲面是一非球面，所述第二曲面的非球面系数
其中，
R 323.5
K 0.070702
A -1.19490e-005
B 5.23218e-009
C -1.27737e-011
D -8.86964e-015
E 0.00000e+000
F 0.00000+000
G 0.00000e+000
H 0.00000e+000
J 0.00000e+000
所述目镜主体的中心厚度大于所述目镜主体的边缘厚度；所述目镜主体的厚度从中心向边缘依次递减；
所述目镜主体的中心厚度为2mm-10mm。
附图说明
图1为本发明具有近视镜屈光度的增强现实眼镜的一种结构示意图。
图2为本发明具有远视镜屈光度的增强现实眼镜的一种结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1、图2，具有屈光度眼镜效果的增强现实眼镜，包括一个眼镜本体，眼镜本体包括镜架，镜架内设有一镜片，镜片为光波导片1；光波导片1呈板状，光波导片1内嵌有反光凸起阵列，反光凸起阵列位于光波导片1的右端，反光凸起阵列中各反光凸起的左侧面为反光面；光波导片1的左端设有一楔形反射棱镜2，楔形反射棱镜2设有一反射面、至少两个透光面，反射面朝向光波导片1的右下方，其中一个透光面朝向光波导片1，以该透光面作为出光面，另一个透光面朝向两块透光玻璃的外侧，以该透光面作为入光面；反光凸起阵列前安装有屈光度镜片，屈光度镜片位于光波导片1外侧。本发明改进了现有增强现实眼镜不能进行屈光度效果的缺陷，可以满足有近视或远视问题的用户清晰体验的要求。
反射面与光波导片1的下表面呈一夹角，夹角为15度～35度。以光波导片1左端面作为楔形反射棱镜2的出光面。屈光度镜片由支撑架连接光波导片1，屈光度镜片与光波导片1通过支撑架留有0.5mm到5mm之间的空气间隙。屈光度镜片可以通过支撑架拆卸，可以满足不同视力用户，为了不影响光波导片1的全反射效果通过支撑架留有一段距离的空气。
屈光度镜片为树脂材料制成的树脂材料屈光度镜片。树脂材料屈光度镜片重量轻，不易破裂，较为安全。
作为一种方案，树脂材料屈光度镜片有凹透镜3。在近视的情况下，利用凹透镜达到屈光度矫正的效果。
作为另一种方案，树脂材料屈光度镜片还包括凸透镜6。在远视的情况下，利用凸透镜达到屈光度矫正的效果。
相邻的两个反光凸起之间设有间隙。
间隙为700微米～800微米。由于间隙十分微小，肉眼几乎无法观察到其存在，所以不会影响用户视觉体验。
作为一种优选方案，越靠近楔形反射棱镜2，相邻的两个反光凸起之间的间距越小；越远离楔形反射棱镜2，相邻的两个反光凸起之间的间距越大。以保证成像质量。
光波导片1的厚度不大于3mm。光波导片1厚度薄，重量减轻，提高用户感受。入光面前设有一目镜系统4，目镜系统4由两个透镜固定相连而成，目镜系统4前设有一LCOS模组5，LCOS模组5投影口朝向目镜系统4，目镜系统4与LCOS模组5安装在连接镜架的镜腿的中空腔内，中空腔设有一开口，开口朝向入光面。
目镜系统4与LCOS模组5安装在连接镜架的镜腿的中空腔内，既美化外观又减少了体积，提高了用户体验。
目镜系统4包括一目镜主体，目镜主体的前端面为第一曲面，目镜主体的后端面为第二曲面，第一曲面与第二曲面均为旋转对称面；
第一曲面中央呈外凸状，第一曲面的边缘呈内凹状，第二曲面呈外凸状。
优化了传统双外凸的目镜结构，色差小，视场角可达120度，放大率合适。
旋转对称面是非球面、二次曲面、自由曲面中的任意一种。
第一曲面中央的曲率大于第一曲面边缘的曲率，第一曲面边缘的曲率大于第二曲面边缘的曲率，第二曲面边缘的曲率大于第二曲面中央的曲率。
第二曲面的中央横截面优选为一直线。便于保证成像效果。
第一曲面是一非球面，第一曲面的非球面系数
其中，
R 20.95
K -0.5149652
A -8.16335e-006
B -5.74210e-009
C -2.34590e-011
D -5.84936e-014
E 0.00000e+000
F 0.00000e+000
G 0.00000e+000
H 0.00000e+000
J 0.00000e+000
第二曲面是一非球面，第二曲面的非球面系数
其中，
R 323.5
K 0.070702
A -1.19490e-005
B 5.23218e-009
C -1.27737e-015
D -8.86964e-015
E 0.00000e+000
F 0.00000e+000
G 0.00000e+000
H 0.00000e+000
J 0.00000e+000
目镜主体的中心厚度大于目镜主体的边缘厚度；目镜主体的厚度从中心向边缘依次递减；
目镜主体的中心厚度为2mm-10mm。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.具有屈光度眼镜效果的增强现实眼镜，包括一个眼镜本体，所述眼镜本体包括镜架，所述镜架内设有一镜片，其特征在于，所述镜片为光波导片；
所述光波导片呈板状，所述光波导片内嵌有反光凸起阵列，所述反光凸起阵列位于所述光波导片的右端，所述反光凸起阵列中各反光凸起的左侧面为反光面；
所述光波导片的左端设有一楔形反射棱镜，所述楔形反射棱镜设有一反射面、至少两个透光面，所述反射面朝向所述光波导片的右下方，其中一个透光面朝向所述光波导片，以该透光面作为出光面，另一个透光面朝向两块透光玻璃的外侧，以该透光面作为入光面；
所述反光凸起阵列前安装有屈光度镜片，所述屈光度镜片位于所述光波导片外侧；
所述屈光度镜片由支撑架连接所述光波导片，所述屈光度镜片与所述光波导片通过所述支撑架留有0.5mm到5mm之间的空气间隙；
屈光度镜片通过支撑架拆卸；
相邻的两个反光凸起之间设有间隙；
所述间隙为700微米~800微米;
所述入光面前设有一目镜系统，所述目镜系统前设有一LCOS模组，所述LCOS模组投影口朝向所述目镜系统，所述目镜系统与所述LCOS模组安装在连接镜架的镜腿的中空腔内，所述中空腔设有一开口，所述开口朝向所述入光面;
所述目镜系统包括一目镜主体，所述目镜主体的前端面为第一曲面，所述目镜主体的后端面为第二曲面，所述第一曲面与所述第二曲面均为旋转对称面；
所述第一曲面中央呈外凸状，所述第一曲面的边缘呈内凹状，所述第二曲面呈外凸状；
所述第一曲面是一非球面，所述第一曲面的非球面系数
，其中，
；
所述第二曲面是一非球面，所述第二曲面的非球面系数
，其中，
；
色差小，视场角可达120度，放大率合适；
所述反射面与所述光波导片的下表面呈一夹角，所述夹角为15度~35度。
2.根据权利要求1所述的具有屈光度眼镜效果的增强现实眼镜，其特征在于，所述屈光度镜片为树脂材料制成的树脂材料屈光度镜片。
3.根据权利要求1所述的具有屈光度眼镜效果的增强现实眼镜，其特征在于，光波导片的厚度不大于3mm。
4.根据权利要求1所述的具有屈光度眼镜效果的增强现实眼镜，其特征在于，所述第一曲面中央的曲率大于所述第一曲面边缘的曲率，所述第一曲面边缘的曲率大于所述第二曲面边缘的曲率，所述第二曲面边缘的曲率大于所述第二曲面中央的曲率。
5.根据权利要求1所述的具有屈光度眼镜效果的增强现实眼镜，其特征在于，所述目镜主体的中心厚度大于所述目镜主体的边缘厚度；所述目镜主体的厚度从中心向边缘依次递减；
所述目镜主体的中心厚度为2mm-10mm。
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