CN110231712A - 一种增强现实ar眼镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强现实AR眼镜，包括眼镜本体，包括镜腿、镜框和镜片；中心视场扫描器，设置在镜框上，中心视场扫描器用于出射中心视场图像的光线；半反半透镜，设置在镜片内，且半反半透镜位于中心视场扫描器的出射光路上，中心视场图像的光线从中心视场扫描器出射后经半反半透镜反射进入佩戴者的眼睛；边缘视场扫描器，设置在镜框上，边缘视场扫描器用于出射边缘视场图像的光线，边缘视场图像的光线从边缘视场扫描器出射后直接进入佩戴者的眼睛；中心视场图像和边缘视场图像相互拼接，形成一幅完整的图像。上述方案中，图像光从扫描器出射后直接进入人眼或者通过半反半透镜反射进入人眼，不需要使用波导，结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及投影显示领域，尤其涉及一种增强现实AR眼镜。
背景技术
AR显示设备使得用户可以透过设备的透明或半透明显示器来观看周围的环境，并且还可以看到显示器生成的图像覆盖在周围环境上。这类设备通常为头戴式显示器、眼镜或其他可佩带的显示设备。
现有的AR显示设备一般包括图像源、波导、耦入部件、中继部件和耦出部件。图像源发出的图像光经耦入部件以一定的衍射角度耦入到波导中进行全反射传播，接着图像光与中继部件相互作用以实现扩瞳。最后，被中继部件扩瞳后的图像光再沿波导传播直至耦出部件，耦出部件对图像光进一步扩瞳并将图像光耦出波导，被耦出的图像光进入人眼，从而实现图像显示。
但是本申请发明人在实现本发明实施例中技术方案的过程中，发现上述现有技术中至少存在如下技术问题：
由于现有的AR显示设备通过波导将图像源输出的光线导入用户的眼睛，AR显示设备需要整合图像源、波导、耦入部件、中继部件和耦出部件，结构非常复杂，并且，由于衍射结构(即耦入部件和波导)的引入，会影响外界环境光线的传输，出现彩虹效应。
发明内容
本发明的目的是提供一种增强现实AR眼镜，用于解决现有技术中存在的AR显示设备通过波导将图像源输出的光线导入用户的眼睛，需要整合图像源、波导、耦入部件、中继部件和耦出部件，结构非常复杂的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明实施例提供增强现实AR眼镜，包括：
眼镜本体，包括镜腿、镜框和镜片；
中心视场扫描器，设置在所述镜框上，所述中心视场扫描器用于出射中心视场图像的光线；半反半透镜，设置在所述镜片内，且所述半反半透镜位于所述中心视场扫描器的出射光路上，所述中心视场图像的光线从所述中心视场扫描器出射后经所述半反半透镜反射进入佩戴者的眼睛；
边缘视场扫描器，设置在所述镜框上，所述边缘视场扫描器用于出射边缘视场图像的光线，所述边缘视场图像的光线从所述边缘视场扫描器出射后直接进入所述佩戴者的眼睛；所述中心视场图像和所述边缘视场图像相互拼接，形成一幅完整的图像。
可选的，所述中心视场扫描器设置在所述镜框的左边框或右边框上。
可选的，所述AR眼镜包括多个中心视场扫描器和与多个所述中心视场扫描器一一对应的多个半反半透镜；多个所述中心视场扫描器设置在所述镜框的上边框、下边框、左边框或右边框上，多个半反半透镜分别设置在各自对应的中心视场扫描器的出射光路上。
可选的，所述AR眼镜包括多个边缘视场扫描器，多个所述边缘视场扫描器均匀设置在所述镜框上。
可选的，多个所述边缘视场扫描器均匀设置在所述镜框的上边框和下边框上。
可选的，所述AR眼镜包括光源，设置在所述镜框或镜腿上；所述光源包括与所述中心视场扫描器对应的光源和与所述边缘视场扫描器对应的光源。
可选的，所述中心视场扫描器/边缘视场扫描器为光纤扫描器或MEMS扫描器。
可选的，所述半反半透镜的镜面为平面或自由曲面。
本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：
本发明实施例的方案中，AR眼镜包括眼镜主体，包括镜腿、镜框和镜片；设置在镜框上的中心视场扫描器和边缘视场扫描器，中心视场扫描器出射的中心视场图像的光线经半反半透镜反射后进入人眼，边缘视场扫描器出射的边缘视场图像的光线直接进入人眼，中心视场图像和边缘视场图像相互拼接，形成一幅完整的图像，本发明实施例中的方案中，图像光从扫描器出射后直接进入人眼或者通过半反半透镜反射进入人眼，不需要使用波导，也不需要使用相应的耦入部件、中继部件、耦出部件等，结构简单，并且，由于不需要使用衍射结构，也就避免了出现彩虹效应，从而提高投影效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本发明实施例提供的AR眼镜的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的图像拼接的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例提供的AR眼镜的结构示意图，AR眼镜包括眼镜本体，包括镜腿(图中未示出)、镜框101和镜片102；中心视场扫描器201，设置在所述镜框101上，所述中心视场扫描器201用于出射中心视场图像的光线；半反半透镜202，设置在所述镜片102内，且所述半反半透镜202位于所述中心视场扫描器201的出射光路上，所述中心视场图像的光线从所述中心视场扫描器201出射后，经所述半反半透镜202反射进入佩戴者的眼睛；边缘视场扫描器301，设置在所述镜框101上，所述边缘视场扫描器301用于出射边缘视场图像的光线，所述边缘视场图像的光线从所述边缘视场扫描器301出射后直接进入所述佩戴者的眼睛；所述中心视场图像和所述边缘视场图像相互拼接，形成一幅完整的图像。
由上述方案可以看出，图像光从扫描器出射后直接进入人眼或者通过半反半透镜202反射进入人眼，不需要使用波导，也不需要使用相应的耦入部件、中继部件、耦出部件等，结构更为简单。
请继续参考图1，AR眼镜可以单目AR眼镜或双目AR眼镜，中心视场扫描器201可以设置在镜框101的左边框或右边框上。本发明实施例中，中心视场扫描器201的数量可以为一个或多个，所述AR眼镜包括多个中心视场扫描器201和与多个所述中心视场扫描器201一一对应的多个半反半透镜202；多个所述中心视场扫描器201可以设置在所述镜框101的上边框、下边框、左边框或右边框上，多个半反半透镜202分别设置在各自对应的中心视场扫描器201的出射光路上。
其中，半反半透镜202可以反射中心视场扫描器201出射的图像光，并透过外界环境光，使得用户既可以观察外部环境，又可以看到中心视场扫描器201投影显示的图像。可选的，半反半透镜202可以设置在镜片102的中心位置，中心人视场扫描器201出射的光线从人眼的正前方射入人眼，使得用户感觉投影图像位于人眼的正前方。
举例来讲，AR眼镜可以包括一个中心视场扫描器201，设置在镜框101的左边框上。又例如：AR眼镜可以包括两个中心视场扫描器201，分别设置在镜框101的左边框和右边框上；又例如：AR眼镜可以包括四个中心视场扫描器201，分别设置在镜框101的左边框、右边框、上边框和下边框上，本领域技术人员可以根据实际情况选择中心视场扫描器201的数量和设置位置，本发明对此不作限制。
本发明实施例中，所述AR眼镜包括多个边缘视场扫描器301，多个所述边缘视场扫描器301均匀设置在所述镜框101上。
在一种可能的实施方式中，所述中心视场扫描器201设置在所述镜框101的左边框或右边框上，多个所述边缘视场扫描器301均匀设置在所述镜框101的上边框和下边框上，从而合理设置中心视场扫描器201和边缘视场扫描器301的位置。
在其它实施例中，边缘视场扫描器301也可以均匀的分布在左边框、右边框、上边框和下边框上，本发明对此不做限制。
请参考图2，图2为中心视场图像和边缘视场图像拼接的示意图，中心视场图像401和多个边缘视场图像402相互拼接，形成一幅完整的图像。
本发明实施例中，所述AR眼镜包括光源，设置在所述镜框101或镜腿上；所述光源包括与所述中心视场扫描器201对应的光源和与所述边缘视场扫描器301对应的光源。其中，扫描器和对应光源可以为集成在一起的模组，即投影显示模组；扫描器和对应光源也可以分立设置，本发明对此不做限制。
本发明实施例中，半反半透镜202可以通过在其光学工作面上镀半反半透膜实现，光学工作面可以为平面，也可以为自由曲面，本发明对此不做限制。
本发明实施例中，所述中心视场扫描器201和边缘视场扫描器301可以为光纤扫描器，也可以为MEMS(英文全称：Microelectro Mechanical Systems，中文名称：微机电系统)扫描器，本发明对此不做限制。
本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：
本发明实施例的方案中，AR眼镜包括眼镜主体，包括镜腿、镜框和镜片；设置在镜框上的中心视场扫描器和边缘视场扫描器，中心视场扫描器出射的中心视场图像的光线经半反半透镜反射后进入人眼，边缘视场扫描器出射的边缘视场图像的光线直接进入人眼，中心视场图像和边缘视场图像相互拼接，形成一幅完整的图像，本发明实施例中的方案中，图像光从扫描器出射后直接进入人眼或者通过半反半透镜反射进入人眼，不需要使用波导，也不需要使用相应的耦入部件、中继部件、耦出部件等，结构简单，并且，由于不需要使用衍射结构，也就避免了出现彩虹效应，从而提高投影效果。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (8)
1.一种增强现实AR眼镜，其特征在于，包括：
眼镜本体，包括镜腿、镜框和镜片；
中心视场扫描器，设置在所述镜框上，所述中心视场扫描器用于出射中心视场图像的光线；半反半透镜，设置在所述镜片内，且所述半反半透镜位于所述中心视场扫描器的出射光路上，所述中心视场图像的光线从所述中心视场扫描器出射后经所述半反半透镜反射进入佩戴者的眼睛；
边缘视场扫描器，设置在所述镜框上，所述边缘视场扫描器用于出射边缘视场图像的光线，所述边缘视场图像的光线从所述边缘视场扫描器出射后直接进入所述佩戴者的眼睛；所述中心视场图像和所述边缘视场图像相互拼接，形成一幅完整的图像。
2.如权利要求1所述的AR眼镜，其特征在于，所述中心视场扫描器设置在所述镜框的左边框或右边框上。
3.如权利要求1所述的AR眼镜，其特征在于，所述AR眼镜包括多个中心视场扫描器和与多个所述中心视场扫描器一一对应的多个半反半透镜；多个所述中心视场扫描器设置在所述镜框的上边框、下边框、左边框或右边框上，多个半反半透镜分别设置在各自对应的中心视场扫描器的出射光路上。
4.如权利要求1-3中任一项所述的AR眼镜，其特征在于，所述AR眼镜包括多个边缘视场扫描器，多个所述边缘视场扫描器均匀设置在所述镜框上。
5.如权利要求4所述的AR眼镜，其特征在于，多个所述边缘视场扫描器均匀分布在所述镜框的上边框和下边框上。
6.如权利要求1所述的AR眼镜，其特征在于，所述AR眼镜包括光源，设置在所述镜框或镜腿上；所述光源包括与所述中心视场扫描器对应的光源和与所述边缘视场扫描器对应的光源。
7.如权利要求1所述的AR眼镜，其特征在于，所述中心视场扫描器/边缘视场扫描器为光纤扫描器或MEMS扫描器。
8.如权利要求1所述的AR眼镜，其特征在于，所述半反半透镜的镜面为平面或自由曲面。
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| CN (1) | CN110231712A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112904473A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-04 | 武汉华星光电技术有限公司 | 导光板、背光模组、头戴显示设备 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104598180A (zh) * | 2014-04-02 | 2015-05-06 | 北京智谷睿拓技术服务有限公司 | 显示控制方法、装置及近眼显示设备 |
| CN106291932A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-01-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种虚拟现实头盔 |
| US20170176744A1 (en) * | 2014-09-02 | 2017-06-22 | Ostendo Technologies, Inc. | Split Exit Pupil Multiple Virtual Image Heads-Up Display Systems and Methods |
| CN206387962U (zh) * | 2016-12-30 | 2017-08-08 | 北京七鑫易维信息技术有限公司 | 一种头戴式显示装置及便携式设备 |
| CN107462994A (zh) * | 2017-09-04 | 2017-12-12 | 浙江大学 | 沉浸式虚拟现实头戴显示装置和沉浸式虚拟现实显示方法 |
| CN107918208A (zh) * | 2017-09-06 | 2018-04-17 | 塔普翊海（上海）智能科技有限公司 | 视场拼接式头戴显示装置 |
| WO2018184718A1 (de) * | 2017-04-06 | 2018-10-11 | Konstantin Roggatz | Augmented-reality(ar)-brille und verfahren zur einmischung virtueller bilder in ein durch mindestens ein brillenglas für einen träger der brille sichtbares bild |
| CN109188695A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-11 | 北京蚁视科技有限公司 | 一种薄型大视场角近眼显示装置 |
-
2019
- 2019-04-29 CN CN201910355476.XA patent/CN110231712A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104598180A (zh) * | 2014-04-02 | 2015-05-06 | 北京智谷睿拓技术服务有限公司 | 显示控制方法、装置及近眼显示设备 |
| US20170176744A1 (en) * | 2014-09-02 | 2017-06-22 | Ostendo Technologies, Inc. | Split Exit Pupil Multiple Virtual Image Heads-Up Display Systems and Methods |
| CN106291932A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-01-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种虚拟现实头盔 |
| CN206387962U (zh) * | 2016-12-30 | 2017-08-08 | 北京七鑫易维信息技术有限公司 | 一种头戴式显示装置及便携式设备 |
| WO2018184718A1 (de) * | 2017-04-06 | 2018-10-11 | Konstantin Roggatz | Augmented-reality(ar)-brille und verfahren zur einmischung virtueller bilder in ein durch mindestens ein brillenglas für einen träger der brille sichtbares bild |
| CN107462994A (zh) * | 2017-09-04 | 2017-12-12 | 浙江大学 | 沉浸式虚拟现实头戴显示装置和沉浸式虚拟现实显示方法 |
| CN107918208A (zh) * | 2017-09-06 | 2018-04-17 | 塔普翊海（上海）智能科技有限公司 | 视场拼接式头戴显示装置 |
| CN109188695A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-11 | 北京蚁视科技有限公司 | 一种薄型大视场角近眼显示装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112904473A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-04 | 武汉华星光电技术有限公司 | 导光板、背光模组、头戴显示设备 |
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