CN111323919A - 一种显示与双面成像共享结构方案 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示与双面成像共享结构方案，能在不遮挡视线的情况下在眼前显示画面，同时以瞳孔所在位置的视角拍摄前方画面，并且可拍摄瞳孔画面。

Description

一种显示与双面成像共享结构方案
技术领域
本发明涉及一种光路结构方案，尤其涉及一种显示与双面成像共享结构的方案。
背景技术
现有近眼显示智能眼镜显示画面、拍摄眼前画面、拍摄瞳孔都是分离的模组，体积大，不能以最准确的位置拍两个摄瞳孔，也不能以最准确的视角拍两摄瞳孔的视野的画面，多个分离的模组也造成整机功耗太高。
发明内容
本发明提出一种显示与双面成像共享结构方案，能在眼前显示画面、可拍摄瞳孔画面，同时能以眼睛所在位置的视角拍摄眼前景物，所有功能共享一个结构实现。
本发明通过以下技术方案实现：
一种显示与双面成像共享结构方案，包括前置双面输入输出部分，准直扩展部分，对焦机构，分光镜，透镜组，瞳孔照明灯，滤光片，图像源和传感器。
前置双面输入输出部分，使用双面三角波导或双面光栅波导，能在瞳孔前方输出近眼显示画面，同时接收瞳孔前方景物的光线输入，和接收来自瞳孔的光线输入。
准直扩展部分，显示画面时，将图像源的光线准直并扩展，拍摄时将拍摄光线进行聚焦。
对焦机用于选择瞳孔画面或者前方景物画面的焦距，并分别将他们的焦距调整到最佳，同时对焦机也用于调整最佳显示焦距。
分光镜用于分开拍摄光线和显示光线。当图像源和传感器尺寸很小时，可将他们并列在一起安装，不需要使用分光镜。
瞳孔照明灯用于增强瞳孔照明，可用红外光。
焦距补偿透镜用于预设补偿焦距，使得拍摄眼前方画面的距离和在眼前显示的虚拟画面的距离在一定范围内同步。
滤光片用于红外光衰减，用来辅助分离瞳孔画面和前方景物画面。
传感器可以使用一个传感器拍摄瞳孔画面和前方景物画面，或者使用两个传感器分别拍摄瞳孔画面和前方景物画面。
本发明的原理是：
当本方案输出近眼显示画面时，图像源光线通过分光镜、对焦机，经过准直扩展后到达前置双面输入输出部分，对焦机将焦距调整在显示最清晰的位置，此时在输出波导片输出画面。
当本方案拍摄画面时候，前置双面输入输出部分可同时接收波导两面的图像，波导两面的图像重叠在一起，但是它们的焦距也不同。
由于本方案结构的光路可逆，接收到的画面光线在本结构中反向传输，光线依次经过前置双面输入输出部分、准直扩展部分、对焦机，然后被分光镜反射到焦距补偿透镜，光线再穿过滤光片，最后到达拍摄传感器。
当拍摄瞳孔画面时，打开瞳孔红外照明灯，尽管有滤光片衰减红外光，但是衰减后的瞳孔光线强度还是大于前方景物光线强度，此时对焦机将焦距调整在拍摄瞳孔最清晰的位置，传感器接收到的是瞳孔图像。
当拍摄瞳孔前方景物的画面时，关闭瞳孔红外照明灯，此时前方景物的光线较亮，对焦机将焦距调整在拍摄前方景物画面最清晰的位置，传感器接收到的是前方景物图像。
对焦机，瞳孔照明灯和滤光片的配合工作使得本方案能实现用一个传感器切换拍摄瞳孔画面和前方景物画面。
本发明的有益效果是，能在眼前显示画面，同时以眼睛所在位置的视角拍摄画面，并且可拍摄瞳孔画面，而且可共用同一个传感器拍摄，大幅减小了整体系统的体积。
附图说明
图1、2、3、4是本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的典型技术方案。
图1、2、3、4中的1是前置双面输入输出部分。
图1和图2中的1是采用了一种双面三角波导作为前置双面输入输出部分。
图3中的1是前置双面输入输出部分，2是准直扩展部分，3是对焦机，4是分光镜，5是焦距补偿透镜组，瞳孔照明灯在外部所以不在图中画出，6是滤光片，9是图像源，7是拍摄传感器。
在显示画面时，在图3中，图像源9，发出的光线通过分光镜4，对焦机3，扩展准直部分2，到达波导片1。
在图1中，到达波导中的光线在波导的输入输出区域同时向A，B两面输出光线，此时在波导片的任何一侧都能看到显示画面。
在拍摄时，如图2所示，波导A、B两面的光线在输入输出区域同时进入波导1。
在共用一个传感器拍摄时，如图3所示，进入波导片的光线通过准直扩展部分2、对焦机构3到达分光棱镜4，分光棱镜4将光线反射到焦距补偿透镜组5，然后光线经过滤光片6到达传感器7。
拍摄瞳孔画面和摄瞳孔前方景物的画面，共用一个光路，但是它们的焦距不同，系统通过选择焦距和开关瞳孔照明灯来选择拍摄瞳孔画面还是拍摄前方景物画面。
拍摄时为提高拍摄质量可选择关闭图像源。
在使用两个传感器分别拍摄瞳孔和瞳孔前景物时，如图4所示，9是一个X分光棱镜，X分光棱镜中的10、11是两种分光膜，14、15是两个传感器，12是滤光片，13是焦距补偿透镜。
在使用两个传感器拍摄时要关闭图像源，在拍摄瞳孔时瞳孔照明灯打开，两种分光膜来分开两个方向的光线，一个传感器接收瞳孔画面，一个传感器接收前方景物画面。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种显示与双面成像共享结构方案，其特征在于包括前置双面输入输出部分，准直扩展部分，对焦机构，分光镜，透镜组，瞳孔照明灯，滤光片，图像源和传感器。
2.根据权利要求1所述的一种显示与双面成像共享结构方案，其特征在于所述前置双面输入输出部分，使用双面三角波导或双面光栅波导，输出近眼显示画面、同时接收波导一侧眼前方景物的光线和波导另一侧来自瞳孔的光线。
3.根据权利要求1所述的一种显示与双面成像共享结构方案，其特征在于输出近眼显示画面时，图像源光线穿过分光镜和对焦机，进入输入输出光路，输出显示画面，对焦机调整显示画面焦距。
4.根据权利要求1所述的一种显示与双面成像共享结构方案，其特征在于拍摄瞳孔画面时，打开瞳孔照明灯，瞳孔光线依次通过输入输出光路、对焦机，被分光镜反射后经过透镜组、滤光片到达传感器，对焦机将焦距调整在拍摄瞳孔最清晰的位置。
5.根据权利要求1所述的一种显示与双面成像共享结构方案，其特征在于拍摄眼前方向的画面时，关闭瞳孔照明灯，前方景物光线依次通过输入输出光路、对焦机，被分光镜反射后经过透镜组、滤光片到达传感器，对焦机将焦距调整在拍摄眼前方画面清晰的位置，对焦机仅限在此范围内可进行调焦。
6.根据权利要求1所述的一种显示与双面成像共享结构方案，其特征在于所述透镜组用于预设补偿焦距，使得拍摄眼前方画面的距离和在眼前显示的虚拟画面的距离在一定范围内同步。
7.根据权利要求1所述的一种显示与双面成像共享结构方案，其特征在于所述对焦机，通过切换焦距范围来切换拍摄瞳孔画面或者拍摄前方景物画面，同时对焦机在对准前方景物画面时，可同步调整显示焦距和前方景物焦距一致。
8.根据权利要求1所述的一种显示与双面成像共享结构方案，其特征在于所述滤光片用于衰减瞳孔照明灯的红外光，用来辅助分离瞳孔画面和前方景物画面，当拍摄瞳孔画面时，瞳孔照明灯打开，尽管有滤光片衰减红外光，但是衰减后的瞳孔光线强度还是大于前方景物光线强度，当拍摄前方景物画面时，瞳孔照明灯关闭，前方景物光线大于瞳孔光线。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030112509A1 (en) * 1999-10-15 2003-06-19 Susumu Takahashi 3-D viewing system
CN104603675A (zh) * 2012-09-12 2015-05-06 索尼公司 图像显示设备、图像显示方法和记录介质
CN106199958A (zh) * 2015-05-07 2016-12-07 尚立光电股份有限公司 自动调焦头戴式显示装置
CN106814518A (zh) * 2015-12-01 2017-06-09 深圳富泰宏精密工业有限公司 自动对焦拍照系统及电子装置
CN107250951A (zh) * 2015-02-18 2017-10-13 诺基亚技术有限公司 用于提供图像的装置、方法和计算机程序

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030112509A1 (en) * 1999-10-15 2003-06-19 Susumu Takahashi 3-D viewing system
CN104603675A (zh) * 2012-09-12 2015-05-06 索尼公司 图像显示设备、图像显示方法和记录介质
CN107250951A (zh) * 2015-02-18 2017-10-13 诺基亚技术有限公司 用于提供图像的装置、方法和计算机程序
CN106199958A (zh) * 2015-05-07 2016-12-07 尚立光电股份有限公司 自动调焦头戴式显示装置
CN106814518A (zh) * 2015-12-01 2017-06-09 深圳富泰宏精密工业有限公司 自动对焦拍照系统及电子装置

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