CN113126300A - 增强现实眼镜及其显示画面的调节方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种增强现实眼镜及其显示画面的调节方法，所述增强现实眼镜包括镜架、镜片、电致变色层和电控组件。所述镜架上设置有光传感器，所述镜片固定于所述镜架上，所述电致变色层贴合于所述镜片的远离所述镜架的一侧，所述电致变色层包括透光层和调色层，所述调色层设置于所述透光层和所述镜片之间。所述光传感器和所述电致变色层均与所述电控组件电连接。本申请实施例提供的所述增强现实眼镜通过在所述镜片的外侧设置所述电致变色层，所述电致变色层的透光层和调色层可以分别对环境光的强度和颜色进行调节，以使透过所述电致变色层的环境光与所述镜片上的投影画面相匹配，提升了所述增强现实眼镜显示的真实效果。

Description

增强现实眼镜及其显示画面的调节方法
技术领域
本申请属于显示设备技术领域，具体涉及一种增强现实眼镜及其显示画面的调节方法。
背景技术
增强现实(Augmented Reality，AR)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。
以当前应用较为广泛的增强现实眼镜为例，增强现实眼镜是一种头戴显示设备，可以同时将环境中的画面和微型显示器投影到镜片上的画面叠加，叠加后的画面可以同时进入人眼，让用户可以同时看到环境画面和虚拟画面。
在实现本申请过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题。在增强现实眼镜使用过程中，当进入人眼的环境光和显示器投影到人眼的显示画面光强比例不协调时，会使得显示画面过亮或过暗，影响显示效果。比如室外环境光强度较强时，会导致镜片上的投影画面过暗，影响用户的使用体验，降低了用户对环境感知的真实程度。
发明内容
本申请旨在提供一种增强现实眼镜及其显示画面的调节方法，至少解决背景技术的问题之一。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提出了一种增强现实眼镜，包括：
镜架，所述镜架上设置有光传感器；
镜片，所述镜片固定于所述镜架上；
电致变色层，所述电致变色层贴合于所述镜片的远离所述镜架的一侧，所述电致变色层包括透光层和调色层，所述调色层设置于所述透光层和所述镜片之间；
电控组件，所述光传感器和所述电致变色层均与所述电控组件电连接。
第二方面，本申请实施例提出了一种第一方面所述增强现实眼镜显示画面的调节方法，包括：
采集外部环境的光信号；
根据所述外部环境的光信号确定光强度信号；
判断所述光强度信号是否大于变色阈值；
所述光强度信号大于变色阈值的情况下，所述电控组件通过调节所述透光层的透光率和所述调色层的颜色，以使透过所述电致变色层的环境光与所述镜片上的投影画面相匹配。
在本申请的实施例中，本申请实施例提供了一种增强现实眼镜，包括镜架、镜片、电致变色层和电控组件。所述增强现实眼镜通过在所述镜片的远离所述镜架的一侧设置所述电致变色层，所述电致变色层的透光层和调色层可以分别对环境光的强度和颜色进行调节，以使透过所述电致变色层的环境光与所述镜片上的投影画面相匹配，提升了所述增强现实眼镜显示的真实效果。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本申请实施例的一种增强现实眼镜的结构示意图；
图2是根据本申请实施例的一种增强现实眼镜的局部示意图；
图3是根据本申请实施例的一种增强现实眼镜的电致变色层的示意图；
图4是根据本申请实施例的一种增强现实眼镜的调色层的俯视图；
图5是根据本申请实施例的一种增强现实眼镜的电致变色层作用时的示意图；
图6是根据本申请实施例的一种所述增强现实眼镜显示画面的调节方法的流程图。
附图标记：
1－镜架；11－光传感器；12－镜框；13－镜腿；2－镜片；21－虚拟像素点；3－电致变色层；31－透光层；311－透光块；32－调色层；321－像素点。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合图1－图6描述根据本申请实施例的增强现实眼镜及其显示画面的调节方法。
如图1至图5所示，根据本申请一些实施例提供了一种增强现实眼镜，包括：
镜架1、镜片2、电致变色层3和电控组件。
所述镜架1上设置有光传感器11，所述光传感器11用于检测环境光的强度，并可以将光强度信号转换为电信号后输送给所述电控组件；所述镜片2固定于所述镜架1上，所述电致变色层3贴合于所述镜片2的远离所述镜架1的一侧，也就是所述电致变色层3设置于所述增强现实眼镜佩戴时所述镜片2远离人眼的一侧。参见图3，所述电致变色层3包括透光层31和调色层32，所述调色层32设置于所述透光层31和所述镜片2之间，也就是所述透光层31设置于所述镜片2的最外侧，可以直接接收到射入的环境光。
所述光传感器11和所述电致变色层3均与所述电控组件电连接，所述电控组件具体可以包括电路板和电池，该电路板上设置有接收和发射信号指令的芯片，所述电控组件根据所述光传感器11的传感信号对所述电致变色层3进行调节，以使透过所述电致变色层3的环境光与所述镜片2上的投影画面相匹配。
具体地，所述镜片2上的投影画面一般是通过所述增强现实眼镜中的光学元件成像后获得的，而为了增强所述增强现实眼镜显示时的真实效果，还需要将环境中的画面叠加到所述镜片2上的投影画面中形成综合的显示画面。所述电致变色层3便可以直接获取环境光形成的画面，并通过所述透光层31对环境光的强度进行调节，再通过调色层32对环境光形成的画面进行调色，使得透过所述电致变色层3的环境光强度小于或等于与所述镜片2上的投影画面的光强度，且所述调色层32上的像素点颜色与所述投影画面上对应的虚拟像素点颜色相同，达到透过所述电致变色层3的环境光形成的画面与所述镜片2上的投影画面相匹配的目的，此时环境光充当了背光的作用，提升了所述增强现实眼镜显示的真实效果。具体地，比如在环境光过强的情况下，所述透光层31可以降低环境光的强度，所述调色层32可以保证环境光形成的画面与所述增强现实眼镜显示画面的显示效果相匹配，避免了环境光过强时造成的投影画面显示亮度过低的问题，提高了用户在室外强光环境下感知显示画面的真实度。
本申请实施例提供的所述增强现实眼镜通过在所述镜片2的外侧设置所述电致变色层3，所述电致变色层3的透光层31和调色层32可以分别对环境光的强度和颜色进行调节，以使透过所述电致变色层3的环境光与所述镜片2上的投影画面相匹配，提升了所述增强现实眼镜显示的真实效果。
可选地，参见图3和图5，所述增强现实眼镜处于显示状态的情况下，所述透光层31上具有多个透光块311，所述调色层32上具有多个像素点321，所述透光块311与所述像素点321一一对应设置。
具体地，所述电控组件与所述透光层31电连接的情况下，所述电控组件可以给所述透光层31上的每个透光块311施加电压，每个所述透光块311的透光率随电压的变化而变化，便可以实现所述透光层31对进入到所述增强现实眼镜内部的环境光强度的调节。参见图4，所述调色层32上的多个所述像素点321为相互独立控制的彩色像素点，不同颜色的像素点相邻排布，所述电控组件与所述调色层32电连接的情况下，每排所述像素点321通过所述电控组件的驱动电路控制。所述像素点321包括两种状态，即着色状态和透明状态，所述像素点321处于着色状态的情况下，可以对透过的环境光进行滤色，比如红色的像素点321可以仅通过红光，而相邻像素点321之间的间隙为透明的非像素区域。所述透光块311与所述像素点321一一对应设置，可以实现对环境光形成画面中的每个像素点进行光强和颜色的调整，提高了环境光形成的画面与所述镜片2上的投影画面的匹配程度。
可选地，参见图5，所述镜片2上的投影画面形成多个虚拟像素点21，所述虚拟像素点21与所述像素点321一一对应设置。
具体地，在所述透光块311与所述像素点321一一对应设置的基础上，所述透光层31可以对环境光的强度进行有效调节。所述调色层32上的像素点321排布方式可以如图5中所示，也就是从左到右依次循环设置R(红)、G(绿)和B(蓝)的像素点，相应地，所述镜片2上的虚拟像素点21也可以从左到右依次循环设置R(红)、G(绿)和B(蓝)的虚拟像素点，在所述虚拟像素点21与所述像素点321的颜色一一对应时，环境光经过像素化的所述调色层32的像素点321后，由于所述像素点321的滤色作用，可以使透过所述调色层32的环境光具有和所述镜片2上虚拟像素点21相同的颜色，达到对所述增强现实眼镜的显示画面亮度增强的效果。
可选地，参见图1和图2，所述镜架1包括镜框12和镜腿13，所述光传感器11设置于所述镜框12的中部。具体地，所述镜片2的数量一般为两个，两个所述镜片2对称设置于所述镜框12上，所述光传感器11设置于所述镜框12的中部时，可以使得所述光传感器11设置于两个所述镜片2之间，提高了所述光传感器11对射入所述镜片2环境光检测的准确性。
参见图6，本申请实施例还提供了一种增强现实眼镜显示画面的调节方法，包括：
S101，采集外部环境的光信号；
S102，根据所述外部环境的光信号确定光强度信号；
S103，判断所述光强度信号是否大于变色阈值；
S104，所述光强度信号大于变色阈值的情况下，所述电控组件通过调节所述透光层的透光率和所述调色层的颜色，以使透过所述电致变色层的环境光与所述镜片上的投影画面相匹配。
具体地，所述变色阈值可以根据所述镜片上的投影画面的光强度进行设定，比如所述变色阈值可以接近所述镜片上的投影画面的光强度，所述镜片上的投影画面的亮度较高时，所述变色阈值的取值可以大一些；所述镜片上的投影画面的亮度较低时，所述变色阈值的取值可以小一些。
本申请实施例提供的增强现实眼镜显示画面的调节方法通过所述透光层和调色层对环境光的强度和颜色的调节，以使透过所述透光层和调色层的环境光与所述镜片上的投影画面相匹配，提升了所述增强现实眼镜显示的真实效果。
具体地，所述光传感器在响应于外部环境的光信号后，可以输出光强度信号，以给所述电控组件判断光强度信号的强弱提供依据。
可选地，透过所述电致变色层的环境光与所述镜片上的投影画面相匹配包括：
透过所述电致变色层的环境光强度小于或等于与所述镜片上的投影画面的光强度，且所述调色层上的像素点颜色与所述投影画面上对应的虚拟像素点颜色相同。
具体地，所述镜片上的投影画面一般是通过所述增强现实眼镜中的光学元件成像后获得的，而为了增强所述增强现实眼镜显示时的真实效果，还需要将环境中的画面叠加到所述镜片上的投影画面中形成综合的显示画面。所述电致变色层便可以直接获取环境光形成的画面，并通过所述透光层对环境光的强度进行调节，再通过调色层对环境光形成的画面进行调色，使得透过所述电致变色层的环境光强度小于或等于与所述镜片上的投影画面的光强度，且所述调色层上的像素点颜色与所述投影画面上对应的虚拟像素点颜色相同，达到透过所述电致变色层的环境光形成的画面与所述镜片上的投影画面相匹配的目的。
可选地，所述电控组件调节所述透光层的透光率包括：
调节所述透光层的透光块的透光率，并使得每个所述透光块的透光率比例保持不变。
具体地，在调节所述透光块的透光率之前，所述透光层的透光块可以均保持在基准透光率，如图5所示，所述透光层从左到右包括十二个透光块，以前三个透光块的基准透光率为例，比如前三个透光块的基准透光率依次为90％、80％％和70％。所述电控组件与所述透光层电连接的情况下，所述电控组件可以给所述透光层上的每个透光块施加电压，每个所述透光块的透光率随电压的变化而变化，便可以实现所述透光层对进入到所述增强现实眼镜内部的环境光强度的调节。另外，由于所述镜片上投影画面的各个虚拟像素点的亮度值不同，在调整所述透光块的透光率之后，还需要保证每个所述透光块的透光率比例保持不变，比如在需要降低所述透光块的透光率时，可以将前三个透光块的透光率依次调整为45％、40％％和35％，前三个透光块的透光率均调整为其基准透光率的一半，保证了透光块的透光率比例保持不变，以使所述透光层的透光率随所述镜片上投影画面的不同像素动态化调控，实现对环境光亮度像素级的控制。
可选地，所述电控组件调节所述调色层的颜色包括：
调节所述调色层的像素点的颜色，并使得每个所述像素点的颜色与所述镜片上对应的虚拟像素点的颜色相同。
具体地，所述电控组件与所述调色层电连接的情况下，每排所述像素点通过所述电控组件的驱动电路控制。所述像素点包括两种状态，即着色状态和透明状态，所述像素点处于着色状态的情况下，可以对透过的环境光进行滤色，比如红色的像素点可以仅通过红光。环境光经过像素化的所述调色层的像素点后，由于所述像素点的滤色作用，可以使透过所述调色层的环境光具有和所述镜片上虚拟像素点相同的颜色，达到对所述增强现实眼镜的显示画面亮度增强的效果，如图5所示。
可选地，所述镜片上的虚拟像素点为暗态的情况下，与所述虚拟像素点对应的所述调色层的像素点调整为透明态。
具体地，环境光经过像素化的所述调色层的像素点后，由于所述像素点的滤色作用，可以使透过所述调色层的环境光具有和所述镜片上虚拟像素点相同的颜色，达到对所述增强现实眼镜的显示画面亮度增强的效果。但在所述镜片上的虚拟像素点为暗态的情况下，为了避免环境光经过所述调色层后转换为对应像素颜色的光，使所述显示画面上本来暗态的像素点显色，可以将与暗态所述虚拟像素点对应的所述调色层的像素点调整为透明态。
可选地，在判断所述光强度信号是否大于变色阈值后，还包括：
所述光强度信号小于变色阈值的情况下，所述透光层的透光率保持在基准透光率。
具体地，在调节所述透光块的透光率之前，所述透光层的透光块可以均保持在基准透光率。在所述光强度信号大于变色阈值的情况下，所述透光层可以通过降低其透光率，达到对进入到所述增强现实眼镜内部的环境光强度进行弱化的目的。在所述光强度信号小于变色阈值的情况下，环境光形成的画面不会对所述镜片上的投影画面造成干扰，也就是可以保持环境光形成的画面强度不变，这时可以将所述透光层设置为全透明状态，也就是所述透光层的透光率保持在基准透光率，所述增强现实眼镜上的显示画面亮度可以随环境光强度的变化而变化，保证了所述增强现实眼镜显示画面的真实性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种增强现实眼镜，其特征在于，包括：
镜架(1)，所述镜架(1)上设置有光传感器(11)；
镜片(2)，所述镜片(2)固定于所述镜架(1)上；
电致变色层(3)，所述电致变色层(3)贴合于所述镜片(2)远离所述镜架(1)的一侧，所述电致变色层(3)包括透光层(31)和调色层(32)，所述调色层(32)设置于所述透光层(31)和所述镜片(2)之间；
电控组件，所述光传感器(11)和所述电致变色层(3)均与所述电控组件电连接。
2.根据权利要求1所述的增强现实眼镜，其特征在于，所述增强现实眼镜处于显示状态的情况下，所述透光层(31)上具有多个透光块(311)，所述调色层(32)上具有多个像素点(321)，所述透光块(311)与所述像素点(321)一一对应设置。
3.根据权利要求2所述的增强现实眼镜，其特征在于，所述镜片(2)上的投影画面形成多个虚拟像素点(21)，所述虚拟像素点(21)与所述像素点(321)一一对应设置。
4.根据权利要求1所述的增强现实眼镜，其特征在于，所述镜架(1)包括镜框(12)和镜腿(13)，所述光传感器(11)设置于所述镜框(12)的中部。
5.一种权利要求1－4任一项所述增强现实眼镜显示画面的调节方法，其特征在于，包括：
采集外部环境的光信号；
根据所述外部环境的光信号确定光强度信号；
判断所述光强度信号是否大于变色阈值；
所述光强度信号大于变色阈值的情况下，所述电控组件通过调节所述透光层的透光率和所述调色层的颜色，以使透过所述电致变色层的环境光与所述镜片上的投影画面相匹配。
6.根据权利要求5所述的增强现实眼镜显示画面的调节方法，其特征在于，透过所述电致变色层的环境光与所述镜片上的投影画面相匹配包括：
透过所述电致变色层的环境光强度小于或等于与所述镜片上的投影画面的光强度，且所述调色层上的像素点颜色与所述投影画面上对应的虚拟像素点颜色相同。
7.根据权利要求5所述的增强现实眼镜显示画面的调节方法，其特征在于，所述电控组件调节所述透光层的透光率包括：
调节所述透光层的透光块的透光率，并使得每个所述透光块的透光率比例保持不变。
8.根据权利要求5所述的增强现实眼镜显示画面的调节方法，其特征在于，所述电控组件调节所述调色层的颜色包括：
调节所述调色层的像素点的颜色，并使得每个所述像素点的颜色与所述镜片上对应的虚拟像素点的颜色相同。
9.根据权利要求8所述的增强现实眼镜显示画面的调节方法，其特征在于，所述镜片上的虚拟像素点为暗态的情况下，与所述虚拟像素点对应的所述调色层的像素点调整为透明态。
10.根据权利要求5所述的增强现实眼镜显示画面的调节方法，其特征在于，在判断所述光强度信号是否大于变色阈值后，还包括：
所述光强度信号小于变色阈值的情况下，所述透光层的透光率保持在基准透光率。
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