CN113448088A - 增强现实设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种增强现实设备，包括镜架、结合器、激光投影机和滤光片。结合器安装于镜架，结合器包括相背设置的内表面和外表面。激光投影机安装于镜架，激光投影机用于发射激光。滤光片安装于结合器的外表面，滤光片的阻挡波段包括激光的波段。激光进入结合器后，部分激光自结合器的内表面出射，部分激光自结合器的外表面出射，滤光片遮挡自结合器的外表面出射的激光。环境光中波长位于阻挡波段外的部分穿过滤光片后，自结合器的外表面进入结合器，并自结合器的内表面出射。本申请所示增强现实设备可以减小激光投影机投射的激光从增强现实设备中向外射出的可能性，避免携带数字信息的光线泄露出去，提高使用者的隐私性。

Description

增强现实设备
技术领域
本申请涉及虚实结合的显示领域，特别涉及一种增强现实设备。
背景技术
增强现实(augmented reality，AR)技术，其原理是利用计算机控制的图像投射机，将携带数字内容的显示光投射到人眼中形成虚拟场景，并将虚拟场景与人眼可以直接看到的外界的真实场景叠加，使人眼观看到虚拟场景与外界的真实场景相结合的图像信息。
在传统增强现实设备中，图像投影机投射的显示光线的一部分总会从增强现实设备向外射出，使得携带数字信息的显示光线泄露出去，造成了使用者的隐私泄露，降低了使用者的隐私性。
发明内容
本申请提供一种增强现实设备，用以减小显示光线从增强现实设备中向外射出的可能性，避免携带数字信息的显示光线泄露出去，提高使用者的隐私性。
本申请所示增强现实设备包括镜架、结合器、激光投影机和滤光片。结合器安装于镜架，结合器包括相背设置的内表面和外表面。激光投影机安装于镜架，激光投影机用于发射激光。其中，激光为携带有数字内容的显示光线。滤光片安装于结合器的外表面，滤光片的阻挡波段包括激光的波段。
激光进入结合器后，部分激光自结合器的内表面出射，部分激光自结合器的外表面出射，滤光片遮挡自结合器的外表面出射的激光，防止自结合器的外表面出射的激光穿过滤光片射入外界环境，避免携带有数字内容的激光泄露出去，不仅可以提高使用者的隐私性和增强现实设备的社交性，还可以避免泄露出去的显示光线在增强现实设备的表面形成小的显示窗，提高使用者使用增强现实设备时的外观精美度。
环境光中波长位于阻挡波段外的部分穿过滤光片后，自结合器的外表面进入结合器，并自结合器的内表面出射，使用户能穿过结合器和滤光片观看到外界的真实场景，以保证增强现实设备具有一定的透过率。
其中，结合器的内表面是指增强现实设备佩戴于用户头部时，结合器朝向用户的表面。即，结合器的内表面为结合器朝向人眼的表面。同理，结合器的外表面是指增强现实设备佩戴于用户头部时，结合器背离用户的表面。即，结合器的外表面为结合器背离人眼的表面。也即，结合器的外表面为结合器朝向外界的表面。
一种实施方式中，结合器的外表面包括出光区域，自结合器的外表面出射的激光自结合器的外表面的出光区域出射，滤光片覆盖结合器的外表面的出光区域，自结合器的外表面出射的激光不会射入外界环境中，避免携带有数字内容的激光泄露。
另一种实施方式中，滤光片覆盖结合器的外表面，以保证增强现实设备的外观完整性和一致性，提高增强现实设备的外观精美度。此外，相比于滤光片只覆盖结合器的外表面的出光区域，滤光片覆盖结合器的外表面，不仅降低了滤光片的装配工艺难度，还不需要对滤光片进行额外加工，降低了滤光片的加工难度，降低了滤光片的生产成本。
一种实施方式中，激光投影机用于发射红色激光、绿色激光和蓝色激光，以通过三种颜色激光的混合实现彩色显示。滤光片的阻挡波段包括红色激光、绿色激光和蓝色激光的波段，以遮挡自结合器的外表面出射的激光中波长红色激光、绿色激光和蓝色激光的波段的光线。
一种实施方式中，阻挡波段包括第一波段、第二波段和第三波段，第一波段、第二波段和第三波段两两间隔，第一波段包括红色激光的波段，第二波段包括绿色激光的波段，第三波段包括蓝色激光的波段。
由于第一波段、第二波段和第三波段间隔设置，波长位于第一波段和第二波段之间及第二波段和第三波段之间的光线仍能穿过滤光片正常传播，以减小滤光片对波长位于激光中红色激光、绿色激光和蓝色激光的波段之间的光线的影响，降低了用户观看外界的真实场景的色偏。
一种实施方式中，第一波段的中心波长与红色激光的峰值波长相同，第二波段的中心波长与绿色激光的峰值波长相同，第三波段的中心波长与蓝色激光的峰值波长相同，使得滤光片能较好地遮挡自结合器的外表面出射的激光中波长位于红色激光、绿色激光和蓝色激光的峰值波长的光线。
一种实施方式中，红色激光、绿色激光和蓝色激光的波段带宽在5nm～8nm之间，第一波段、第二波段和第三波段的带宽在15nm～20nm之间，以保证滤光片能完全遮挡自结合器的外表面出射的激光中波长红色激光、绿色激光和蓝色激光的波段的光线。
一种实施方式中，滤光片包括层叠设置的红色滤光膜、绿色滤光膜和蓝色滤光膜，红色滤光膜用以过滤红色激光，绿色滤光膜用以过滤绿色激光，蓝色滤光膜用以过滤蓝色激光，以实现对红色激光、绿色激光和蓝色激光的过滤。
一种实施方式中，增强现实设备包括两个增强现实组件，两个增强现实组件间隔安装于镜架，每一增强现实组件包括结合器、激光投影机和滤光片，两个增强现实组件的结合器并排设置。
本实施方式所示增强现实设备中，一个增强现实组件对应于用户的左眼，另一个增强现实组件对应于用户的右眼。两个增强现实组件的结构相同，即两个增强现实组件均在保证增强现实设备的透过率的前提下，避免携带有数字内容的激光泄露出去。
一种实施方式中，镜架包括镜框和与镜框连接的镜腿，两个增强现实组件的结合器间隔安装于镜框，激光投影机收容于镜框或镜腿的内部。
一种实施方式中，增强现实设备还包括变焦器，变焦器安装于结合器的内表面。即，变焦器位于结合器靠近人眼的一侧，用以对用户的视力进行矫正。当用户患有近视、远视或散光等视力问题时，变焦器可以在用户观看虚拟场景或外界的真实场景时纠正用户的屈光不正，提高用户观看虚拟场景或外界的真实场景时的清晰度，提高用户使用增强现实设备的使用感受。
一种实施方式中，结合器包括衍射光波导、耦入光栅和耦出光栅，耦入光栅和耦出光栅为闪耀光栅，耦入光栅和耦出光栅间隔安装于衍射光波导的外表面，耦入光栅与激光投影机相对设置。
另一种实施方式中，耦入光栅和耦出光栅为透射式光栅，耦入光栅和耦出光栅安装于衍射光波导的内表面。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请实施例提供的一种增强现实设备的结构示意图；
图2是图1所示增强现实设备佩戴于用户头部的结构示意图；
图3是图2所示结构的简化结构示意图；
图4是图3所示结构中A区域在一种实施例下的放大结构示意图；
图5是图4所示增强现实设备中激光投影机发射的激光光谱曲线图；
图6是图4所示增强现实设备中滤光片的透过率曲线和激光投影机投射的激光光谱曲线图；
图7是图3所示结构中A区域在另一种实施例下的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种增强现实设备100的结构示意图。
增强现实设备100可以为AR眼镜、AR头盔、混合现实(mixrtual reality，MR)眼镜或MR头盔等将数字内容和现实场景结合在一起的电子产品。图1所示实施例的增强现实设备100以AR眼镜为例进行阐述。
本实施例中，增强现实设备100包括镜架10以及安装于镜架10的增强现实组件30。其中，增强现实组件30有两个，两个增强现实组件30间隔安装于镜架10。
镜架10包括镜框11以及与镜框11连接的镜腿12。其中，镜腿12有两个，两个镜腿12连接于镜框11的相对两端。需要说明的是，在其他实施例中，镜架10也可以包括镜框11和与镜框11连接的固定带，本申请对此不作具体限定。
镜框11包括两个边框13及连接于两个边框13之间的横梁14。每一边框13均包括远离横梁14的第一边框131和与第一边框131相对设置的第二边框132。第一边框131的内部设有收容腔，第一边框131的收容腔用以收容增强现实设备100的电子元器件。横梁14与两个边框13一体成型，以简化镜框11的成型工艺，增加镜框11的整体强度。其中，镜框11的材料包括且不限于金属、塑料、树脂或天然材料等。应当理解的是，镜框11不仅限于图1所示的全框型镜框，也可以为半框型或无框型镜框。
两个镜腿12转动连接于镜框11的相对两端。具体的，两个镜腿12分别转动连接于镜框11的两个边框13。其中，两个镜腿12分别连接于两个边框13的第一边框131。在增强现实设备100处于展开状态(如图1所示)时，两个镜腿12通过相对镜框11转动至彼此相对，此时增强现实设备100的两个镜腿12可分别架设于用户的两个耳朵上，横梁14架设于用户的鼻梁上，以穿戴于用户的头部。在增强现实设备100处于折叠状态时，两个镜腿12通过相对镜框11转动，至彼此至少部分地重叠且收容于镜框11的内侧，此时增强现实设备100可收纳起来。可以理解的是，在其他实施例中，两个镜腿12可分别固定连接于两个边框13的第一边框131，或者，两个镜腿12可与镜框11一体成型，即增强现实设备100始终处于展开状态，本申请对比不作具体限定。需要说明的是，镜腿12的内部也可以设有收容腔，镜腿12的收容腔也可以收容增强现实设备100的电子元器件。
需要说明的是，本申请提及增强现实设备100时所采用“内侧”“外侧”等方位用词主要依据增强现实设备100被用户佩戴于头部时的方位进行阐述。增强现实设备100被用户佩戴时，以靠近用户头部为内侧，以远离用户头部为外侧，其并不形成对增强现实设备100于其他场景中的方位的限定。
请一并参阅图2和图3。图2是图1所示增强现实设备100佩戴于用户头部的结构示意图。图3是图2所示结构的简化结构示意图。
接下来，为了便于描述，如图2和图3所示，定义增强现实设备100的长度方向为X轴方向，增强现实设备100的宽度方向为Y轴方向，增强现实设备100的厚度方向为Z轴方向，且X方向、Y方向和Z方向彼此两两垂直。其中，X轴方向即为镜框11中一个边框13朝向另一个边框13的方向，Z轴方向即为镜框11朝向镜腿12的方向。
本实施例中，两个增强现实组件30的结构相同。具体的，两个增强现实组件30分别安装于镜框11的两个边框13。增强现实设备100穿戴于用户头部时，一个增强现实组件30对应于用户的左眼，另一个增强现实组件30对应于用户的右眼，此时用户的双眼可以通过两个增强现实组件30观看虚拟场景和真实场景。需要说明的是，在其他实施例中，两个增强现实组件30的结构也可以不同，本申请对此不作具体限定。
接下来，为了便于理解，以与用户的右眼相对应的增强现实组件30为例对增强现实组件30的结构进行具体描述。
请参阅图3和图4，图4是图3所示结构中A区域在一种实施例下的放大结构示意图。
增强现实组件30包括结合器(combiner)31、激光投影机32、滤光片33及处理器34。具体的，结合器31安装于镜架10。结合器31包括相背设置的内表面312和外表面313。激光投影机32安装于镜架10，用于发射激光L0。其中，激光L0即为激光投影机32投射的携带有数字内容的显示光线。滤光片33安装于结合器31的外表面313，滤光片33的阻挡波段包括激光L0的波段。处理器34耦合激光投影机32，用以控制激光投影机32的开启与关闭。
需要说明的是，在其他实施例中，两个增强现实组件30可仅包括一个处理器34，该处理器34同时耦合两个增强现实组件30的激光投影机32，用以控制两个激光投影机32的开启与关闭，本申请对此不做具体限定。
结合器31安装于镜架10的镜框11。本实施例中，两个增强显示组件30的结合器31沿X轴方向并排设置。具体的，两个增强现实组件30的结合器31间隔安装于镜框11。其中，结合器31安装于镜框11的边框13。结合器31的内表面312为结合器31朝向镜框11内侧的表面。即，结合器31的外表面313为结合器31朝向镜框11外侧的表面。本实施例中，结合器31为采用衍射光波导技术将数字内容和现实场景结合在一起的器件。需要说明的是，在其他实施例中，结合器31也可以为采用鸟浴(bird bath)、自由曲面或反射阵列光波导等技术的器件。
具体的，结合器31包括衍射光波导314、耦入光栅315和耦出光栅316。衍射光波导314安装于边框13。衍射光波导314的一端安装于边框13的第一边框131，且收容于第一边框131的收容腔133内。衍射光波导314的另一端安装于边框13的第二边框132。衍射光波导314包括相背设置的内表面和外表面。其中，衍射光波导314的内表面为衍射光波导314朝向镜框11内侧的表面。即，衍射光波导314的外表面为衍射光波导314朝向镜框11外侧的表面。
本实施例中，耦入光栅315和耦出光栅316均为闪耀光栅。具体的，耦入光栅315安装于衍射光波导314的外表面，且位于第一边框131的收容腔133内。耦出光栅316安装于衍射光波导314的外表面，与耦入光栅315间隔设置，且位于第一边框131和第二边框132之间。应当理解的是，耦入光栅315和耦出光栅316也可以为透射式光栅，此时耦入光栅315和耦出光栅316安装于衍射光波导314的内表面。此外，耦入光栅315和耦出光栅316也可以为全息光栅、倾斜光栅、偏振光栅、液晶光栅、全息光元件或衍射光元件，本申请对此不作具体限定。
应当理解的是，光栅是指由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件。当光线以一定角度入射到光栅表面时，光栅能对光线的振幅或相位进行空间周期性调整，因此光线会从不同于入射角度的方向射出光栅表面。后文中对光栅的说明做相同理解。
本实施例中，衍射光波导314的内表面即为结合器31的内表面312。结合器31的内表面312包括入光区域3121和出光区域3122。其中，内表面312的入光区域3121位于第一边框131的收容腔133内。具体的，内表面312的入光区域3121为耦入光栅315在内表面312的投影所覆盖的区域。即，结合器31的内表面312中与耦入光栅315正对的区域即为内表面312的入光区域3121。
内表面312的出光区域3122与入光区域3121间隔设置，且位于第一边框131和第二边框132之间。具体的，内表面312的出光区域3122为耦出光栅315在内表面312的投影所覆盖的区域。即，内表面312中与耦出光栅315正对的区域即为内表面3123的出光区域3122。
结合器31的外表面313包括耦入光栅315背离衍射光波导314的表面、耦出光栅316背离衍射光波导314的表面以及衍射光波导314的外表面中未被耦入光栅315和耦出光栅316覆盖的区域。即，结合器31的外表面313包括耦入光栅315的外表面、耦出光栅316的外表面以及衍射光波导314的外表面中未被耦入光栅315和耦出光栅316覆盖的区域。其中，结合器31的外表面313包括出光区域3131。具体的，外表面313的出光区域3131为耦出光栅316背离衍射光波导314的表面，即耦出光栅316的外表面。
本实施例中，激光投影机32位于第一边框131的收容腔133内，且与结合器31相对设置。具体的，激光投影机32位于衍射光波导314背离耦入光栅315的一侧。即，激光投影机32和耦入光栅315分别位于衍射光波导314的相对两侧。其中，激光投影机32是采用激光光束来投射虚拟场景的图像投影机。可以理解的是，当耦入光栅315为透射式光栅时，图像投影投影机32和耦入光栅315位于衍射光波导314的同侧。需要说明的是，在其他实施例中，激光投影机32也可以位于镜腿12的收容腔(即镜腿12的内部)，或者，激光投影机32也可以部分位于第一边框131的收容腔133，部分位于镜腿12的收容腔，或者，激光投影机32也可以不位于第一边框131的收容腔133或镜腿12的收容腔内，而直接外露于边框13的表面，只要在增强现实设备100使用时，不遮挡用户的视线即可。
请参阅图5，图5是图4所示增强现实设备100中激光投影机32发射的激光光谱曲线图。
本实施例中，激光投影机32正对内表面312的入光区域3121，用以向结合器31投射携带有数字内容的激光L0。具体的，激光投影机32包括光学模组，光学模组包括至少一个激光器。其中，激光投影机32的光学模组包括红色(red，R)激光器、绿色(green，G)激光器和蓝色(blue，B)激光器。激光投影机32投射的激光L0包括三种激光，三种激光分别为红色激光、绿色激光和蓝色激光。其中，红色激光的峰值波长在630nm～640nm之间，绿色激光的峰值波长在510nm～520nm之间，蓝色激光的峰值波长在445nm～455nm之间，且红色激光、绿色激光和蓝色激光的波段宽度在5nm～8nm之间。需要了解的是，激光是一种带宽窄且能量高的光源，红色激光、绿色激光和蓝色激光的半高宽约为1nm～2nm。
处理器34开启激光投影机32时，即激光投影机32处于开启状态时，激光投影机32向结合器31投射激光L0，部分激光L0自结合器31的内表面312出射，部分激光L0自结合器31的外表面313出射。其中，激光投影机32投射携带有数字内容的激光L0，激光L0自内表面312的入光区域3121进入结合器31，并经内表面312的出光区域3122和外表面313的出光区域3131出射。
具体的，激光L0垂直射向衍射光波导314的内表面(即结合器31的内表面312)，自内表面312的入光区域3121垂直射向耦入光栅315，经由耦入光栅315耦入衍射光波导314。其中，耦入光栅315已将激光L0的传播方向调整至满足全反射条件的状态。激光L0在衍射光波导314内发生至少一次全反射并朝向耦出光栅316的方向传播，直至到达耦出光栅316发生衍射。部分激光L0发生衍射后自内表面312的出光区域3122朝向结合器31内侧传播，即朝向人眼的方向传播，图中将该部分光线标记为入眼光线L1，入射光线L1可进入人眼成像，以使用户能看到携带数字内容的虚拟场景。可以理解的是，由于激光L0包括红色激光、绿色激光和蓝色激光，那么入眼光线L1也包括红色激光、绿色激光和蓝色激光，三种颜色的激光混合可以达到彩色显示的效果，此时人眼所观看的虚拟场景为彩色。
与此同时，部分激光L0发生衍射后自外表面313的出光区域3131朝向结合器31外侧传播，图中将该部分光线标记为泄露光线L2。可以理解的是，处理器34关闭激光投影机32关闭时，即图像投影机32处于关闭状态时，激光投影机32不投射激光L0，此时既没有入眼光线L1进入人眼成像，也没有泄露光线L2传播至结合器31外侧。
滤光片33位于结合器31背离激光投影机32的一侧，即滤光片33和激光投影机32位于结合器31的相对两侧。具体的，滤光片33的两端可以通过密封胶安装于结合器31的外表面313。滤光片33的中间部分与结合器31的外表面313之间存在空气间隙，以保证激光L0能在衍射光波导中发生全反射。其中，空气间隙的宽度d在50μm左右。应当理解的是，由于耦入光栅315和耦出光栅316的厚度在纳米级别，滤光片33并不会与耦入光栅315和耦出光栅316接触。
其中，滤光片33覆盖结合器31的外表面313，以保证增强现实设备100的外观完整性和一致性，提高增强现实设备100的外观精美度。即，滤光片33覆盖耦入光栅315的外表面、耦出光栅316的外表面以及衍射光波导314的外表面中未被耦入光栅315和耦出光栅316覆盖的部分。此时，滤光片33可充当保护玻璃以保护耦入光栅315和耦出光栅316。
需要说明的是，在其他实施例中，滤光片33也可以仅覆盖外表面313的出光区域3131，即滤光片33可以仅覆盖欧出光栅316的外表面。可以理解的是，相比于滤光片33只覆盖外表面313的出光区域3131，滤光片33覆盖结合器31的外表面313，不仅降低了滤光片33的装配工艺难度，还不需要对滤光片33进行额外加工，降低了滤光片33的加工难度，降低了滤光片33的生产成本。
滤光片33的阻挡波段包括激光L0的波段，以遮挡自结合器31的外表面313出射的激光L0。需要理解的是，滤光片33的阻挡波段是指滤光片33可以遮挡波长位于阻挡波段内的光线，而不遮挡波长位于阻挡波段外的光线。即，波长位于阻挡波段内的光线无法穿过滤光片33传播，波长位于阻挡波段外的光线可以穿过滤光片33正常传播。也即，滤光片33吸收波长位于阻挡波段内的光线，而不吸收波长位于阻挡波段外的光线。
请参阅图6，图6是图4所示增强现实设备100中滤光片33的透过率曲线和激光投影机32投射的激光光谱曲线图。
本实施例中，滤光片33的阻挡波段包括激光L0中红色激光、绿色激光和蓝色激光的波段，以遮挡波长位于激光L0中红色激光、绿色激光和蓝色激光的波段的光线。其中，滤光片33包括依次堆叠的红色滤光膜、绿色滤光膜和蓝色滤光膜，红色滤光膜、绿色滤光膜和蓝色滤光膜之间可采用密封胶的形式堆叠在一起。红色滤光膜用以遮挡激光L0中红色激光，绿色滤光膜用以遮挡激光L0中绿色激光，蓝色滤光膜用以遮挡激光L0中蓝色激光。
具体的，滤光片33的阻挡波段包括三个波段，阻挡波段的三个波段两两间隔，阻挡波段的一个波段包括激光L0中红色激光的波段，阻挡波段的一个波段包括激光L0中绿色激光的波段，阻挡波段的一个波段包括激光L0中蓝色激光的波段。接下来，为了便于理解，将三个阻挡波段分别命名为第一波段、第二波段和第三波段进行说明。
第一波段包括激光L0中红色激光的波段，第二波段包括激光L0中绿色激光的波段，一个阻挡波段包括激光L0中蓝色激光的波段。其中，第一波段的中心波长与红色激光的峰值波长相同，第二波段的中心波长与绿色激光的峰值波长相同，第三波段的中心波长与蓝色激光的峰值波长相同。即，第一波段的中心波长在630nm～640nm之间，即第二波段的中心波长在510nm～520nm之间，即第三波段的中心波长在445nm～455nm之间，使得滤光片能较好地遮挡自结合器的外表面出射的激光中波长位于红色激光、绿色激光和蓝色激光的峰值波长的光线。此外，第一波段、第二波段和第三波段的带宽在15nm～20nm之间，以保证滤光片33能更好地遮挡激光L0中红色激光、绿色激光和蓝色激光。
可以理解的是，由于第一波段、第二波段和第三波段间隔设置，波长位于第一波段和第二波段之间及第二波段和第三波段之间的光线仍能穿过滤光片33正常传播，以减小滤光片33对波长位于激光L0中红色激光、绿色激光和蓝色激光的波段之间的光线的影响，降低了用户观看外界的真实场景的色偏。此外，由于第一波段、第二波段和第三波段的带宽仅在15nm～20nm之间，即第一波段、第二波段和第三波段的带宽较小，环境光中的大部分光线均能穿过滤光片33正常传播，也进一步降低了用户观看外界的真实场景的色偏。
本实施例中，处理器34位于第一边框131的收容腔133，且与激光投影机32连接。其中，处理器34可以包括一个或多个处理单元。多个处理单元例如可以为应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。应当理解的是，处理器34可以为增强现实设备100的中央处理器(central processing unit，CPU)，也可以为增强现实设备100的其他处理器。
当处理器34开启激光投影机32时，即激光投影机32处于开启状态时，滤光片33遮挡自结合器31的外表面313出射的激光L0。具体的，激光投影机32投射的激光L0自内表面312的入光区域3121进入结合器31后，入射光线L1自内表面312的出光区域3121射入人眼成像，泄露光线L2自外表面313的出光区域3131射向滤光片33。由于滤光片33的阻挡波段包括激光L0的波段，滤光片33将泄露光线L2遮挡，相当于滤光片33吸收泄露光线L2，防止自结合器31的外表面313出射的泄露光线L2穿过主动滤光片33射入外界环境中，避免携带有数字内容的泄露光线L2泄露出去，不仅可以提高使用者的隐私性和增强现实设备100的社交性，还可以避免泄露出去的泄露光线L2在增强现实设备100的表面形成小的显示窗，提高使用者使用增强现实设备100时的外观精美度。
与此同时，波长位于阻挡波段外的环境光Lc穿过滤光片33后，自结合器31的外表面313进入结合器31，并经结合器31的内表面312出射。由于滤光片33的阻挡波段较窄，大部分环境光Lc均可穿过滤光片33进入结合器31，并自结合器31的内表面312朝向人眼的方向传播，从而进入人眼成像。即，人眼可透过滤光片33和结合器31观看到外界的真实场景。
此外，处理器34关闭激光投影机32，即激光投影机32处于关闭状态时，激光投影机32不投射携带有数字内容的激光L0，既无入眼光线L1射入人眼，也没有泄露光线L2从增强现实设备100中泄露出去，仅有波长位于阻挡波段外的环境光Lc进入人眼。即，人眼只能看到外界的真实场景。
本实施例所示增强现实设备100中，采用激光投影机32发射波段较窄的红色激光、绿色激光和蓝色激光，并采用阻挡波段包括红色激光、绿色激光和蓝色激光的波段的滤光片33安装于结合器31的外表面313，可以在保证增强现实设备100的透过率的前提下，遮挡自结合器31泄露出来的激光，不仅提高了增强现实设备100的隐私性和社交性，还提高了用户在使用增强现实设备100时的外观精美度。
可以理解的是，在其他实施例中，当激光投影机32只发射一种颜色的激光，如红色激光时，也可以采用阻挡波段只包括红色激光的波段的滤光片安装于结合器31的外表面，本申请对此不作具体限定。
请参阅图7，图7是图3所示结构中A区域在另一种实施例下的放大结构示意图。
本实施例所示增强现实设备100与上述第一种增强现实设备100的不同之处在于，增强现实设备100还包括变焦器50，变焦器50安装于结合器31的内表面312，且覆盖于结合器31的内表面312。即，变焦器50位于结合器31靠近人眼的一侧，用以对用户的视力进行矫正。当用户患有近视、远视或散光等视力问题时，变焦器50可以在用户观看携带数字内容的虚拟场景或外界的真实场景时纠正用户的屈光不正，提高用户观看虚拟场景或外界的真实场景时的清晰度，提高用户使用增强现实设备100的使用感受。其中，变焦器50可以为液晶透镜、液体透镜、Alvarez透镜或机械变焦透镜等可以实现变焦的器件。应当理解的是，变焦器50可以为具有度数的镜片等光焦度固定的光学器件，也可以与处理器34耦合的光焦度可调的光学器件，用户在使用增强现实设备100时可依据用户的屈光度将变焦器50的光焦度调整至与用户的视力相匹配，以提高增强现实设备100的适配度，进而提高增强现实设备100的使用灵活性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种增强现实设备，其特征在于，包括镜架、结合器、激光投影机和滤光片；
所述结合器安装于所述镜架，所述结合器包括相背设置的内表面和外表面；
所述激光投影机安装于所述镜架，所述激光投影机用于发射激光；
所述滤光片安装于所述结合器的外表面，所述滤光片的阻挡波段包括所述激光的波段；
所述激光进入所述结合器后，部分所述激光自所述结合器的内表面出射，部分所述激光自所述结合器的外表面出射，所述滤光片遮挡自所述结合器的外表面出射的所述激光；
环境光中波长位于所述阻挡波段外的部分穿过所述滤光片后，自所述结合器的外表面进入所述结合器，并自所述结合器的内表面出射。
2.根据权利要求1所述的增强现实设备，其特征在于，所述滤光片覆盖所述结合器的外表面。
3.根据权利要求1或2所述的增强现实设备，其特征在于，所述激光投影机用于发射红色激光、绿色激光和蓝色激光，所述滤光片的阻挡波段包括所述红色激光、所述绿色激光和所述蓝色激光的波段。
4.根据权利要求3所述的增强现实设备，其特征在于，所述阻挡波段包括第一波段、第二波段和第三波段，所述第一波段、所述第二波段和所述第三波段两两间隔；
所述第一波段包括所述红色激光的波段，所述第二波段包括所述绿色激光的波段，所述第三波段包括所述蓝色激光的波段。
5.根据权利要求4所述的增强现实设备，其特征在于，所述第一波段的中心波长与所述红色激光的峰值波长相同，所述第二波段的中心波长与所述绿色激光的峰值波长相同，所述第三波段的中心波长与所述蓝色激光的峰值波长相同。
6.根据权利要求4或5所述的增强现实设备，其特征在于，所述红色激光、所述绿色激光和所述蓝色激光的带宽在5nm～8nm之间，所述第一波段、所述第二波段和所述第三波段的波段带宽在15nm～20nm之间。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的增强现实设备，其特征在于，所述滤光片包括层叠设置的红色滤光膜、绿色滤光膜和蓝色滤光膜，所述红色滤光膜用以过滤红色激光，所述绿色滤光膜用以过滤绿色激光，所述蓝色滤光膜用以过滤蓝色激光。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的增强现实设备，其特征在于，所述增强现实设备包括两个增强现实组件，两个所述增强现实组件间隔安装于所述镜架，每一所述增强现实组件包括所述结合器、所述激光投影机和所述滤光片，两个所述增强现实组件的结合器并排设置。
9.根据权利要求8所述的增强现实设备，其特征在于，所述镜架包括镜框和与所述镜框连接的镜腿，两个所述增强现实组件的结合器间隔安装于所述镜框，所述激光投影机收容于所述镜框或所述镜腿的内部。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的增强现实设备，其特征在于，所述增强现实设备还包括变焦器，所述变焦器安装于所述结合器的内表面。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的增强现实设备，其特征在于，所述结合器包括衍射光波导、耦入光栅和耦出光栅，所述耦入光栅和所述耦出光栅为闪耀光栅，所述耦入光栅和所述耦出光栅间隔安装于所述衍射光波导的外表面，所述耦入光栅与所述激光投影机相对设置。
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