CN113589536B - 智能眼镜 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种智能眼镜，属于显示技术领域。该智能眼镜包括：眼镜框和显示模组，其中：所述眼镜框包括框体和镜圈；所述显示模组安装于所述框体，所述显示模组包括电连接的显示单元和驱动单元，所述驱动单元根据获取到的显示信号，驱动所述显示单元发光；所述显示单元发出的光线在所述镜圈对应的显示区域内运动扫描，形成至少一幅图像。

Description

智能眼镜

技术领域

本申请实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种智能眼镜。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，AR)眼镜可以使得用户既能看到现实世界实景，也可以看到虚拟显示内容。目前，由于显示模组不透明，通常采用棱镜光学、自由曲面、共轴空导、光波导等光学传导方式将虚拟显示内容投射到AR眼镜的佩戴者的眼前。

在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：不同的光学传导方式存在各自的瓶颈点，如：采用自由曲面和共轴空导的光学传导方式，会导致AR眼镜的体积较大。

发明内容

本申请实施例提供一种智能眼镜，能够解决现有AR眼镜体积较大的问题。

为解决上述问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种智能眼镜，包括眼镜框和显示模组，其中：

所述眼镜框包括框体和镜圈；

所述显示模组安装于所述框体，所述显示模组包括电连接的显示单元和驱动单元，所述驱动单元根据获取到的显示信号，驱动所述显示单元发光；

所述显示单元发出的光线在所述镜圈对应的显示区域内运动扫描，形成至少一幅图像。

在本申请实施例中，镜圈对应的显示区域内显示的每一幅图像，可以通过显示单元发出的光线在所述显示区域内运动扫描实现显示。智能眼镜可以仅包括眼镜框和显示模组，从而可以使得智能眼镜的厚度接近普通眼镜，使得智能眼镜的体积较小。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的智能眼镜的显示示意图；

图2是本申请实施例提供的智能眼镜的结构图之一；

图3a是本申请实施例提供的智能眼镜的显示模组的结构图；

图3b是本申请实施例提供的智能眼镜的结构图之为二；

图4是本申请实施例提供的智能眼镜的电磁驱动轨道的结构图；

图5a是本申请实施例提供的智能眼镜的结构图之为三；

图5b是本申请实施例提供的智能眼镜的结构图之为四。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。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。

下面结合附图，通过一些实施例及其应用场景对本申请实施例提供的智能眼镜进行详细地说明。本申请的智能眼镜可以表现为AR眼镜，但不仅限于此。

本申请实施例的智能眼镜包括眼镜框10和显示模组20。

如图1所示，眼镜框10可以包括框体11和镜圈12。可选地，在所述智能眼镜的佩戴者的视力需要矫正时，可以在镜圈12安装视力矫正镜片，这样，所述智能眼镜既可以用于视力矫正，也可以用于虚拟内容的显示，丰富了智能眼镜的功能。

显示模组20安装于框体11。在本申请实施例中，实施方式一中，显示模组20可以与框体11活动连接，即显示模组20可以相对框体11移动。实施方式二中，显示模组20可以与框体11固定连接，即显示模组20固定安装于框体11，具体可根据实际需求决定，本申请实施例对此不做限定。

显示模组20可以但不仅限于包括电连接的显示单元和驱动单元。所述驱动单元根据获取到的显示信号，驱动所述显示单元发光。具体实现时，所述显示信号的获取方式可以是从所述智能眼镜的内存读取，也可以是接收获取，具体可根据实际情况确定，本申请实施例对此不做限定。

在所述显示信号接收获取的情况下，所述显示模组还包括通信单元，所述通信单元与所述驱动单元电连接，所述通信单元用于接收所述显示信号。具体实现时，所述显示信号可以由所述智能眼镜的主机发送，也可以由电子设备(如手机、电脑等)发送。所述通信单元可以为无线通信单元或有线通信单元。

所述驱动单元单次获取到的显示信号可以供所述显示单元进行至少一次显示。在所述驱动单元单次获取的显示信号可以供所述显示单元进行多次显示的情况下，可以视为该显示信号包括与所述显示单元的多帧显示一一对应的多个子显示信号，所述驱动单元可以按照所述显示单元的帧刷新频率调整时序，依次根据所述多个子显示信号，驱动所述显示单元发光，实现所述显示单元的多次显示。

在本申请实施例中，所述显示单元发出的光线在所述镜圈对应的显示区域内运动扫描，形成至少一幅图像。所述镜圈对应的显示区域可以理解为：镜圈包围的区域。

所述显示单元发出的光线的运动扫描速度满足余晖效应(即视觉暂留现象)，且在不同的扫描位置，所述显示单元的显示内容不同(如在图1中，在扫描位置1显示内容1，在扫描位置2显示内容2，在扫描位置3显示内容3)，以显示至少一幅完整的图像。

应理解地是，所述显示单元单次显示的内容为一幅图像的部分内容，由于余晖效应，所述显示单元发出的光线可以通过运动扫描，形成一幅图像。

另外，在所述显示单元发出的光线的运动扫描速度满足余晖效应的情况下，运动扫描速度越快，实景的透明度越高，反之实景的透明度越低。

具体实现时，如图1所示，所述显示单元发出的光线在所述镜圈11对应的显示区域110内左右运动扫描。当然，在其他实施方式中，所述显示单元发出的光线在所述镜圈对应的显示区域内上下运动扫描，具体可根据实际需求决定，本申请实施例对此不做限定。

需要说明的是，在本申请实施例中，所述显示单元发出的光线可以直接在所述镜圈对应的显示区域内运动扫描，也可以经过光学元件转换后在所述镜圈对应的显示区域内运动扫描，进入所述智能眼镜的佩戴者的眼睛，具体可根据实际情况决定，本申请实施例对此不做限定。

本实施例的智能眼镜，镜圈对应的显示区域内显示的每一幅图像，可以通过显示单元发出的光线在所述显示区域内运动扫描实现显示。智能眼镜可以仅包括眼镜框和显示模组，从而可以使得智能眼镜的厚度接近普通眼镜，使得智能眼镜的体积较小。

实施方式一

可选地，显示模组20与框体11活动连接，且所述显示单元可在显示区域110内移动。

可以理解地是，光线在显示区域内的运动扫描方向与显示单元在显示区域内的移动方向相同，如：显示单元在显示区域内左右移动时，光线在显示区域内左右运动扫描；显示单元在显示区域内上下移动时，光线在显示区域内上下运动扫描。为方便理解，请参见图2，显示单元21可在显示区域110内左右移动，显示单元21用实线表示显示单元21当前所在的位置，显示单元21用虚线表示显示单元21之前所在的位置。

在实施方式一中，通过显示单元在显示区域内移动，实现了所述显示单元发出的光线可以直接在所述镜圈对应的显示区域内运动扫描。可见，实施方式一将显示单元直接置于智能眼镜的佩戴者眼前，取消了显示图像的光学传导，从而可以避免光传输过程中的损耗和失真，提高光效率。

在镜圈安装有镜片(如视力矫正镜片)的情况下，显示模组20和镜片可以层叠设置。

本申请实施例并不限制显示模组20与所述框体活动连接的方式，任何可实现显示模组20与所述框体活动连接的方式均可落入本申请实施例的保护范围之内。

可选地，如图3a所示，显示模组20还包括两个相对设置的磁体22，显示单元21、目标单元23(包括通信单元和驱动单元)位于两个磁体22之间。

如图3b所示，框体10在镜圈11两相对侧分别设有供磁体22移动的电磁驱动轨道111，不同的磁体22分别位于不同的电磁驱动轨道111内。在实际应用中，可以是磁铁22的部分或全部位于电磁驱动轨道111内，具体可根据实际情况决定，本申请实施例对此不做限定。

具体实现时，电磁驱动轨道111可以通过给磁铁22施以作用力，进而驱动显示模组沿着电磁轨道111运动，实现显示单元的光线在显示区域内进行运动扫描，完成图像的显示。

在图3a中，显示模组还可以包括两个相对设置的电极24，电极24可以通过与框体11接触为显示模组供电。可以理解地是，在其他实施方式中，显示模组也可以通过其他方式供电，本申请实施例对此不做限定。显示模组除显示单元之外的其他部分可以隐藏于框体中。另外，图3a中的显示模组为“1”字型，但在其他实施方式中，显示模组也可以为哑铃形或者工字型，具体可根据实际需求决定，本申请实施例对此不做限定。

可选地，如图4所示，电磁驱动轨道111可以包括至少两个驱动线圈1110，所述至少两个驱动线圈110分别沿电磁驱动轨道111的长度方向依次并排设置。

可选地，如图3b所示，电磁驱动轨道111的两端设置有弹性件112。弹性件112可以协助显示模组转向，从而可以减小驱动显示模组转向的驱动力，降低功耗。

可选地，显示单元21在移动至显示区域110的第一位置时，所述通信单元接收到的显示信号为所述图像的第一内容的显示信号，所述第一内容为所述图像在所述第一位置显示的内容。这样，通过显示模组的移动，可以实现一幅完整的图像的扫描显示。

可选地，框体11设置有用于收容显示模组的收容腔。这样，当不需要显示模组进行显示时，可以通过将显示模组收容至收容腔中，将显示模组隐藏在边框11中，从而可以增大视野范围。

可以理解地是，收容腔的数量可以与显示模组的数量相同。另外，本申请实施例并不限制收容腔收容显示模组的方式，任何可使显示模组收容在收容腔的方式均可落入本申请实施例的保护范围之内。

需要说明的是，在实施方式一中，所述显示模组可以为一维显示模组，即显示模组的显示单元仅包括一列像素，当然，所述显示模组也可以为多维显示模组，但应理解地是，所述显示模组的尺寸小于镜圈对应的显示区域的尺寸。另外，为了减小显示模组的运动速度，一个镜圈可以安装多个(如2个)显示模组。

实施方式二

可选地，如图5a和图5b(图5b为图5a的俯视图)所示，所述智能眼镜还包括反光模组30，所述反光模组与框体11活动连接，且反光模组30的反光件31可在显示区域110内移动；

显示模组20固定安装于框体11，显示单元21发出的光线经反光件31反射后在显示区域110内运动扫描。

在实施方式二中，考虑到显示模组20需要设置驱动单元和通信单元，重量较大，驱动显示模组20需要较多能量，因此，将显示模组20固定安装于框体11，通过在智能眼镜设置反光模组30，并驱动反光模组30，实现显示单元21发出的光线在显示区域110内运动扫描，从而可以降低驱动功耗。

由于显示单元的光线需要由反光件反射，显示单元可以仅设置一列像素，即所述显示模组为一维显示模组。

反光件31用于反射显示单元21发出的光线，因此，反光件21的长度可以大于或等于显示单元21的长度，以保证反光件31可以接收到显示单元21发出的大部分光线，从而提高光效率。

光线在显示区域内的运动扫描方向与发光件31在显示区域内的移动方向相同，如：发光件31在显示区域内左右移动时，光线在显示区域内左右运动扫描；发光件31在显示区域内上下移动时，光线在显示区域内上下运动扫描。为方便理解，请参见图5a和图5b，发光件31可在显示区域110内左右移动，发光件31用实线表示发光件31当前所在的位置，发光件31用虚线表示发光件31之前所在的位置。

在实施方式二中，通过发光件31在显示区域内移动，实现了所述显示单元发出的光线可以经发光件31反射在所述镜圈对应的显示区域内运动扫描。

在镜圈安装有镜片(如视力矫正镜片)的情况下，反光模组30和镜片可以层叠设置。

可选地，所述反光模组还包括两个相对设置的磁铁，所述反光件位于两个所述磁铁之间；

所述框体在所述镜圈两相对侧分别设有供所述磁体移动的电磁驱动轨道，不同的磁体分别位于不同的所述电磁驱动轨道内。

可选地，所述电磁驱动轨道包括至少两个驱动线圈，所述至少两个驱动线圈分别沿所述电磁驱动轨道的长度方向依次并排设置。

可选地，所述电磁驱动轨道的两端设置有弹性件。

需要说明的是，所述反光模组的驱动方式可以与所述显示模组的驱动方式相同，具体可参见前述描述，此处不再赘述。

可选地，所述反光件在移动至所述显示区域的第二位置时，所述通信单元接收到的显示信号为所述图像的第二内容的显示信号，所述第二内容为所述图像在所述第二位置显示的内容。这样，通过反光件的移动，可以实现一幅完整的图像的扫描显示。

在实施方式二中，一个反光模组可以用于反射一个或多个显示单元发出的光线，具体与反光模组中设置的反光件的数量相关。应理解地是，一个发光件用于反射一个显示单元发出的光。

可选地，显示模组包括第一显示模组和第二显示模组，反光模组包括第一反光件和第二反光件，第一反光件用于反射第一显示模组的显示单元发出的光线，第二反光件用于反射第二显示模组的显示单元发出的光线。

第一显示模组的通信单元和第二显示模组的通信单元接收到显示信号可以相同或不同。在第一显示模组的通信单元和第二显示模组的通信单元接收到显示信号相同的情况下，可以提高内容的显示亮度。在第一显示模组的通信单元和第二显示模组的通信单元接收到显示信号不同的情况下，在同一位置可以显示一个图像的两个部分，从而可以降低显示单元的帧刷新速率，降低功耗。

需要说明的是，本申请实施例中介绍的多种可选的实施方式，在彼此不冲突的情况下可以相互结合实现，也可以单独实现，对此本申请实施例不作限定。

为方便理解，示例说明如下：

实施例一

可以在正常的眼镜框中间，增加一个带一维显示像素的显示模块(即前述的显示模组)。由于像素<100微米(um)，对眼镜厚度的影响也很小。显示模块在电力的驱动下在镜框内左右快速移动，当显示模块运动到不同位置时显示不同列的(以竖直方向为列)内容，由于人类肉眼会有0.1秒至0.4秒的视觉暂留现象，便会形成整幅完整图像。不需要时可以将一维像素结构依靠在旁边即不影响正常视线。由于显示模块需要左右移动，在边缘处需要转向，可以在两侧设置弹簧协助转向，减小使用电能转向带来的功耗增加。

目前近视眼镜单眼宽度约为50毫米(mm)，若帧率为60,那么显示模块的运动速度仅3米/秒,若降低到标准电影的24帧，速度仅1.2米/秒。还可以进一步通过控制帧率来控制实景的透明度，帧率与实景的透明度正相关，即帧率越高，实景的透明度越高，反之越低。电影本质上是一幅幅图片组成，通过连续播放，利用人眼视觉暂留(余晖效应)特性让人产生画面是连续的感觉。

可选地，可以在眼镜的上下框内有用线圈组成的线性轨道，用于驱动及限定一维显示模块的运动路径。在一定的驱动时序下，一维显示模块按照需要在轨道内左右移动。

一维显示模块两端可以各有一个磁性材料(如钕磁铁)，通过与驱动线圈相作用产生运动。同时在显示模块的两个顶端可以各设置有一个电极，与眼镜框接触，用于取电。在其中一端设置有通信和驱动单元，用于接收显示信息及驱动显示区的微型发光二极管(micro-LED，尺寸在100um以下)发光。

工作时一维显示模块在两端线圈的驱动下左右快速移动，为维持平衡，左右眼镜框的两个模块可以反向运动，即运动方向相反。显示模块接收眼镜主机或者是电子设备发出的信号，根据刷新频率调整时序输出给显示区域，一维显示模块处于不同的位置时显示不同的内容，由于视觉暂留现象，不同的位置就会形成不同的余辉，当左右运动时会形成一幅画面。同时由于一维显示模块处于运动中，不会遮挡视线。这样就完成了在肉眼所见的实景上叠加显示屏提供的数字信息。

可见，实施例一取消了显示图像的光学传导，把显示装置直接放置于视线前方，减小了传输过程中的损耗和失真。对高精度制程要求低，因此制作成本较低。由于只有一列像素，像素的尺寸<100um，故在厚度上显示部分不会成为整体装置的瓶颈，可实现与普通近视眼镜同等的厚度。

实施例二

实施例一的主动发光像素由于需要带显示驱动芯片以及无线通信模块重量较大，驱动其运动需要消耗较多能量，故提出另一种实现方式，把一维显示模组固定到侧边，本示例以固定到右边为例说明，实际不限制位于哪一边。显示模块发出的光线向左侧射出，左侧视野内放置一个反光棱镜，把接收到的一维模块发出的光线转折90度，射向人眼，实现发光角度的调整。

同样根据上述实施例一的方式，棱镜处于不同位置时micro-LED显示对应列的内容，在反光镜的左右高速运动下组合视觉残留，可以形成一幅完整图像。

此种实现方式棱镜仅需要反光，不需要电能，所以只需两端结合驱动运动的磁铁即可。

对于实施例一，由于一维显示模块两端有驱动及通信模块，形态不一定是“1”字型,也可以是哑铃形，或者工字型。两端凸出的部分隐藏在镜框内即可。为了减小运动速度，每只眼睛也可以放置两根显示模块，或者每个显示模块放置多列像素。

对于实施例二，可以采用两侧同时发光的方式增加亮度，或同时显示两列内容。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (11)

1.一种智能眼镜，其特征在于，包括眼镜框和显示模组，其中：

所述眼镜框包括框体和镜圈；

所述显示模组安装于所述框体，所述显示模组包括电连接的显示单元和驱动单元，所述驱动单元根据获取到的显示信号，驱动所述显示单元发光；

所述显示单元发出的光线在所述镜圈对应的显示区域内运动扫描，形成至少一幅图像；

所述智能眼镜还包括反光模组，所述反光模组与所述框体活动连接，且所述反光模组的反光件可在所述显示区域内移动；

所述显示模组固定安装于所述框体，所述显示单元发出的光线经所述反光件反射后在所述显示区域内运动扫描。

2.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述显示模组与所述框体活动连接，且所述显示单元可在所述显示区域内移动。

3.根据权利要求2所述的智能眼镜，其特征在于，所述显示模组还包括两个相对设置的磁体，所述显示单元、通信单元和驱动单元位于两个所述磁体之间；

所述框体在所述镜圈两相对侧分别设有供所述磁体移动的电磁驱动轨道，不同的磁体分别位于不同的所述电磁驱动轨道内。

4.根据权利要求3所述的智能眼镜，其特征在于，所述显示单元在移动至所述显示区域的第一位置时，所述通信单元接收到的显示信号为所述图像的第一内容的显示信号，所述第一内容为所述图像在所述第一位置显示的内容。

5.根据权利要求2所述的智能眼镜，其特征在于，所述框体设置有用于收容所述显示模组的收容腔。

6.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述反光模组还包括两个相对设置的磁铁，所述反光件位于两个所述磁铁之间；

所述框体在所述镜圈两相对侧分别设有供所述磁铁移动的电磁驱动轨道，不同的磁铁分别位于不同的所述电磁驱动轨道内。

7.根据权利要求3所述的智能眼镜，其特征在于，所述电磁驱动轨道包括至少两个驱动线圈，所述至少两个驱动线圈分别沿所述电磁驱动轨道的长度方向依次并排设置。

8.根据权利要求3所述的智能眼镜，其特征在于，所述电磁驱动轨道的两端设置有弹性件。

9.根据权利要求3所述的智能眼镜，其特征在于，所述反光件在移动至所述显示区域的第二位置时，所述通信单元接收到的显示信号为所述图像的第二内容的显示信号，所述第二内容为所述图像在所述第二位置显示的内容。

10.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述显示模组包括第一显示模组和第二显示模组，所述反光模组包括第一反光件和第二反光件，所述第一反光件用于反射所述第一显示模组的显示单元发出的光线，所述第二反光件用于反射所述第二显示模组的显示单元发出的光线。

11.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述显示模组还包括通信单元，所述通信单元与所述驱动单元电连接，所述通信单元用于接收所述显示信号。

Images