CN115248500B - 扩增实境眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扩增实境眼镜，包括第一图像源、第二图像源以及透镜组。第一图像源发出第一图像光束。第二图像源发出第二图像光束。透镜组包括第一透镜以及第二透镜，且设置于第一图像光束以及第二图像光束的路径上。第一透镜的第一表面与第二透镜的第二表面之间具备间隙，间隙的折射率小于第一透镜的折射率。第一图像光束以及第二图像光束在透镜组的入光面入射透镜组，在第一透镜的第一表面反射，并在透镜组的出光面出射透镜组后入射眼睛。第一图像光束自第一图像源行进至眼睛的光程长度不同于第二图像光束自第二图像源行进至眼睛的光程长度。

Description

扩增实境眼镜

技术领域

本发明涉及一种光学装置，尤其涉及一种扩增实境眼镜。

背景技术

随着显示技术的进步，扩增实境(augmented reality)显示技术逐渐普及，大量应用于人们的生活中。扩增实境技术使得人眼能够同时看到实际物体及虚拟图像，并且，虚拟图像可以和实际物体互动。

然而，目前的扩增实境技术尚有许多待改进之处，例如，虚拟图像和实际物体互动时无法同时对焦于人眼，甚至虚拟图像本身可能有辐辏调节冲突(vergence-accommodation conflict，VAC)问题。具体来说，当虚拟现实装置提供的图像光进入双眼，左右眼会分别对焦在左眼看到的虚像成像处和右眼看到的虚像成像处，然而，大脑却是将双眼直视的视线交会位置视为是图像的位置，当双眼对焦的位置不同于双眼直视的视线交会位置时，会使得人脑混乱，易产生头晕现象，这就是VAC现象。

扩增实境技术中的扩增实境眼镜还属于近眼光学的范畴，人眼立体视觉重叠区域大约60度，扩增实境眼镜的视场必须涵盖此区域。如何同时呈现多个虚拟图像也是扩增实境技术重要的议题。

发明内容

本发明是针对一种扩增实境眼镜，具备大视场，同时呈现多个虚拟图像，并避免辐辏调节冲突。

根据本发明一实施例，提供一种扩增实境眼镜，用以配戴于用户的眼睛前方，扩增实境眼镜包括第一图像源、第二图像源以及至少一透镜组。第一图像源发出第一图像光束。第二图像源发出第二图像光束。至少一透镜组设置于第一图像光束以及第二图像光束的路径上。至少一透镜组包括第一透镜以及第二透镜。第一透镜具备第一表面。第二透镜具备第二表面。第一表面与第二表面之间具备间隙，间隙的折射率小于第一透镜的折射率。第一图像光束以及第二图像光束在至少一透镜组的入光面入射至少一透镜组，在第一透镜的第一表面反射，并在至少一透镜组的出光面出射至少一透镜组后入射眼睛。第一图像光束自第一图像源行进至眼睛的光程长度不同于第二图像光束自第二图像源行进至眼睛的光程长度。

基于上述，本发明实施例提供的扩增实境眼镜利用第一图像源以及第二图像源提供多个不同的虚拟图像，以至少一透镜组结合第一图像源以及第二图像源的图像光束。通过让第一图像光束的光程长度不同于第二图像光束的光程长度来呈现距离远近不同的图像。更通过第一图像源以及第二图像源位置的可调整性，避免辐辏调节冲突。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的扩增实境眼镜；

图2是根据本发明第二实施例的扩增实境眼镜；

图3是根据本发明第三实施例的扩增实境眼镜；

图4A是根据本发明实施例的扩增实境眼镜的立体示意图；

图4B及图4C是图4A所示的扩增实境眼镜配戴于用户的眼睛前方时的示意图。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

参照图1，其示出根据本发明第一实施例的扩增实境眼镜。扩增实境眼镜1用以配戴于用户的眼睛EY1前方，眼睛EY1可以是用户的右眼或左眼。扩增实境眼镜1包括第一图像源10、第二图像源20以及透镜组100。第一图像源10发出第一图像光束L10。第二图像源20发出第二图像光束L20。透镜组100设置于第一图像光束L10以及第二图像光束L20的路径上。透镜组100包括第一透镜101、第二透镜102、入射面S01及出射面S02。

第一透镜101具备表面S11及S13，其中表面S13镀有反射膜R13，反射膜R13具有高反射率。第二透镜102具备表面S22。表面S11与表面S22之间具备间隙G0，间隙G0的折射率小于第一透镜101的折射率。

第一图像源10发出的第一图像光束L10以及第二图像源20发出的第二图像光束L20在透镜组100的入光面S01入射透镜组100，透射第二透镜102后进入间隙G0，在第一透镜101的表面S11入射第一透镜101，在镀有反射膜R13的表面S13发生反射，并在第一透镜101的表面S11发生全反射，再自透镜组100的出光面S02出射透镜组100后入射眼睛EY1。

在本实施例中，第一图像源10以及第二图像源20的位置是可调的，并且可以通过控制第一图像源10以及第二图像源20的位置，来避免辐辏调节冲突。具体而言，将第一图像源10发出的第一图像光束L10以及第二图像源20发出的第二图像光束L20以上述的方式入射用户的右眼以及左眼。控制第一图像源10的位置，使得第一图像光束L10产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同，以避免辐辏调节冲突。同样地，控制第二图像源20的位置，使得第二图像光束L20产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同，以避免辐辏调节冲突。应当说明的是，上述第一图像源10的位置的控制以及第二图像源20的位置的控制是相互独立的。当用户的双眼注视第一图像光束L10产生的虚像(以下称为第一虚拟图像)，控制第一图像源10的位置，使得第一图像光束L10产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同。当用户的双眼注视第二图像光束L20产生的虚像(以下称为第二虚拟图像)，控制第二图像源20的位置，使得第二图像光束L20产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同。

在本实施例中，通过控制第一图像源10以及第二图像源20的位置，使得第一图像光束L10自第一图像源10行进至眼睛EY1的光程长度不同于第二图像光束L20自第二图像源20行进至眼睛EY1的光程长度。在这样的情况下，用户所看到的第一虚拟图像以及第二虚拟图像会呈现出不同的距离。但是本发明不以此为限，第一图像光束L10自第一图像源10行进至眼睛EY1的光程长度可以和第二图像光束L20自第二图像源20行进至眼睛EY1的光程长度相同。在这样的情况下，用户所看到的第一虚拟图像以及第二虚拟图像会呈现出相同的距离。

在本实施例中，第一图像源10以及第二图像源20可以例如是液晶显示面板、有机发光二极管面板、微发光二极管面板中的一者，但是本发明不以此为限。

应当说明的是，在本实施例中，第一图像光束L10以及第二图像光束L20在第一透镜101的表面S11发生全反射，再自透镜组100的出光面S02出射透镜组100后入射眼睛EY1。但是本发明不以此为限，第一图像光束L10以及第二图像光束L20可以在第一透镜101的表面S11发生部分反射，再自透镜组100的出光面S02出射透镜组100后入射眼睛EY1。

在图1中，来自于实际物体的实物光束L30自第二透镜102的表面S23入射透镜组100，透射第二透镜102后进入间隙G0，在第一透镜101的表面S11入射第一透镜101，再自透镜组100的出光面S02出射透镜组100后入射眼睛EY1。

透镜组100还可以包括抗反射膜AR11，设置于第一透镜101的表面S11，降低第一图像光束L10、第二图像光束L20以及实物光束L30在表面S11入射第一透镜101时的反射率，增加第一图像光束L10、第二图像光束L20以及实物光束L30在表面S11入射第一透镜101时的透射率。

如图1所示，透镜组100的入光面S01设置于第二透镜102，且出光面S02设置于第一透镜101。通过适当配置第二透镜102上的入光面S01的方向，控制第一图像光束L10以及第二图像光束L20自出光面S02出射透镜组100时的角度。

在本实施例中，扩增实境眼镜1还可以包括合光元件，合光元件可以如图1所示以分光镜30来实现，第一图像光束L10以及第二图像光束L20分别透射分光镜30后入射透镜组100。但是本发明不以此为限，在一未示出的实施例中，可以不设置分光镜30，第一图像源10直接朝向透镜组100发出第一图像光束L10，第二图像源20朝向一反射元件(例如反射镜)发出第二图像光束L20，第二图像光束L20自反射元件反射后，射向透镜组100。

扩增实境眼镜1还可以包括透镜40，透镜40设置于第一图像光束L10以及第二图像光束L20的路径上，并设置于分光镜30以及透镜组100之间。可以通过透镜40调整第一图像光束L10以及第二图像光束L20的一些光学特性，例如调整第一图像光束L10以及第二图像光束L20的焦距，使得第一图像光束L10以及第二图像光束L20得以产生清晰的虚拟图像。在其他实施例中，扩增实境眼镜1可以不包括透镜40。

在本发明的一实施例中，可以在第一图像源10以及分光镜30之间设置一透镜，且此透镜设置于第一图像光束L10的路径上，可以通过此透镜调整第一图像光束L10的一些光学特性，例如改变第一图像光束L10的光程长度，因而改变用户所看到的第一虚拟图像的远近，又或者是调整第一图像光束L10的焦距，使得第一虚拟图像清晰。但是本发明不以此为例，扩增实境眼镜1可以不包括上述这个设置在第一图像源10以及分光镜30之间的透镜。

在本发明的一实施例中，可以在第二图像源20以及分光镜30之间设置一透镜，且此透镜设置于第二图像光束L20的路径上，可以通过此透镜调整第二图像光束L20的一些光学特性，例如改变第二图像光束L20的光程长度，因而改变用户所看到的第二虚拟图像的远近，又或者是调整第二图像光束L20的焦距，使得第二虚拟图像清晰。但是本发明不以此为例，扩增实境眼镜1可以不包括上述这个设置在第二图像源20以及分光镜30之间的透镜。

在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜1设置有透镜40，但没有设置上述在第一图像源10以及分光镜30之间的透镜以及在第二图像源20以及分光镜30之间的透镜。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜1设置有透镜40以及上述在第一图像源10以及分光镜30之间的透镜，但没有设置上述在第二图像源20以及分光镜30之间的透镜。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜1设置有透镜40以及上述在第二图像源20以及分光镜30之间的透镜，但没有设置上述在第一图像源10以及分光镜30之间的透镜。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜1设置有上述在第一图像源10以及分光镜30之间的透镜以及在第二图像源20以及分光镜30之间的透镜，但没有设置透镜40。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜1设置有透镜40、上述在第一图像源10以及分光镜30之间的透镜以及在第二图像源20以及分光镜30之间的透镜。

透镜组100中的间隙G0的宽度介于0.3毫米至0.6毫米之间。若间隙G0的宽度小于0.3毫米，可能产生牛顿环等衍射现象。若间隙G0的宽度大于0.6毫米，可能产生杂散光或鬼像。

参照图2，其示出根据本发明第二实施例的扩增实境眼镜。扩增实境眼镜2用以配戴于用户的眼睛EY1前方，眼睛EY1可以是用户的右眼或左眼。扩增实境眼镜2包括光源LS、第一图像源10A、第二图像源20A以及透镜组100。光源LS提供照明光束L0给第一图像源10A以及第二图像源20A。第一图像源10A以及第二图像源20A例如是反射式显示器。照明光束L0在第一图像源10A反射，产生第一图像光束L10。照明光束L0在第二图像源20A反射，产生第二图像光束L20。透镜组100设置于第一图像光束L10以及第二图像光束L20的路径上。透镜组100包括第一透镜101、第二透镜102、入射面S01及出射面S02。

第一透镜101具备表面S11及S13，其中表面S13镀有反射膜R13，反射膜R13具有高反射率。第二透镜102具备表面S22。表面S11与表面S22之间具备间隙G0，间隙G0的折射率小于第一透镜101的折射率。

第一图像光束L10以及第二图像光束L20在透镜组100的入光面S01入射透镜组100，透射第二透镜102后进入间隙G0，在第一透镜101的表面S11入射第一透镜101，在镀有反射膜R13的表面S13发生反射，并在第一透镜101的表面S11发生全反射，再自透镜组100的出光面S02出射透镜组100后入射眼睛EY1。

在本实施例中，第一图像源10A以及第二图像源20A的位置是可调的，并且可以通过控制第一图像源10A以及第二图像源20A的位置，来避免辐辏调节冲突。具体而言，将第一图像源10A发出的第一图像光束L10以及第二图像源20A发出的第二图像光束L20以上述的方式入射用户的右眼以及左眼。控制第一图像源10A的位置，使得第一图像光束L10产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同，以避免辐辏调节冲突。同样地，控制第二图像源20A的位置，使得第二图像光束L20产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同，以避免辐辏调节冲突。应当说明的是，上述第一图像源10A的位置的控制以及第二图像源20A的位置的控制是相互独立的。当用户的双眼注视第一图像光束L10产生的虚像(以下称为第一虚拟图像)，控制第一图像源10A的位置，使得第一图像光束L10产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同。当用户的双眼注视第二图像光束L20产生的虚像(以下称为第二虚拟图像)，控制第二图像源20A的位置，使得第二图像光束L20产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同。

在本实施例中，通过控制第一图像源10A以及第二图像源20A的位置，使得第一图像光束L10自第一图像源10A行进至眼睛EY1的光程长度不同于第二图像光束L20自第二图像源20A行进至眼睛EY1的光程长度。在这样的情况下，用户所看到的第一虚拟图像以及第二虚拟图像会呈现出不同的距离。但是本发明不以此为限，第一图像光束L10自第一图像源10A行进至眼睛EY1的光程长度可以和第二图像光束L20自第二图像源20A行进至眼睛EY1的光程长度相同。在这样的情况下，用户所看到的第一虚拟图像以及第二虚拟图像会呈现出相同的距离。

在本实施例中，第一图像源10A以及第二图像源20A可以例如是反射式液晶显示面板、硅基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel,LCOS panel)中的一者，但是本发明不以此为限。

应当说明的是，在本实施例中，第一图像光束L10以及第二图像光束L20在第一透镜101的表面S11发生全反射，再自透镜组100的出光面S02出射透镜组100后入射眼睛EY1。但是本发明不以此为限，第一图像光束L10以及第二图像光束L20可以在第一透镜101的表面S11发生部分反射，再自透镜组100的出光面S02出射透镜组100后入射眼睛EY1。

在图2中，来自于实际物体的实物光束L30自第二透镜102的表面S23入射透镜组100，透射第二透镜102后进入间隙G0，在第一透镜101的表面S11入射第一透镜101，再自透镜组100的出光面S02出射透镜组100后入射眼睛EY1。

透镜组100还可以包括抗反射膜AR11，设置于第一透镜101的表面S11，降低第一图像光束L10、第二图像光束L20以及实物光束L30在表面S11入射第一透镜101时的反射率，增加第一图像光束L10、第二图像光束L20以及实物光束L30在表面S11入射第一透镜101时的透射率。

如图2所示，透镜组100的入光面S01设置于第二透镜102，且出光面S02设置于第一透镜101。通过适当配置第二透镜102上的入光面S01的方向，控制第一图像光束L10以及第二图像光束L20自出光面S02出射透镜组100时的角度。

在本实施例中，扩增实境眼镜2还可以包括合光元件，合光元件可以如图2所示以分光镜30来实现。光源LS透过分光镜30分别提供照明光束L0给第一图像源10A以及第二图像源20A。照明光束L0在第一图像源10A反射，产生第一图像光束L10。第一图像光束L10透射分光镜30后入射透镜组100。照明光束L0在第二图像源20A反射，产生第二图像光束L20。第二图像光束L20透射分光镜30后入射透镜组100。在另一实施例中，也可以利用偏振分光镜来取代图2中的分光镜30，此时照明光束L0被偏振分光镜分成传递至第一图像源10A的S偏振光束与传递至第二图像源20A的P偏振光束，而穿透偏振分光镜的第一图像光束L10为P偏振光，且被偏振分光镜反射的第二图像光束L20为S偏振光。

扩增实境眼镜2还可以包括透镜40，透镜40设置于第一图像光束L10以及第二图像光束L20的路径上，并设置于分光镜30以及透镜组100之间。可以通过透镜40调整第一图像光束L10以及第二图像光束L20的一些光学特性，例如调整第一图像光束L10以及第二图像光束L20的焦距，使得第一图像光束L10以及第二图像光束L20得以产生清晰的虚拟图像。在其他实施例中，扩增实境眼镜2可以不包括透镜40。

在本发明的一实施例中，可以在第一图像源10A以及分光镜30之间设置一透镜，且此透镜设置于第一图像光束L10的路径上，可以通过此透镜调整第一图像光束L10的一些光学特性，例如改变第一图像光束L10的光程长度，因而改变用户所看到的第一虚拟图像的远近，又或者是调整第一图像光束L10的焦距，使得第一虚拟图像清晰。但是本发明不以此为例，扩增实境眼镜2可以不包括上述这个设置在第一图像源10A以及分光镜30之间的透镜。

在本发明的一实施例中，可以在第二图像源20A以及分光镜30之间设置一透镜，且此透镜设置于第二图像光束L20的路径上，可以通过此透镜调整第二图像光束L20的一些光学特性，例如改变第二图像光束L20的光程长度，因而改变用户所看到的第二虚拟图像的远近，又或者是调整第二图像光束L20的焦距，使得第二虚拟图像清晰。但是本发明不以此为例，扩增实境眼镜2可以不包括上述这个设置在第二图像源20A以及分光镜30之间的透镜。

在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜2设置有透镜40，但没有设置上述在第一图像源10A以及分光镜30之间的透镜以及在第二图像源20A以及分光镜30之间的透镜。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜2设置有透镜40以及上述在第一图像源10A以及分光镜30之间的透镜，但没有设置上述在第二图像源20A以及分光镜30之间的透镜。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜2设置有透镜40以及上述在第二图像源20A以及分光镜30之间的透镜，但没有设置上述在第一图像源10A以及分光镜30之间的透镜。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜2设置有上述在第一图像源10A以及分光镜30之间的透镜以及在第二图像源20A以及分光镜30之间的透镜，但没有设置透镜40。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜2设置有透镜40、上述在第一图像源10A以及分光镜30之间的透镜以及在第二图像源20A以及分光镜30之间的透镜。

透镜组100中的间隙G0的宽度介于0.3毫米至0.6毫米之间。若间隙G0的宽度小于0.3毫米，可能产生牛顿环等衍射现象。若间隙G0的宽度大于0.6毫米，可能产生杂散光或鬼像。

参照图3，其示出根据本发明第三实施例的扩增实境眼镜。扩增实境眼镜3用以配戴于用户的眼睛EY1前方，眼睛EY1可以是用户的右眼或左眼。扩增实境眼镜3包括光源LS、第一图像源10A、第二图像源20A以及透镜组200。光源LS提供照明光束L0给第一图像源10A以及第二图像源20A。第一图像源10A以及第二图像源20A例如是反射式显示器。照明光束L0在第一图像源10A反射，产生第一图像光束L10。照明光束L0在第二图像源20A反射，产生第二图像光束L20。透镜组100设置于第一图像光束L10以及第二图像光束L20的路径上。透镜组200包括第一透镜201、第二透镜202、第三透镜203、入射面S41及出射面S42。

第一透镜201具备表面S51及S53，其中表面S53镀有部分反射膜R53，且第三透镜203通过表面S53接合第一透镜201。部分反射膜R53设置于第一透镜201的表面S53以及第三透镜203之间。第二透镜202具备表面S62。表面S51与表面S62之间具备间隙G1，间隙G1的折射率小于第一透镜201的折射率。

第一图像光束L10以及第二图像光束L20在透镜组200的入光面S41入射透镜组200，在第一透镜201的表面S51发生全反射后，行进至第一透镜201的表面S53，并在第一透镜201的表面S53发生部分反射及部分透射。部分反射的第一图像光束L10以及第二图像光束L20再行进至第一透镜201的表面S51，在第一透镜201的表面S51发生透射后进入间隙G0，再透射第二透镜202，自透镜组200的出光面S42出射透镜组200后入射眼睛EY1。

在本实施例中，第一图像源10A以及第二图像源20A的位置是可调的，并且可以通过控制第一图像源10A以及第二图像源20A的位置，来避免辐辏调节冲突。具体而言，将第一图像源10A发出的第一图像光束L10以及第二图像源20A发出的第二图像光束L20以上述的方式入射用户的右眼以及左眼。控制第一图像源10A的位置，使得第一图像光束L10产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同，以避免辐辏调节冲突。同样地，控制第二图像源20A的位置，使得第二图像光束L20产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同，以避免辐辏调节冲突。应当说明的是，上述第一图像源10A的位置的控制以及第二图像源20A的位置的控制是相互独立的。当用户的双眼注视第一图像光束L10产生的虚像(以下称为第一虚拟图像)，控制第一图像源10A的位置，使得第一图像光束L10产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同。当用户的双眼注视第二图像光束L20产生的虚像(以下称为第二虚拟图像)，控制第二图像源20A的位置，使得第二图像光束L20产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同。

扩增实境眼镜3还可以包括透镜50及60，第一图像光束L10透射透镜50后入射透镜组200，第二图像光束L20透射透镜60后入射透镜组200。可以通过透镜50及60调整第一图像光束L10以及第二图像光束L20的光程长度。但本发明不以此为限，可以通过透镜50及60调整第一图像光束L10以及第二图像光束L20的其他光学特性，例如调整第一图像光束L10以及第二图像光束L20的焦距，使得第一图像光束L10以及第二图像光束L20得以产生清晰的虚拟图像。

当用户的双眼注视第一虚拟图像，可以通过透镜50，使得第一图像光束L10产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同，避免辐辏调节冲突。当用户的双眼注视第二虚拟图像，可以通过透镜60，使得第二图像光束L20产生的虚像位置和用户双眼视线交会的位置相同，避免辐辏调节冲突。

在本实施例中，通过控制第一图像源10A以及第二图像源20A的位置，使得第一图像光束L10自第一图像源10A行进至眼睛EY1的光程长度不同于第二图像光束L20自第二图像源20A行进至眼睛EY1的光程长度。在这样的情况下，用户所看到的第一虚拟图像以及第二虚拟图像会呈现出不同的距离。但是本发明不以此为限，第一图像光束L10自第一图像源10A行进至眼睛EY1的光程长度可以和第二图像光束L20自第二图像源20A行进至眼睛EY1的光程长度相同。在这样的情况下，用户所看到的第一虚拟图像以及第二虚拟图像会呈现出相同的距离。

在本实施例中，第一图像源10A以及第二图像源20A可以例如是反射式液晶显示面板、硅基液晶面板中的一者，但是本发明不以此为限。

应当说明的是，在本实施例中，第一图像光束L10以及第二图像光束L20在第一透镜101的表面S51发生全反射。但是本发明不以此为限，第一图像光束L10以及第二图像光束L20可以在第一透镜101的表面S11发生部分反射及部分透射。

在图3中，来自于实际物体的实物光束L30自第三透镜203的表面S71入射透镜组200，透射第三透镜203及第一透镜201后进入间隙G1，在第二透镜202的表面S62入射第二透镜202，再自透镜组200的出光面S42出射透镜组200后入射眼睛EY1。第三透镜203被设置以校正第一透镜201以及第二透镜202对实物光束L30造成的像差。

透镜组100还可以包括抗反射膜AR62，设置于第二透镜202的表面S62，降低第一图像光束L10、第二图像光束L20以及实物光束L30在表面S62入射第二透镜202时的反射率，增加第一图像光束L10、第二图像光束L20以及实物光束L30在表面S62入射第二透镜202时的透射率。

如图3所示，透镜组200的入光面S41设置于第一透镜201，且出光面S42设置于第二透镜202。通过适当配置第一透镜201上的入光面S41的方向，控制第一图像光束L10以及第二图像光束L20自出光面S42出射透镜组200时的角度。

在本实施例中，扩增实境眼镜3还可以包括合光元件，合光元件可以分光镜30来实现。光源LS透过分光镜30分别提供照明光束L0给第一图像源10A以及第二图像源20A。照明光束L0在第一图像源10A反射，产生第一图像光束L10。第一图像光束L10透射分光镜30后入射透镜组200。照明光束L0在第二图像源20A反射，产生第二图像光束L20。第二图像光束L20透射分光镜30后入射透镜组200。

扩增实境眼镜3还可以包括透镜40，透镜40设置于第一图像光束L10以及第二图像光束L20的路径上，并设置于分光镜30以及透镜组200之间。可以通过透镜40调整第一图像光束L10以及第二图像光束L20的一些光学特性，例如调整第一图像光束L10以及第二图像光束L20的焦距，使得第一图像光束L10以及第二图像光束L20得以产生清晰的虚拟图像。在其他实施例中，扩增实境眼镜3可以不包括透镜40。

在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜3设置有透镜40，但没有设置透镜50以及透镜60。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜3设置有透镜40以及透镜50，但没有设置透镜60。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜3设置有透镜40以及透镜60，但没有设置透镜50。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜3设置有透镜50以及透镜60，但没有设置透镜40。在本发明的一些实施例中，扩增实境眼镜3设置有透镜40、透镜50以及透镜60。

透镜组200中的间隙G1的宽度介于0.3毫米至0.6毫米之间。若间隙G1的宽度小于0.3毫米，可能产生牛顿环等衍射现象。若间隙G1的宽度大于0.6毫米，可能产生杂散光或鬼像。

接下来参照图4A至图4C，图4A示出根据本发明实施例的扩增实境眼镜的立体示意图，图4B及图4C示出图4A所示的扩增实境眼镜配戴于用户的眼睛前方时的示意图。

扩增实境眼镜4包括透镜组300及400，其中透镜组300配戴于用户右眼ER及左眼EL直视的方向上，透镜组400配戴于用户的鼻翼侧，且透镜组300的光轴及透镜组400的光轴彼此不平行，如图4B所示。并且，上述第一至第三实施例中的透镜组100或200皆可以是本实施例的透镜组300和400的一种实施方式。

通过将透镜组300及400配戴于用户直视的方向上以及用户的鼻翼侧，扩增实境眼镜4的视场得以重叠用户眼睛的立体视觉视角θ。

综上所述，本发明实施例提供的扩增实境眼镜利用第一图像源以及第二图像源提供多个不同的虚拟图像，以透镜组结合第一图像源以及第二图像源的图像光束。通过让第一图像光束的光程长度不同于第二图像光束的光程长度来呈现距离远近不同的图像。更通过第一图像源以及第二图像源位置的可调整性，避免辐辏调节冲突。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种扩增实境眼镜，其特征在于，用以配戴于用户的眼睛前方，所述扩增实境眼镜包括：

第一图像源，发出第一图像光束；

第二图像源，发出第二图像光束；

至少一透镜组，设置于所述第一图像光束以及所述第二图像光束的路径上，所述至少一透镜组包括：

第一透镜，所述第一透镜具备第一表面；以及

第二透镜，所述第二透镜具备第二表面，所述第一表面与所述第二表面之间具备间隙，所述间隙的折射率小于所述第一透镜的折射率；以及

合光元件，其中所述第一图像光束以及所述第二图像光束透射所述合光元件后入射所述至少一透镜组，或所述第一图像光束以及所述第二图像光束在所述合光元件反射后入射所述至少一透镜组，

其中所述第一图像光束以及所述第二图像光束在所述至少一透镜组的入光面入射所述至少一透镜组，在所述第一透镜的所述第一表面反射，并在所述至少一透镜组的出光面出射所述至少一透镜组后入射所述眼睛；所述第一图像光束自所述第一图像源行进至所述眼睛的光程长度不同于所述第二图像光束自所述第二图像源行进至所述眼睛的光程长度。

2.根据权利要求1所述的扩增实境眼镜，其特征在于，所述第一透镜具备第三表面，所述第一图像光束以及所述第二图像光束在所述第一透镜的所述第一表面全反射后，在所述第三表面反射，并在所述至少一透镜组的所述出光面出射所述至少一透镜组后入射所述眼睛。

3.根据权利要求2所述的扩增实境眼镜，其特征在于，所述出光面设置于所述第二透镜，且所述第一透镜被设置以校正所述第一图像光束以及所述第二图像光束自所述出光面出射所述至少一透镜组时的角度。

4.根据权利要求2所述的扩增实境眼镜，其特征在于，所述至少一透镜组还包括抗反射膜，设置于所述第二透镜的所述第二表面。

5.根据权利要求2所述的扩增实境眼镜，其特征在于，所述至少一透镜组还包括第三透镜，所述第三透镜通过所述第三表面接合所述第一透镜；所述第三透镜被设置以校正所述第一透镜以及所述第二透镜的像差。

6.根据权利要求5所述的扩增实境眼镜，其特征在于，所述至少一透镜组还包括部分反射膜，设置于所述第三透镜以及所述第三表面之间。

7.根据权利要求1所述的扩增实境眼镜，其特征在于，所述第一透镜具备第三表面，所述第一图像光束以及所述第二图像光束在所述第三表面反射后，在所述第一透镜的所述第一表面全反射，并在所述至少一透镜组的所述出光面出射所述至少一透镜组后入射所述眼睛。

8.根据权利要求7所述的扩增实境眼镜，其特征在于，所述至少一透镜组还包括抗反射膜，设置于所述第一透镜的所述第一表面。

9.根据权利要求7所述的扩增实境眼镜，其特征在于，所述出光面设置于所述第一透镜，且所述第二透镜被设置以校正所述第一图像光束以及所述第二图像光束自所述出光面出射所述至少一透镜组时的角度。

10.根据权利要求7所述的扩增实境眼镜，其特征在于，所述至少一透镜组还包括反射膜，设置于所述第一透镜的所述第三表面，且所述反射膜具备高反射率。

11.根据权利要求1所述的扩增实境眼镜，其特征在于，还包括第三透镜，设置于所述第一图像光束以及所述第二图像光束的路径上，并设置于合光元件以及所述至少一透镜组之间。

12.根据权利要求1所述的扩增实境眼镜，其特征在于，还包括第三透镜，所述第一图像光束透射所述第三透镜后入射所述至少一透镜组。

13.根据权利要求1所述的扩增实境眼镜，其特征在于，还包括第三透镜，所述第二图像光束透射所述第三透镜后入射所述至少一透镜组。

14.根据权利要求1所述的扩增实境眼镜，其特征在于，所述间隙的宽度介于0.3毫米至0.6毫米之间。

15.根据权利要求1所述的扩增实境眼镜，其特征在于，所述至少一透镜组包括二个透镜组，所述二个透镜组的一配戴于所述眼睛直视的方向上，所述二个透镜组的另一配戴于所述用户的鼻翼侧，且所述二个透镜组的光轴彼此不平行。