CN115755390A - 扩增实境眼镜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种扩增实境眼镜装置，包括一眼镜本体、一光源模块以及具有可挠性的一导光元件。前述眼镜本体具有一壳体、设置于壳体上的至少一镜片、一第一镜脚以及一第二镜脚，其中前述第一、第二镜脚连接前述壳体。前述导光元件连接前述光源模块以及前述第一镜脚，其中前述光源模块发出多个光信号，且前述光信号通过前述导光元件而进入到前述眼镜本体内部，用于在前述至少一镜片产生一数字影像。

Description

扩增实境眼镜装置

技术领域

本发明涉及一种扩增实境眼镜装置。更具体地来说，本发明涉及一种具有分离光源模块的扩增实境眼镜装置。

背景技术

在传统的扩增实境(Augmented Reality,AR)眼镜装置内部通常设有光机(optical engine)，然而随着影像亮度的要求越来越高，光机内部的光源模块所需消耗的电力也会随之增加，但如此一来往往容易导致系统过热的问题产生。

有鉴于此，如何设计出一种可避免系统过热且能方便携带的扩增实境眼镜装置，始成为本技术领域研发人员的一重要挑战。

发明内容

有鉴于前述现有问题点，本发明的一实施例提供一种扩增实境眼镜装置，包括一眼镜本体、一光源模块以及一导光元件。前述眼镜本体具有一壳体、至少一镜片、一第一镜脚以及一第二镜脚，其中前述至少一镜片设置于壳体上，前述第一镜脚以及前述第二镜脚枢接前述壳体。前述导光元件具有可挠性，并且连接前述光源模块以及前述第一镜脚，其中前述光源模块发出多个光信号，且前述光信号通过前述导光元件而进入到前述眼镜本体内部，用于在前述至少一镜片产生一数字影像(图像)。

在一实施例中，前述光源模块包括多个发光元件、多个透镜以及多个反射元件，由前述发光元件所发出的前述光信号分别通过前述透镜，并经过前述反射元件反射后朝同一方向进入前述导光元件。

在一实施例中，前述透镜分别包含一准直镜，且前述反射元件分别包含一分色滤光器。

在一实施例中，前述扩增实境眼镜装置还包括一准直元件，设置于前述反射元件以及前述导光元件之间，且由前述发光元件所发出的前述光信号依序经过前述透镜、前述反射元件以及前述准直元件而进入前述导光元件。

在一实施例中，前述准直元件包含一光纤准直器。

在一实施例中，前述光源模块包括多个发光元件，且前述导光元件包括多个输入端，其中由前述发光元件所发出的前述光信号分别经由前述输入端而进入前述导光元件。

在一实施例中，前述扩增实境眼镜装置还包括一光纤、一反射镜、一中继透镜以及一显示区，前述光纤设置于前述第一镜脚内并与前述导光元件耦接，前述反射镜以及前述中继透镜设置于前述壳体内，且前述显示区设置于前述至少一镜片的其中之一者，其中由前述发光元件所发出的前述光信号依序经过前述导光元件、前述光纤、前述反射镜、前述中继透镜而到达前述显示区，用于呈现前述数字影像。

在一实施例中，前述扩增实境眼镜装置还包括一准直元件，设置在壳体内且位于前述光纤和前述反射镜之间。

在一实施例中，前述光源模块具有一连接端口，用以电连接一电源或一电子装置。

在一实施例中，前述扩增实境眼镜装置还包括一充电电池，设置于前述第二镜脚内。

附图说明

图1为本发明一实施例的扩增实境眼镜装置100的立体图；

图2为图1中的镜脚R1相对于壳体H弯折时的立体图；

图3为本发明一实施例的光源模块E发出光信号到导光元件W内部的示意图；

图4为本发明另一实施例的光源模块E发出光信号到导光元件W内部的示意图；

图5为本发明另一实施例的光源模块E发出光信号到导光元件W内部的示意图；

图6为本发明另一实施例的光源模块E发出光信号通过导光元件W而进入到眼镜本体G内部的示意图；

图7为本发明另一实施例的光源模块E发出光信号通过导光元件W而进入到眼镜本体G内部的示意图；

图8为本发明另一实施例的扩增实境眼镜装置100通过光源模块E的连接端口P2而与一电子装置200电连接的示意图。

符号说明

100:扩增实境眼镜装置

200:电子装置

C:照相镜头

D:显示区

E:光源模块

E1:发光元件

E2:发光元件

E3:发光元件

F:光纤

G:眼镜本体

G1:镜片

G2:镜片

H:壳体

L1:透镜

L2:透镜

L3:透镜

L4:准直元件

L5:准直元件

M:微机电系统反射镜

m1:反射元件

m2:反射元件

m3:反射元件

P1:连接端口

P2:连接端口

R1:镜脚(第一镜脚)

R2:镜脚(第二镜脚)

RL:中继透镜

W:导光元件

具体实施方式

以下说明本发明实施例的扩增实境眼镜装置。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所揭示的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇揭露所属的本领域技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本发明的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下各实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，实施方式中所使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

首先请一并参阅图1、图2，其中图1表示本发明一实施例的扩增实境眼镜装置100的立体图，图2表示图1中的镜脚R1相对于壳体H弯折时的立体图。

如图1、图2所示，本发明一实施例的扩增实境眼镜装置100主要包括一眼镜本体G、一光源模块E以及一导光元件W，其中眼镜本体G包含有一壳体H、至少一镜片，例如两个镜片G1、G2以及两个镜脚R1、R2，前述镜片G1、G2设置于壳体H上，前述镜脚R1(第一镜脚)以及镜脚R2(第二镜脚)则是枢接于壳体H的相反侧，当使用者结束使用时可将镜脚R1、R2相对于壳体H弯折(图2)，从而可节省空间以方便收纳。前述光源模块E与眼镜本体G分离设置，亦即光源模块E设置于眼镜本体G的外部。

应了解的是，前述光源模块E通过具有可挠性的导光元件W而连接到眼镜本体G的镜脚R1末端。举例而言，在前述导光元件W内部设有可弯折的单模光纤(single-modefiber)，其中光源模块E可发出红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)等不同频率的光信号，且该些光信号在通过导光元件W后会进入眼镜本体G并投射在镜片G1或镜片G2的显示区上，从而能够在镜片G1、G2的至少其中之一者呈现数字影像。

从图1中可以看出，本实施例的光源模块E具有一连接端口P1(例如USB连接端口或HDMI连接端口)，其中光源模块E可通过该连接端口P1而电连接到一电源，如此一来即可通过该电源对光源模块E内的一电池单元进行充电；或者，一电子装置(例如手机)也可以通过连接端口P1而将一影像信息(影像信号)，音频信息(影像信号)或数据信息(影像信号)等传送到光源模块E中，然后该光源模块E可根据该影像信息产生相对应的光信号，并将光信号通过导光元件W而传送导眼镜本体G内部并投射在镜片G1或镜片G2的显示区上，以呈现出相对应的数字影像。

接着请参阅图3，其中图3表示本发明一实施例的光源模块E发出光信号到导光元件W内部的示意图。如图3所示，本实施例的光源模块E内部设有多个发光元件、多个透镜及多个反射元件，例如三个发光元件E1、E2、E3，其中从前述发光元件E1、E2、E3所发出的光信号在通过透镜L1、L2、L3之后可分别经由反射元件m1、m2、m3反射而进入到导光元件W内部。

具体而言，前述发光元件E1、E2、E3例如为发光二极管，前述透镜L1、L2、L3例如为准直镜(Collimator lens)，前述反射元件m1、m2、m3则例如为分色滤光器(Dichroicfilter)，其中发光元件E1、E2、E3所发出的光线在被反射元件m1、m2、m3反射后会分别呈现出红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)等三种不同频率的光信号，且前述不同频率的光信号于混合后朝同一方向进入导光元件W内部。

再请参阅图4，其中图4表示本发明另一实施例的光源模块E发出光信号到导光元件W内部的示意图。如图4所示，本实施例与图3的主要不同之处在于：一准直元件L4设置在反射元件m1、m2、m3和导光元件W之间，且发光元件E1、E2、E3所发出的光信号被反射元件m1、m2、m3反射后会先通过准直元件L4再进入导光元件W内部。

举例而言，前述准直元件L4可以包含光纤准直器(fiber collimator)，其可设置在光源模块E内部或导光元件W的一端，用以将发光元件E1、E2、E3所发出的光信号耦合并导入导光元件W(例如单模光纤)中。

接着请参阅图5，其中图5表示本发明另一实施例的光源模块E发出光信号到导光元件W内部的示意图。如图5所示，本实施例与图3的主要不同之处在于：光源模块E内部的发光元件E1、E2、E3与导光元件W(例如单模光纤)直接耦合，且发光元件E1、E2、E3所分别产生的红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)等三种不同频率的光信号可直接进入到导光元件W内部，而不需设置前述透镜L1、L2、L3或反射元件m1、m2、m3。

具体而言，本实施例的导光元件W具有与发光元件E1、E2、E3直接耦合的三个输入端W1、W2、W3，其中发光元件E1、E2、E3所产生的光信号可分别经由前述三个输入端W1、W2、W3进入导光元件W内部。

再请参阅图6，其中图6表示本发明另一实施例的光源模块E发出光信号通过导光元件W而进入到眼镜本体G内部的示意图。如图6所示，本实施例的眼镜本体G内部设有一光纤F、一可旋转反射镜M、一中继透镜RL(Relay lens)以及一显示区D，其中前述光纤F设置在眼镜本体G的镜脚R1(第一镜脚)内，前述可旋转反射镜M以及中继透镜RL设置在眼镜本体G的壳体H内，前述显示区D则设置在眼镜本体G的镜片G1或镜片G2中，用以呈现一数字影像。在一具体实施例中，显示区D例如为一显示荧幕或一反射表面。上述可旋转反射镜M例如一微机电系统反射镜M(MEMs mirror)。

从图6中可以看出，前述导光元件W与设置在镜脚R1内部的光纤F耦接，且光源模块E所发出的光信号可依序通过导光元件W和光纤F而到达微机电系统反射镜M，接着微机电系统反射镜M可将前述光信号反射到中继透镜RL，前述光信号在通过中继透镜RL后则可经由波导(wave guide)而进入到镜片G1或镜片G2中的显示区D，从而投放出一数字影像。

接着请一并参阅图2、图7，其中图7表示本发明另一实施例的光源模块E发出光信号通过导光元件W而进入到眼镜本体G内部的示意图。如图2、图7所示，本实施例与图6的主要不同之处在于：一准直元件L5设置在壳体H内且位于光纤F和微机电系统反射镜M之间，其中光源模块E所发出的光信号在依序通过导光元件W、光纤F和准直元件L5之后，可通过微机电系统反射镜M反射到中继透镜RL，接着光信号则可经过波导而进入到镜片G1或镜片G2的显示区D中，从而能够投放出一数字影像。

应了解的是，前述机电系统反射镜M可包含于壳体H内部的一激光光束扫描系统(Laser Beam Scanning system,LBS)中，由此能够快速地反射光信号，并将其传送到镜片G1或镜片G2的显示区D以呈现出高品质的数字影像。

再请参阅图8，其中图8表示本发明另一实施例的扩增实境眼镜装置100通过光源模块E的连接端口P2而与一电子装置200电连接的示意图。需特别说明的是，以下所叙述的连接与操作，也可通过连接端口P1实现。

如图8所示，本实施例的光源模块E除了设有连接端口P1外，也可选择性地设有另一连接端口P2(例如Micro-USB、Type-C、Lightning或HDMI连接端口)，其中光源模块E可通过该连接端口P2而直接与一电子装置200(例如手机或平板计算机)电性导通，此时电子装置200可将一影像信息通过连接端口P2传送到光源模块E，且光源模块E可根据该影像信息而产生相对应的光信号，用于在镜片G1或镜片G2上产生相对应的数字影像。

另一方面，光源模块E内部的电池单元可通过连接端口P2对电子装置200充电或提供电力；换言之，本实施例中的光源模块E也能够作为一行动电源使用，从而能够大幅提升扩增实境眼镜装置100在使用上的便利性。相对地，电子装置200的电池单元也可通过连接端口P2对光源模块E充电或提供电力。

在一实施例中，若连接端口P2仅能传输影像信息，则可在光源模块E和眼镜本体G的镜脚R2(第二镜脚)内部可分别设置相对应的无线传输模块(例如蓝牙模块或WiFi模块)，此外在镜脚R2内部也可设置充电电池、喇叭与麦克风，其中前述镜脚R2的充电电池可提供电力给前述喇叭、麦克风及无线传输模块使用。如此，电子装置200的音频信息可通过光源模块E的无线传输模块传送至镜脚R2的喇叭而播放。光源模块E也可接收使用者通过麦克风的使用者语音信号(speech)，并传送至电子装置200。

在另一实施例中，若镜脚R2(第二镜脚)设置相对应的无线传输模块，则上述电子装置200的音频信息也可通过电子装置200本身的无线传输模块直接传送至镜脚R2的喇叭，并可接收使用者通过麦克风的使用者语音信号。

在一实施例中，镜脚R1(第一镜脚)也可配置喇叭及/或麦克风，并与光源模块E或电子装置200以有线或无线进行信息传输(如音频信息、语音信号或其他数据信息)。

在一具体实施例中，光源模块E可通过该连接端口P1电连接到一电源，并通过连接端口P2与电子装置200电性导通，从而进行上述的影音传输。

此外，从图8可以看出在镜片G1周围的壳体H上设有一照相镜头C，以方便使用者拍摄前方的景物。

综上所述，本发明提供一种扩增实境眼镜装置100，其中光源模块E通过可弯折的导光元件W(例如单模光纤)连接眼镜本体G。如此一来，在使用时可将光源模块E放置在上衣口袋内以方便携带，且由于光源模块E是设置在眼镜本体G的外部，所以不仅能解决光源模块E所产生的耗能与过热问题，同时也可大幅降低眼镜本体G的重量与体积，从而有助于达到产品的微型化。

虽然本发明的实施例及其优点已揭露如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中具有通常知识者可从本发明揭示内容中理解现行或未来所发展出的制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

虽然结合以上优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种扩增实境眼镜装置，包括：

眼镜本体，具有壳体、至少一镜片、第一镜脚以及第二镜脚，其中该至少一镜片设置于壳体上，且该第一镜脚以及该第二镜脚连接该壳体；

光源模块；以及

导光元件，具有可挠性，并且连接该光源模块以及该第一镜脚，其中该光源模块发出多个光信号，且该些光信号在通过该导光元件后进入该眼镜本体内部，用于在该至少一镜片产生数字影像。

2.如权利要求1所述的扩增实境眼镜装置，其中该光源模块包括多个发光元件、多个透镜以及多个反射元件，由该些发光元件所发出的该些光信号分别通过该些透镜，并经过该些反射元件反射后朝同一方向进入该导光元件。

3.如权利要求2所述的扩增实境眼镜装置，其中该些透镜分别包含准直镜，且该些反射元件分别包含分色滤光器。

4.如权利要求2所述的扩增实境眼镜装置，其中该扩增实境眼镜装置还包括准直元件，设置于该些反射元件以及该导光元件之间，且由该些发光元件所发出的该些光信号依序经过该些透镜、该些反射元件以及该准直元件而进入该导光元件。

5.如权利要求4所述的扩增实境眼镜装置，其中该准直元件包含光纤准直器。

6.如权利要求1所述的扩增实境眼镜装置，其中该光源模块包括多个发光元件，且该导光元件包括多个输入端，其中由该些发光元件所发出的该些光信号分别经由该些输入端而进入该导光元件。

7.如权利要求1所述的扩增实境眼镜装置，其中该扩增实境眼镜装置还包括光纤、反射镜、中继透镜以及显示区，该光纤设置于该第一镜脚内并与该导光元件耦接，该反射镜以及该中继透镜设置于该壳体内，且该显示区设置于该至少一镜片，其中由该些发光元件所发出的该些光信号依序经过该导光元件、该光纤、该反射镜、该中继透镜而到达该显示区，用于呈现该数字影像。

8.如权利要求7所述的扩增实境眼镜装置，其中该扩增实境眼镜装置还包括准直元件，设置在壳体内且位于该光纤和该反射镜之间。

9.如权利要求1所述的扩增实境眼镜装置，其中该光源模块具有连接端口，用以电连接电源或电子装置。

10.如权利要求1所述的扩增实境眼镜装置，其中该扩增实境眼镜装置还包括充电电池，设置于该第二镜脚内。

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