CN116953927A - 双目辐辏可调节的ar眼镜和双目辐辏调节方法 - Google Patents

双目辐辏可调节的ar眼镜和双目辐辏调节方法 Download PDF

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CN116953927A CN202210389624.1A CN202210389624A CN116953927A CN 116953927 A CN116953927 A CN 116953927A CN 202210389624 A CN202210389624 A CN 202210389624A CN 116953927 A CN116953927 A CN 116953927A
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刘冰玉
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Abstract

本发明公开了一双目辐辏可调节的AR眼镜和双目辐辏调节方法，其中所述AR眼镜包括眼镜主体以及分别被设置于所述眼镜主体的光波导、光机和辐辏调节单元，其中所述辐辏调节单元包括光转向元件，所述光转向元件的角度被可调节地设置于所述光机和所述光波导之间，其中所述光转向元件用于使所述光机投射的图像光转向，经过转向作用的图像光能够经所述光波导的耦入区耦入和经所述光波导的耦出区耦出。

Description

双目辐辏可调节的AR眼镜和双目辐辏调节方法
技术领域
本发明涉及AR眼镜，特别涉及一双目辐辏可调节的AR眼镜和双目辐辏调节方法。
背景技术
现有的AR眼镜中光机投射出的图像光线于光波导的工作表面垂直耦入和垂直耦出，这种方式使得AR眼镜的辐辏距离为无穷远，并且现有的AR眼镜的光机和光波导的位置不可调节，导致AR眼镜的辐辏距离一般也是不可调节的。用户在佩戴AR眼镜时，晶状体的对焦距离为实际所视的显示物体到眼球的距离，而双目辐辏距离为AR眼镜所显示的虚拟物体在用户感知中到眼球的距离。如前所述，AR眼镜的辐辏距离为无穷远，由于用户实时聚焦的显示物体到眼球的距离不同，对焦距离也在进行实时变化，因此这两个距离的不一致会造成辐辏冲突的现象，以至于给佩戴AR眼镜的用户带来眩晕等不适体验。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一双目辐辏可调节的AR眼镜和双目辐辏调节方法，其中所述AR眼镜的双目辐辏被可调节，以允许所述AR眼镜为用户带来良好的视觉体验。
本发明的一个目的在于提供一双目辐辏可调节的AR眼镜和双目辐辏调节方法，其中所述AR眼镜在光机和光波导之间设置光转向元件，通过调节所述光转向元件的角度的方式调节所述光机投射的图像光耦入所述光波导的方向，从而调节所述AR眼镜的双目辐辏。
本发明的一个目的在于提供一双目辐辏可调节的AR眼镜和双目辐辏调节方法，其中所述AR眼镜通过驱动器驱动所述光转向元件转动，以调节所述光转向元件的角度。例如，所述驱动器能够驱动所述光转向元件绕着特定的旋转轴转动，以调节所述光转向元件的角度，所述光转向元件的旋转轴所在的直线和所述光机的投影镜头的光轴所在的直线垂直，以精准地调节所述AR眼镜的双目辐辏。
本发明的一个目的在于提供一双目辐辏可调节的AR眼镜和双目辐辏调节方法，其中所述AR眼镜在两个所述光转向元件之间设置所述驱动器，以由所述驱动器驱动两个所述光转向元件同步和同幅度地转动。优选地，所述驱动器是磁致伸缩驱动器，其位于两个所述光转向元件之间，以通过收缩或伸展的方式驱动两个所述光转向元件同步和同幅度地转动。
依本发明的一个方面，本发明提供一双目辐辏可调节的AR眼镜，其包括：
眼镜主体；
光波导，其中所述光波导被设置于所述眼镜主体；
光机，其中所述光机被设置于所述眼镜主体；以及
辐辏调节单元，其中所述辐辏调节单元包括光转向元件，所述光转向元件的角度被可调节地设置于所述光机和所述光波导之间，其中所述光转向元件用于使所述光机投射的图像光转向，经过转向作用的图像光能够经所述光波导的耦入区耦入和经所述光波导的耦出区耦出。
根据本发明的一个实施例，所述AR眼镜包括两个所述光波导和两个所述光机，所述光机和所述光波导被平行地设置，其中所述辐辏调节单元包括两个所述光转向元件，每个所述光转向元件分别被设置于每个所述光机和每个所述光波导之间。
根据本发明的一个实施例，所述AR眼镜包括一个所述光波导和两个所述光机，所述光机和所述光波导被平行地设置，其中所述辐辏调节单元包括两个所述光转向元件，每个所述光转向元件分别被设置于每个所述光机和所述光波导的每个耦入区之间。
根据本发明的一个实施例，所述AR眼镜包括两个所述光机，所述光机和所述光波导被垂直地设置，其中所述辐辏调节单元包括两个所述光转向元件，其中所述AR眼镜进一步包括两转光部，每个所述转光部分别被设置于每个所述光机和每个所述光转向元件之间，每个所述光转向元件分别被设置于每个所述转光部和每个所述光波导之间，其中所述光机投射的图像光在经所述转光部转向后能够向所述光转向元件方向辐射。
根据本发明的一个实施例，所述AR眼镜包括一个所述光机，所述光机和所述光波导被平行地设置，其中所述辐辏调节单元包括半反半透元件，所述半反半透元件的角度被可调节地被设置于所述光机和一个所述光波导之间，并且所述光机和所述光转向元件位于所述半反半透元件的相对两侧，其中所述半反半透元件用于使所述光机投射的图像光转向并经一个所述光波导的耦入区耦入和使图像光穿过后朝向所述光转向元件方向辐射。
根据本发明的一个实施例，所述辐辏调节单元包括驱动器，所述光转向元件被可驱动地连接于所述驱动器，以由所述驱动器驱动所述光转向元件转动而调节所述光转向元件的倾斜角度。
根据本发明的一个实施例，所述驱动器是磁致伸缩驱动器，其包括一第一磁致伸缩部和一第二磁致伸缩部，所述第一磁致伸缩部的相对两端分别被连接于两个所述光转向元件的一个端部，所述第二磁致伸缩部的相对两端分别被连接于两个所述光转向元件的另一个端部。
根据本发明的一个实施例，所述辐辏调节单元包括两驱动器，所述半反半透元件被可驱动地连接于一个所述驱动器，所述光转向元件被可驱动地连接于另一个所述驱动器。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供AR眼镜的双目辐辏调节方法，其中所述双目辐辏调节方法包括如下步骤：
(a)允许光机投射的图像光在经光转向元件的转向作用后自光波导的耦入区耦入；和
(b)调节所述光转向元件的倾斜角度，以改变所述光机投射的图像光自所述光波导的耦入区耦入的角度和自耦出区耦出的角度，以调节所述AR眼镜的双目辐辏。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(a)和所述步骤(b)之间，所述双目辐辏调节方法进一步包括步骤：
(c)获取眼球的晶状体的对焦距离；和
(d)根据眼球的晶状体的对焦距离确定被设置于所述光转向元件的偏转角，其中在所述步骤(b)中，依据确定的偏转角调节所述光转向元件的倾斜角度。
根据本发明的一个实施例，所述AR眼镜在两个所述光波导和两个所述光机之间分别设置一个所述光转向元件，并且所述光波导和所述光机被平行地设置，其中在所述步骤(a)中，每个所述光机投射的图像光在经每个所述光转向元件的转向作用后分别自每个所述光波导的耦入区耦入，其中在所述步骤(b)中，分别调节每个所述光转向元件的倾斜角度，以改变每个所述光机投射的图像光自每个所述光波导的耦入区耦入的角度和自耦出区耦出的角度，并且自每个所述光波导的耦出区耦出的图像光之间能够形成夹角。
根据本发明的一个实施例，所述AR眼镜在一个所述光波导的两个耦入区和两个所述光机之间分别设置一个所述光转向元件，并且所述光波导和所述光机被平行地设置，其中在所述步骤(a)中，每个所述光机投射的图像光在经每个所述光转向元件的转向作用后分别自所述光波导的每个耦入区耦入，其中在所述步骤(b)中，分别调节每个所述光转向元件的倾斜角度，以改变每个所述光机投射的图像光自所述光波导的每个耦入区耦入的角度和自耦出区耦出的角度，并且自所述光波导的每个耦出区耦出的图像光之间能够形成夹角。
根据本发明的一个实施例，所述AR眼镜在两个所述光波导和两个所述光机之间分别设置一个所述光转向元件和一个转向部，并且所述光波导和所述光机被垂直地设置，其中在所述步骤(a)中，每个所述光机投射的图像光在分别经每个所述转光部和每个所述光转向元件的转动作用后分别自每个所述光波导的耦入区耦入，其中在所述步骤(b)中，分别调节每个所述光转向元件的倾斜角度，以改变每个所述光机投射的图像光自每个所述光波导的耦入区耦入的角度。
根据本发明的一个实施例，所述AR眼镜在一个所述光波导和所述光机之间设置一个半反半透元件，在另一个所述光波导和所述半反半透元件之间设置一个所述光转向元件，其中在所述步骤(a)中，所述光机投射的图像光在经所述半反半透元件的转向作用后自一个所述光波导的耦入区耦入，所述光机投射的图像光在穿过所述半反半透元件并经所述光转向元件的转向作用后自另一个所述光波导的耦入区耦入，其中在所述步骤(b)中，分别调节所述半反半透元件和所述光转向元件的倾斜角度，以改变所述光机投射的图像光自每个所述光波导的耦入区耦入的角度。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(b)中，两个所述光转向元件的倾斜角度分别被调节。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤(b)中，两个所述光转向元件的倾斜角度被同步调节。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，两个所述光转向元件的倾斜角度被同幅度且反向地调节。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，在两个所述光转向元件的一个端部之间设置第一磁致伸缩部，在两个所述光转向元件的另一个端部之间设置第二磁致伸缩部，其中在所述第一磁致伸缩部收缩和第二磁致伸缩部伸展时，一个所述光转向元件逆时针转动和另一个所述光转向元件顺时针转动，在所述第一磁致伸缩部伸展和第二磁致伸缩部收缩时，一个所述光转向元件顺时针转动和另一个所述光转向元件逆时针转动。
附图说明
图1是依本发明的一较佳实施例的一AR眼镜的立体示意图。
图2是依本发明的上述较佳实施例的所述AR眼镜的佩戴状态示意图。
图3A至图3D分别是依本发明的上述较佳实施例的所述AR眼镜的双目辐辏调节过程示意图。
图4是依本发明的另一较佳实施例的一AR眼镜的立体示意图。
图5是依本发明的上述较佳实施例的所述AR眼镜的光机、光波导和辐辏调节单元的相对关系示意图。
图6是依本发明的另一较佳实施例的一AR眼镜的光机、光波导和辐辏调节单元的相对关系示意图。
具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施方式之前，应理解的是，本发明在其应用中并不限于以下描述阐述或以下附图图示的部件的构造和布置细节。本发明能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或进行。另外，应理解的是，这里使用的措辞和术语出于描述的目的并且不应该被认为是限制性的。本文中使用“包括”、“包括”或“具有”及其变型意在涵盖下文中陈列的条目及其等同物以及附加条目。除非另有指定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型被广泛地使用并且涵盖直接安装和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械的连接或联接。
并且，第一方面，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制；第二方面，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参考说明书附图之附图1至图3D，依本发明的一较佳实施例的一双目辐辏可调节的AR眼镜在接下来的描述中将被揭露和被阐述，其中所述AR眼镜包括一眼镜主体10、至少一光波导20、至少一光机30以及至少一辐辏调节单元40。
所述眼镜主体10被设置用于允许用户将所述AR眼镜佩戴于头部。具体地，参考附图1和图2，所述眼镜主体10包括一框架11和两镜腿12，两个所述镜腿12分别自所述框架11的相对两侧向下后延伸，其中在用户将所述AR眼镜佩戴于头部时，所述眼镜主体10的所述框架11的中部被搭靠在用户的鼻梁上方，所述眼镜主体10的两个所述镜腿12分别被搭靠在用户的两个耳部上方。
优选地，在本发明的一些实施例中，所述AR眼镜包括两个所述光波导20，其中每个所述光波导20分别具有一耦入区21和一耦出区22，所述光机30投射的图像光能够经所述光波导20的所述耦入区21耦入和经所述光波导20的所述耦出区22耦出。每个所述光波导20分别被设置于所述眼镜主体10的所述框架11的每侧，其中在用户将所述AR眼镜佩戴于头部时，所述眼镜主体10用于分别保持每个所述光波导20于用户的每个眼球前方，并且用户的每个眼球分别对应于每个所述光波导20的所述耦出区22，如此当所述光机30投射的图像光经所述光波导20的所述耦出区22耦出时，用户的眼球能够接收图像光，以获得视觉体验。可选地，在本发明的另一些实施例中，所述AR眼镜包括一个所述光波导20，其中所述光波导20具有两个所述耦入区21和两个所述耦出区22，在用户将所述AR眼镜佩戴于头部时，所述眼镜主体10用于保持所述光波导20于用户的双眼眼球的前方，并且用户的每个眼球分别对应于所述光波导20的每个所述耦出区22，如此当所述光机30投射的图像经所述光波导20的每个所述耦出区22耦出时，用户的眼球能够接收图像光，以获得视觉体验。
所述光机30被设置于所述眼镜主体10，并且所述光机30投射的图像光能够经所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20。具体地，在附图1至图3D示出的所述AR眼镜的这个具体示例中，所述AR眼镜包括两个所述光机30，每个所述光机30分别被设置于所述眼镜主体10的所述框架11的中部，并且每个所述光机30和每个所述波导20对应，如此每个所述光机30投射的图像光在后续能够分别经每个所述光波导20的所述耦入区21耦入每个所述光波导20。
所述辐辏调节单元40包括至少一光转向元件41，所述光转向元件41被设置于所述光波导20和所述光机30之间，其中当所述光机30投射的图像光到达所述光转向元件41后，所述光转向元件41用于使图像光产生转向后经所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20和自所述光波导20的所述耦出区22耦出所述光波导20。
例如，在附图1至图3D示出的所述AR眼镜的这个具体示例中，所述光转向元件41是反射元件，例如，反射镜，其具有反射面，所述光转向元件41的反射面朝向所述光波导20的所述耦入区21和所述光机30，当所述光机30投射的图像光到达所述光转向元件41的反射面时，所述光转向元件41以反射方式使到达所述光转向元件41的图像光进行转向，并且图像光在被转向后能够经所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20和自所述光波导20的所述耦出区22耦出所述光波导20。
可选地，在所述AR眼镜的其他示例中，所述光转向元件41可以是折光元件，例如，折光透镜，当所述光机30投射的图像光到达所述光转向元件41时，所述光转向元件41以折射方式使到达所述光转向元件41的图像光进行转向，并且图像光在被转向后能够经所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20和自所述光波导20的所述耦出区22耦出所述光波导20。
优选地，继续参考附图1至图3D，所述光波导20和所述光机30被平行地设置，以使所述光机30的投影镜头的光轴和所述光波导20的所述耦入区21平行，其中所述光转向元件41被倾斜地设置，以允许所述光转向元件41的反射面朝向所述光波导20的所述耦入区21和所述光机30，通过这样的方式，当所述光机30投射的图像光到达所述光转向元件41的反射面时，所述光转向元件41的反射面反射所述光机30投射的图像光而使其转向，图像光在被转向后能够经所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20和自所述光波导20的所述耦出区22耦出所述光波导20。优选地，所述光转向元件41在初始状态的倾斜角度为45°，此时，所述光转向元件41使图像光的转向角度为90°。
优选地，继续参考附图1至图3D，所述辐辏调节单元40包括两个所述光转向元件41，其中每个所述光转向元件41分别被设置于每个所述光波导20和每个所述光机30之间，如此一个所述光波导20、一个所述光机30和一个所述光转向元件41形成一个独立的成像系统。
换言之，所述AR眼镜包括一个所述眼镜主体10和被设置于所述眼镜主体10的两个所述成像系统，每个所述成像系统分别包括一个所述光波导20、一个所述光机30以及一个被设置于所述光波导20和所述光机30之间的所述光转向元件41，其中在用户佩戴所述AR眼镜于头部时，所述眼镜主体10保持每个所述成像系统的所述光波导20于用户的每个眼球前方。当两个所述光机30投射的图像光分别到达每个所述光转向元件41后，每个所述光转向元件41分别使每个所述光机30投射的图像光转向而经每个所述光波导20的所述耦入区21耦入每个所述光波导20，当光线自每个所述光波导20的所述耦出区22耦出每个所述光波导20时，所述AR眼镜能够于用户的双眼前提供虚拟图像。
所述光波导20和所述光机30被平行地设置，并且在初始状态下，所述光转向元件41的倾斜角度为45°，因此所述光机30投射的图像光在被所述光转向元件41的反射面反射后经所述光波导20的所述耦入区21垂直耦入光波导，此时，所述AR眼镜的双目辐辏距离为无穷远。为了缓解因辐辏冲突给佩戴所述AR眼镜的用户带来眩晕等不适体验的问题，本发明的所述AR眼镜的所述辐辏调节单元40的所述光转向元件41的倾斜角度被设置为可调节，以调节所述AR眼镜的双目辐辏，具体地，在调节两个所述光转向元件41的倾斜角度时，两个所述光机30投射的图像光自两个所述光波导20的所述耦入区21耦入的角度和自所述耦出区22耦出的角度能够被改变，以允许自两个所述光波导20的所述耦出区22耦出的图像光之间形成夹角，并且夹角的角度大于0度，如此调节所述AR眼镜的双目辐辏。优选地，通过驱动所述光转向元件41转动的方式能够调节所述光转向元件41的倾斜角度，进而调节所述AR眼镜的双目辐辏。
具体地，所述辐辏调节单元40包括至少一驱动器42，所述驱动器42被设置用于驱动所述光转向元件41转动，以调节所述光转向元件41的倾斜角度，从而允许自两个所述光波导20的所述耦出区22耦出的图像光之间形成夹角，以调节所述AR眼镜的双目辐辏。优选地，所述光转向元件41的旋转轴所在的直线和所述光机30的投影镜头的光轴所在的直线垂直且相交，以精准地调节所述AR眼镜的双目辐辏。
更具体地，继续参考附图1至图3D，所述驱动器42是磁致伸缩驱动器，其包括一第一磁致伸缩部421和一第二磁致伸缩部422，其中所述第一磁致伸缩部421的相对两端分别被连接于两个所述光转向元件41的上端，所述第二磁致伸缩部422的相对两端分别被连接于两个所述光转向元件41的下端。在向所述第一磁致伸缩部421供电而使所述第一磁致伸缩部421收缩和向所述第二磁致伸缩部422供电而使所述第二磁致伸缩部422伸展时，位于左侧的所述光转向元件41被驱动进行逆时针旋转，以改变左侧的所述光机30投射的图像光自左侧的所述光波导20的所述耦入区21耦入左侧的所述光波导20的方向，位于右侧的所述光转向元件41被驱动进行顺时针旋转，以改变右侧的所述光机30投射的图像光自右侧的所述光波导20的所述耦入区21耦入右侧的所述光波导20的方向，如此调节所述AR眼镜的双目辐辏。相应地，在向所述第一磁致伸缩部421供电而使所述第一磁致伸缩部421伸展和向所述第二磁致伸缩部422供电而使所述第二磁致伸缩部422收缩时，位于左侧的所述光转向元件41被驱动进行顺时针旋转，以改变左侧的所述光机30投射的图像光自左侧的所述光波导20的所述耦入区21耦入左侧的所述光波导20的方向，位于右侧的所述光转向元件41被驱动进行逆时针旋转，以改变右侧的所述光机30投射的图像光自右侧的所述光波导20的所述耦入区21耦入右侧的所述光波导20的方向，如此调节所述AR眼镜的双目辐辏。
优选地，所述驱动器42的所述第一磁致伸缩部421的相对两端和所述第二磁致伸缩部422的相对两端均是同步且同幅度地收缩或伸展，以允许两个所述光转向元件41的转动同步且转动角度一致。
值得一提的是，在本发明的所述AR眼镜的其他示例中，所述辐辏调节单元40的所述驱动器42可以是但不限于直流电机、压电陶瓷驱动结构以及SMA驱动结构。
继续参考附图1至图3D，所述AR眼镜进一步包括一眼球追踪单元50和一控制单元60，所述眼球追踪单元50和所述控制单元60分别被设置于所述眼镜主体10，并且所述眼球追踪单元50和所述辐辏调节单元40的所述驱动器42分别被连接于所述控制单元60。所述眼球追踪模块40被设置用于追踪用户视线，确定聚焦位置到眼球的距离等信息，并将相关信息反馈至所述控制单元60，所述控制单元60被设置用于计算得到调节量并传输至所述辐辏调节单元40的所述驱动器42，所述驱动器42依据指令进行调节所述光转向元件41的角度，如此改变所述光机30投射的图像光自所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20的方向，以调节所述AR眼镜的双目辐辏。
值得一提的是，所述眼球追踪单元50和所述控制单元60被设置于所述眼镜主体10的位置在本发明的所述AR眼镜中不受限制。例如，所述眼球追踪单元50和所述控制单元60可以分别被设置于所述眼镜主体10的不同位置，或者所述眼球追踪单元50和所述控制单元60在被集成后被设置于所述眼镜主体10的同一个位置，例如，集成后的所述眼球追踪单元50和所述控制单元60可以被设置于所述眼镜主体10的所述框架11的中部。
参考附图3A至图3D，当用户注视位置发生改变时，所述眼球追踪单元50获取眼球的晶状体的对焦距离X，所述控制单元60根据公式得到所述光转向元件41的偏转角为Δθ并发送指令给所述辐辏调节单元40的所述驱动器42，所述驱动器42带动所述光转向元件41旋转Δθ角度。可以理解的是，左侧的所述光转向元件41为逆时针旋转，右侧的所述光转向元件42为顺时针旋转，此时耦入光线与法线的夹角为2Δθ，双目辐辏距离调节为X，与眼球的晶状体的对焦距离X一致，其中PD为瞳距。例如，假设用户的瞳距为65mm，眼球的晶状体的对焦位置与眼球的距离为250mm，则此时所述光转向元件41的偏转角Δθ角度为3.7°，耦出光线与法线夹角为7.4°，此时双目辐辏距离为250mm，用户观察体验相对舒适。通常人的瞳距为52mm-72mm范围内，根据用户习惯，较为舒适的对焦距离在180mm-∞，那么的Δθ范围在0-5.7°之间。
附图4和图5示出了依本发明的另一较佳实施例的一AR眼镜，与附图1至图3D示出的所述AR眼镜不同的是，在附图4和图5示出的所述AR眼镜的这个具体示例中，所述光机30被设置于所述眼镜主体10的所述镜腿12，并且所述光机30的投影镜头的光轴和所述光波导20的所述耦入区21垂直。
所述AR眼镜进一步包括两转光部70，每个所述转光部70分别被设置于每个所述光机30和每个所述光转向元件41之间，其中当所述光机30投射的图像光到达所述转光部70后，所述转光部70用于使光线产生转向后向所述光转向元件41方向辐射。
例如，在附图4和图5示出的所述AR眼镜的这个具体示例中，所述转光部70是反射元件，例如反射镜，其具有反射面，所述转光部70的反射面朝向所述光机30和所述光转向元件41，当所述光机30投射的图像光到达所述转光部70的反射面时，所述转光部70以反射方式使到达所述转光部70的图像光进行转向，并且图像光在被转向后朝向所述光转向元件41方向辐射，其中在在被所述转光部70转向后的图像光到达所述光转向元件41后，所述光转向元件40进一步使图像光转向，以在后续能够经所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20。优选地，所述转光部70的反射面和所述光波导30的所述耦入区21的夹角为45°。
可选地，在所述AR眼镜的其他示例中，所述转光部70可以是折光元件，例如折光透镜，当所述光机30投射的图像光到达所述转光部70时，所述转光部70以折射方式使到达所述转光部70的图像光进行转向，并且图像光在被转向后朝向所述光转向元件41方向辐射，其中在被所述转光部70转向后的图像光到达所述光转向元件41后，所述光转向元件40进一步使图像光转向，以在后续能够经所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20。
附图6示出了依本发明的另一较佳实施例的一AR眼镜，与附图1至图3D示出的所述AR眼镜不同的是，在附图6示出的所述AR眼镜的这个具体示例中，所述AR眼镜包括所述眼镜主体10以及被设置于所述眼镜主体10的两个所述光波导20、一个所述光机30和一个所述辐辏调节单元40，其中所述辐辏调节单元40包括一个所述光转向元件41和一个半反半透元件43，所述半反半透元件43被设置于所述光机30和一个所述光波导20之间，当所述光机30投射的图像光到达所述半反半透元件43后，所述半反半透元件43允许图像光中的一部分被反射至一个所述光波导20并经所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20，所述半反半透元件43允许图像光中的另一部分穿过并朝向所述光转向元件41的方向辐射，在图像光穿过所述半反半透元件43并到达所述光转向元件41后能够被转向，并经另一个所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20。
值得一提的是，所述半反半透元件43的透光率在本发明的所述AR眼镜中不受限，例如，在附图6示出的所述AR眼镜的这个具体示例中，所述半反半透元件43允许50％的光线被反射和允许50％的光线穿过。换言之，打当所述光机30投射的图像光到达所述半反半透元件43后，所述半反半透元件43允许图像光中的50％被反射至一个所述光波导20并经所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20，同时，所述半反半透元件43允许图像光中的另外50％穿过并朝向所述光转向元件41方向辐射，在到达所述光转向元件41后再次被所述光转向元件41转向并经另一个所述光波导20的所述耦入区21耦入所述光波导20。
值得一提的是，所述半反半透元件43的类型在本发明的所述AR眼镜中不受限制，例如所述半反半透元件43可以是PBS棱镜。
优选地，所述光转向元件41和所述半反半透元件43的初始角度均为45°，并且所述光转向元件41和所述半反半透元件43的倾斜角度均被可调节，以调节所述AR眼镜的双目辐辏。也就是说，所述辐辏调节单元40包括两个所述驱动器42，其中所述光转向元件41被连接于一个所述驱动器42，以允许所述光转向元件41被驱动而调节所述光转向元件41的倾斜角度，其中所述半反半透元件43被连接于另一个所述驱动器42，以允许所述半反半透元件41被驱动而调节所述半反半透元件43的倾斜角度。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供AR眼镜的双目辐辏调节方法，其中所述双目辐辏调节方法包括如下步骤：
(a)允许所述光机30投射的图像光在经所述光转向元件41的转向作用后自所述光波导20的所述耦入区21耦入；和
(b)调节所述光转向元件41的倾斜角度，以改变所述光机30投射的图像光自所述光波导20的所述耦入区21耦入的方向，以调节所述AR眼镜的双目辐辏，从而允许所述AR眼镜为用户带来良好的视觉体验。
优选地，在所述步骤(a)和所述步骤(b)之间，所述双目辐辏调节方法进一步包括步骤：
(c)获取眼球的晶状体的对焦距离；和
(d)根据眼球的晶状体的对焦距离确定被设置于所述光转向元件41的偏转角，其中在所述步骤(b)中，依据确定的偏转角调节所述光转向元件41的倾斜角度。
例如，在用户佩戴所述AR眼镜时，在所述步骤(c)中，所述眼球追踪单元50能够获取眼球的晶状体的对焦距离X，在所述步骤(d)中，所述控制单元60根据公式能够得到所述光转向元件41的偏转角为Δθ，以在所述步骤(b)中，依据确定的偏转角Δθ调节所述光转向元件41的倾斜角度，以将所述AR眼镜的双目辐辏调节为X，与眼球的晶状体的对焦距离X一致，从而解决辐辏冲突的问题。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (18)

1.双目辐辏可调节的AR眼镜，其特征在于，包括：
眼镜主体；
光波导，其中所述光波导被设置于所述眼镜主体；
光机，其中所述光机被设置于所述眼镜主体；以及
辐辏调节单元，其中所述辐辏调节单元包括光转向元件，所述光转向元件的角度被可调节地设置于所述光机和所述光波导之间，其中所述光转向元件用于使所述光机投射的图像光转向，经过转向作用的图像光能够经所述光波导的耦入区耦入和经所述光波导的耦出区耦出。
2.根据权利要求1所述的AR眼镜，其中所述AR眼镜包括两个所述光波导和两个所述光机，所述光机和所述光波导被平行地设置，其中所述辐辏调节单元包括两个所述光转向元件，每个所述光转向元件分别被设置于每个所述光机和每个所述光波导之间。
3.根据权利要求1所述的AR眼镜，其中所述AR眼镜包括一个所述光波导和两个所述光机，所述光机和所述光波导被平行地设置，其中所述辐辏调节单元包括两个所述光转向元件，每个所述光转向元件分别被设置于每个所述光机和所述光波导的每个耦入区之间。
4.根据权利要求1所述的AR眼镜，其中所述AR眼镜包括两个所述光机，所述光机和所述光波导被垂直地设置，其中所述辐辏调节单元包括两个所述光转向元件，其中所述AR眼镜进一步包括两转光部，每个所述转光部分别被设置于每个所述光机和每个所述光转向元件之间，每个所述光转向元件分别被设置于每个所述转光部和每个所述光波导之间，其中所述光机投射的图像光在经所述转光部转向后能够向所述光转向元件方向辐射。
5.根据权利要求1所述的AR眼镜，其中所述AR眼镜包括一个所述光机，所述光机和所述光波导被平行地设置，其中所述辐辏调节单元包括半反半透元件，所述半反半透元件的角度被可调节地被设置于所述光机和一个所述光波导之间，并且所述光机和所述光转向元件位于所述半反半透元件的相对两侧，其中所述半反半透元件用于使所述光机投射的图像光转向并经一个所述光波导的耦入区耦入和使图像光穿过后朝向所述光转向元件方向辐射。
6.根据权利要求2所述的AR眼镜，其中所述辐辏调节单元包括驱动器，所述光转向元件被可驱动地连接于所述驱动器，以由所述驱动器驱动所述光转向元件转动而调节所述光转向元件的倾斜角度。
7.根据权利要求6所述的AR眼镜，其中所述驱动器是磁致伸缩驱动器，其包括一第一磁致伸缩部和一第二磁致伸缩部，所述第一磁致伸缩部的相对两端分别被连接于两个所述光转向元件的一个端部，所述第二磁致伸缩部的相对两端分别被连接于两个所述光转向元件的另一个端部。
8.根据权利要求5所述的AR眼镜，其中所述辐辏调节单元包括两驱动器，所述半反半透元件被可驱动地连接于一个所述驱动器，所述光转向元件被可驱动地连接于另一个所述驱动器。
9.AR眼镜的双目辐辏调节方法，其特征在于，所述双目辐辏调节方法包括如下步骤：
(a)允许光机投射的图像光在经光转向元件的转向作用后自光波导的耦入区耦入；和
(b)调节所述光转向元件的倾斜角度，以改变所述光机投射的图像光自所述光波导的耦入区耦入的角度和自耦出区耦出的角度，以调节所述AR眼镜的双目辐辏。
10.根据权利要求9所述的双目辐辏调节方法，其中在所述步骤(a)和所述步骤(b)之间，所述双目辐辏调节方法进一步包括步骤：
(c)获取眼球的晶状体的对焦距离；和
(d)根据眼球的晶状体的对焦距离确定被设置于所述光转向元件的偏转角，其中在所述步骤(b)中，依据确定的偏转角调节所述光转向元件的倾斜角度。
11.根据权利要求10所述的双目辐辏调节方法，其中所述AR眼镜在两个所述光波导和两个所述光机之间分别设置一个所述光转向元件，并且所述光波导和所述光机被平行地设置，其中在所述步骤(a)中，每个所述光机投射的图像光在经每个所述光转向元件的转向作用后分别自每个所述光波导的耦入区耦入，其中在所述步骤(b)中，分别调节每个所述光转向元件的倾斜角度，以改变每个所述光机投射的图像光自每个所述光波导的耦入区耦入的角度和自耦出区耦出的角度，并且自每个所述光波导的耦出区耦出的图像光之间能够形成夹角。
12.根据权利要求10所述的双目辐辏调节方法，其中所述AR眼镜在一个所述光波导的两个耦入区和两个所述光机之间分别设置一个所述光转向元件，并且所述光波导和所述光机被平行地设置，其中在所述步骤(a)中，每个所述光机投射的图像光在经每个所述光转向元件的转向作用后分别自所述光波导的每个耦入区耦入，其中在所述步骤(b)中，分别调节每个所述光转向元件的倾斜角度，以改变每个所述光机投射的图像光自所述光波导的每个耦入区耦入的角度和自耦出区耦出的角度，并且自所述光波导的每个耦出区耦出的图像光之间能够形成夹角。
13.根据权利要求10所述的双目辐辏调节方法，其中所述AR眼镜在两个所述光波导和两个所述光机之间分别设置一个所述光转向元件和一个转向部，并且所述光波导和所述光机被垂直地设置，其中在所述步骤
(a)中，每个所述光机投射的图像光在分别经每个所述转光部和每个所述光转向元件的转动作用后分别自每个所述光波导的耦入区耦入，其中在所述步骤(b)中，分别调节每个所述光转向元件的倾斜角度，以改变每个所述光机投射的图像光自每个所述光波导的耦入区耦入的角度。
14.根据权利要求10所述的双目辐辏调节方法，其中所述AR眼镜在一个所述光波导和所述光机之间设置一个半反半透元件，在另一个所述光波导和所述半反半透元件之间设置一个所述光转向元件，其中在所述步骤(a)中，所述光机投射的图像光在经所述半反半透元件的转向作用后自一个所述光波导的耦入区耦入，所述光机投射的图像光在穿过所述半反半透元件并经所述光转向元件的转向作用后自另一个所述光波导的耦入区耦入，其中在所述步骤(b)中，分别调节所述半反半透元件和所述光转向元件的倾斜角度，以改变所述光机投射的图像光自每个所述光波导的耦入区耦入的角度。
15.根据权利要求11所述的双目辐辏调节方法，其中在所述步骤(b)中，两个所述光转向元件的倾斜角度分别被调节。
16.根据权利要求11所述的双目辐辏调节方法，其中在所述步骤(b)中，两个所述光转向元件的倾斜角度被同步调节。
17.根据权利要求16所述的双目辐辏调节方法，其中在上述方法中，两个所述光转向元件的倾斜角度被同幅度且反向地调节。
18.根据权利要求17所述的双目辐辏调节方法，其中在上述方法中，在两个所述光转向元件的一个端部之间设置第一磁致伸缩部，在两个所述光转向元件的另一个端部之间设置第二磁致伸缩部，其中在所述第一磁致伸缩部收缩和第二磁致伸缩部伸展时，一个所述光转向元件逆时针转动和另一个所述光转向元件顺时针转动，在所述第一磁致伸缩部伸展和第二磁致伸缩部收缩时，一个所述光转向元件顺时针转动和另一个所述光转向元件逆时针转动。
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