CN206805041U - 一种可调整透光度的视觉转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可调整透光度的视觉转换装置，主要用于近眼显示的显示装置；置于所述镜片单元远离眼睛且视野前侧用于遮挡或透射外界环境光的光阀单元；用于控制所述光阀单元透射率的控制装置；和用于所述镜片单元和所述光阀单元供电的电源。所述控制装置设有连接在电源和光阀单元之间的控制装置，所述镜片单元为反射式曲面镜片，反射式曲面镜片具有近眼(距离眼睛25厘米以内)曲面成像能力，所述配戴装置的内侧设有海绵垫，所述光阀单元的内侧面设有内凹的弧形折板，或光阀单元包含有框架及光阀，光阀设置于框架内，该视觉转换装置可以实现可调整透光度。

Description

一种可调整透光度的视觉转换装置

技术领域

本实用新型属于近眼显示装置的技术领域，特别涉及一种环境光切换的视觉转换装置。

背景技术

近年来，由于图像处理技术提高，虚拟现实(VR)或增强现实(AR)的相关产品及应用技术也日渐普遍，简单来说AR是将虚拟的信息或图像应用到真实世界，将真实的环境和虚拟的图像信息实时地叠加到了同一个画面或空间中，使观看者可以同时看到实际的现实影像场景及虚拟叠加上的图像信息，将两者结合形成增强现实影像；而VR是利用视差原理及显示设备使观看者看到可交互的虚拟三维环境影像，这虚拟三维环境影像完全是利用图像处理技术形成的虚拟影像，因此AR与VR的一个重要区别在于AR影像需要能观看到真实的环境，而VR影像则采用全虚拟的图像，因此一般观看AR的显示装置与观看VR的显示装置不同，并且两者之间无法实现互换。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种可实现VR与AR互相转换的可调整透光度的视觉转换装置。

本实用新型的技术方案是：一种可调整透光度的视觉转换装置，包括：

用于近眼显示的镜片单元；

置于所述镜片单元外侧用于遮挡或透射外界环境光的光阀单元；

用于控制所述光阀单元透射率的控制装置；

和用于所述光阀单元供电的电源。

优选的，所述镜片单元和所述光阀单元均连接在控制装置的一侧，所述光阀单元位于镜片单元的外侧，所述光阀单元位于镜片单元的正前方，所述控制装置设有连接在电源和光阀单元之间的控制装置，所述镜片单元为反射式曲面镜片。

优选的，所述可调整透光度的视觉转换装置进一步包含电压调节单元，所述电压调节单元与所述光阀单元及所述控制装置连接。

优选的，所述曲面镜片包含左侧视区及右侧视区，所述左侧视区与所述右侧视区为同一曲面镜片或分别为不同曲度的曲面镜片或分别为相同曲度且对称的曲面镜片。

优选的，所述光阀单元为单一片光阀。

优选的，所述光阀单元包括相互独立的左侧光阀和右侧光阀，所述控制装置独立的或同步的控制所述左侧光阀及所述右侧光阀。

优选的，所述左侧视区对应所述左侧光阀，所述右侧视区对应所述右侧光阀。

优选的，所述控制装置包括左侧电控和右侧电控，所述左侧电控与所述左侧光阀连接，所述右侧电控与所述右侧光阀连接。

优选的，所述可调整透光度的视觉转换装置可设置一显示单元，所述显示单元与所述镜片单元相对设置。

优选的，所述光阀单元为液晶光阀。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的可调整透光度的视觉转换装置可以实现环境光互相转换；设置电压调节单元，可以针对不同的需求调节光阀单元的透光率，进而实现不同的视觉效果；进一步将光阀单元设置成相互独立的左侧光阀和右侧光阀，可以通过控制按键同步控制或者分别控制，左侧视区和右侧视区可以呈现相同或不同的视觉效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型的立体结构示意图之一；

图2为本实用新型的立体结构示意图之二；

图3为光阀单元的控制原理图之一；

图4为光阀单元的控制原理图之二；

图5为光阀单元的控制原理图之三；

图6为光阀单元的控制原理图之四；

图7为光阀单元的一实施例。

图例说明：

配戴装置 1

控制装置 2

镜片单元 3

光阀单元 4

海绵垫 11

控制按键 21

左侧视区 31

右侧视区 32

左侧光阀 41

右侧光阀 42

框架 45

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式参见图1-6。在下述实施例中，表达「内侧」为可调整透光度的视觉转换装置靠近或朝向配戴时使用者眼睛的一侧，表达「外侧」为远离或背向配戴时使用者眼睛的一侧，表达「前方」或「正前方」为使用者配戴时视线的方向，在先说明。

实施例一，如图1-3，一种可调整透光度的视觉转换装置，包括：用于25cm近眼显示的镜片单元3；置于所述镜片单元3远离眼睛且视野前侧用于遮挡或透射外界环境光的光阀单元4，所述视野前侧为人正常平视、仰视或俯视前方所能看到的视野范围；用于控制所述光阀单元4透射率的控制装置2；和用于所述镜片单元3和所述光阀单元4供电的电源。

特别要说明的是，本实用新型是针对25cm近眼显示的显示装置，根据人类眼球结构，人眼近眼明视距离为25cm，当人眼看太远和太近的物体时，眼球都要进行调节，也就是改变眼球的突起程度，但有一个距离恰能使眼睛不用调节就能看清楚，这个距离就叫明视距离，也就是说眼睛看明视距离处的物体是感觉最舒服的、最适合正常人眼观察近处较小物体的距离，约为25cm。

为实现更好的配戴效果，所述控制装置2的一侧可以连接有配戴装置1，所述控制装置2的另一侧连接有位于下方的镜片单元3，所述控制装置2的另一侧还连接有位于镜片单元3外侧的光阀单元4，所述光阀单元4位于镜片单元3的正前方，所述控制装置2设有连接在电源和光阀单元4之间的控制装置，控制装置2电路上可以通过软件对供电模块进行控制实现电压调节，调节范围1到25V，所述镜片单元3为反射式曲面镜片，反射式曲面镜片具有近眼(2 5厘米以内)曲面成像能力，所述配戴装置1的内侧设有海绵垫11，所述光阀单元4的朝内的侧面设有内凹的弧形折板，所述光阀单元4贴设在弧型面板的内凹侧，也可以贴设在成像的反射式曲面镜片上，该视觉转换装置可以实现可调整透光度，响应速度为4毫秒～1000毫秒。

实施例二，如图1-2、4，与实施例一基本相同，不同之处在于，所述电源与控制装置之间连接有电压调节单元，可以针对不同的光照条件调节光阀单元4的透光率，进而实现良好的视觉效果，光阀单元4的调节范围为从接近不透明到接近50％透明度。

实施例三，如图1-2、5-6，与实施例一或实施例二基本相同，不同之处在于，所述电源为与控制装置2用数据线连接的外接电源，该外接电源为固定在控制装置2上方的太阳能电池板。

实施例四，如图1-2、5-6，与实施例一或实施例二基本相同，不同之处在于，所述电源为位于控制装置2内部的内置电源，该内置电源为蓄电池。在另外的实施例中，也可以采用外接电源作为电源供应的来源，但在此并不加以限定。

实施例五，与实施例一或实施例二基本相同，不同之处在于，所述电源包括固定在控制装置2上方的太阳能电池板和位于控制装置2内部的蓄电池，该太阳能电池板与蓄电池通过充电线连接，该太阳能电池板可以向蓄电池充电。

工作方式，控制装置2断电，光阀单元4的透光率减小，此时通过镜片单元3看不到环境光和环境实景但可以看到镜片单元3上的虚拟图像，此时为VR状态；按下控制按键21使控制装置2通电，光阀单元4的透光率增大，达到透光目的，这样是可以看到环境光和环境实景，也可以看到镜片单元3上的虚拟图像，此时为AR状态，同时控制按键一侧设有与电压调节单元连接的电压调节按钮，可以对电压进行调节，进而调节AR状态下镜片单元3的透明度。

实施例六，如图1-2，与实施例一或实施例二基本相同，不同之处在于，所述曲面镜片3包含左侧视区31及右侧视区32，左侧视区31对应配戴时使用者左眼视觉位置，右侧视区32对应配戴时使用者右眼视觉位置，所述左侧视区31与所述右侧视区32为同一曲面镜片，所述光阀单元4为单一光阀。

实施例七，如图1-2，与实施例一或实施例二基本相同，不同之处在于，所述镜片单元3包括相互独立的左侧视区31和右侧视区32，所述左侧视区31与所述右侧视区32分别为不同曲度的曲面镜片或分别为相同曲度且对称的曲面镜片，所述光阀单元4可以是单一片的光阀或者是包括相互独立的左侧光阀41和右侧光阀42，或为单一片的光阀则左侧视区31对应的是单一光阀左侧位置，右侧视区32对应的是单一光阀的右侧位置，若为相互独立的左侧光阀41及右侧光阀42，则所述左侧视区31对应所述左侧光阀41，所述右侧视区32对应所述右侧光阀42，控制装置21可分别控制左侧光阀41及右侧光阀42，使左侧视区31和右侧视区32可以呈现不同的视觉效果。

工作方式，控制装置21控制左侧光阀41和右侧光阀42的透光率均减小，此时通过左侧视区31和右侧视区32均看不到环境光和环境实景但可以看到左侧视区31和右侧视区32上的虚拟图像，此时左侧视区31和右侧视区32均为VR状态；控制装置21控制左侧光阀41和右侧光阀42的透光率增大，达到透光目的，这样是可以看到环境光和环境实景，也可以看到左侧视区31和右侧视区32上的虚拟图像，此时为左侧视区31和右侧视区32均为AR状态；控制装置21控制左侧光阀41的透光率增大、右侧光阀42的透光率减小，此时，通过左侧视区31可以看到环境光和环境实景，也可以看到左侧视区31上的虚拟图像，通过右侧视区32看不到环境光和环境实景但可以看到右侧视区32上的虚拟图像，此时为左侧视区31为AR状态、右侧视区32为VR状态；控制装置21控制左侧光阀41的透光率减小、右侧光阀42的透光率增大，此时，通过左侧视区31看不到环境光和环境实景但可以看到右侧视区32上的虚拟图像，通过右侧视区32可以看到环境光和环境实景，也可以看到左侧视区31上的虚拟图像，此时为左侧视区31为VR状态、右侧视区32为AR状态。

实施例八，所述可调整透光度的视觉转换装置可设置一显示单元，所述显示单元与所述镜片单元3相对设置，镜片单元3可反射显示单元所显示的影像，使其反射的影像被观看者的眼睛所接收，形成VR或AR的图像。

实施例九，所述光阀单元4为液晶光阀。液晶光阀是通过电压控制液晶分子的折射率来实现对光的相位延迟，在两片平板玻璃中间填充液晶材料，并在玻璃片上镀上透明电极与校准层，玻璃板之间的空隙由其边缘精细的玻璃纤维进行控制，这就制成了一个液晶相位延迟器；现有的液晶光阀是利用现有的夹层玻璃制造方法，将调光膜牢固粘结在两片普通浮法玻璃之间构成，当液晶光阀断电时，玻璃中间的高分子液晶材料无序排列，使光线无法穿透玻璃，这时看到的效果便是乳白色的不透明状态，当液晶光阀通电时，在电场作用下，玻璃中间的高分子液晶材料有序排列，使光线能透过玻璃，这时看到的效果便是透明无色的玻璃状态。目前的液晶光阀都是平面或规则弧形的，由于液晶光阀复合工艺上的高难度，曲面液晶光阀一直成为液晶光阀生产中无法解决的问题，自由曲面的液晶光阀制作工艺难度更大，是当前制作工艺无法解决的难题，所以曲面及自由曲面的液晶光阀产品还没出现，这大大制约了液晶光阀产品的广泛使用。可以将本实用新型的液晶光阀与镜片单元自由贴合组成不同曲率和形状的曲面，使得本实用新型的镜片单元更紧凑、轻巧、美观。

实施例十，所述光阀单元4为TN液晶。

实施例十一，所述光阀单元4为VA液晶。

实施例十二，所述光阀单元4可以是玻璃材质的平面光阀、PET柔性光阀、曲面光阀和与镜片单元3贴合的球面光阀之间的一种。

实施例十三，请参考图7，光阀单元4进一步可以包含框架45及光阀，光阀设置在框架45中，亦即通过框架45把光阀框设起来，在本实施例中光阀可以左侧光阀41及右侧光阀42或为单一片光阀。

Claims (10)

1.一种可调整透光度的视觉转换装置，其特征在于，包括：

用于近眼显示的镜片单元；

置于所述镜片单元外侧用于遮挡或透射外界环境光的光阀单元；

用于控制所述光阀单元透射率的控制装置；

和用于所述光阀单元供电的电源。

2.根据权利要求1所述可调整透光度的视觉转换装置，其特征在于，所述镜片单元和所述光阀单元均连接在控制装置的一侧，所述光阀单元位于镜片单元的凸面外侧，所述光阀单元位于镜片单元的正前方，所述控制装置设有连接在电源和光阀单元之间的控制装置，所述镜片单元为反射式曲面镜片。

3.根据权利要求1所述可调整透光度的视觉转换装置，其特征在于，所述可调整透光度的视觉转换装置进一步包含电压调节单元，所述电压调节单元与所述光阀单元及所述控制装置连接。

4.根据权利要求2所述可调整透光度的视觉转换装置，其特征在于，所述曲面镜片包含左侧视区及右侧视区，所述左侧视区与所述右侧视区为同一曲面镜片或分别为不同曲度的曲面镜片或分别为相同曲度且对称的曲面镜片。

5.根据权利要求4所述可调整透光度的视觉转换装置，其特征在于，所述光阀单元为单一片光阀。

6.根据权利要求4所述可调整透光度的视觉转换装置，其特征在于，所述光阀单元包括相互独立的左侧光阀和右侧光阀，所述控制装置独立的或同步的控制所述左侧光阀及所述右侧光阀。

7.根据权利要求6所述可调整透光度的视觉转换装置，其特征在于，所述左侧视区对应所述左侧光阀，所述右侧视区对应所述右侧光阀。

8.根据权利要求6所述可调整透光度的视觉转换装置，其特征在于，所述控制装置包括左侧电控和右侧电控，所述左侧电控与所述左侧光阀连接，所述右侧电控与所述右侧光阀连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的可调整透光度的视觉转换装置，其特征在于，所述可调整透光度的视觉转换装置可设置一显示单元，所述显示单元与所述镜片单元相对设置。

10.根据权利要求1-8任一项所述的可调整透光度的视觉转换装置，其特征在于，所述光阀单元为液晶光阀。