CN209979944U - 光学引擎以及智能眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光学引擎以及智能眼镜，其中，该光学引擎包括：第一照明单元；成像单元，与第一照明单元并行设置；反射单元，安装于第一照明单元的出光侧，反射单元的反射面与第一照明单元发出的光呈夹角设置，以反射第一照明单元发出的光；第一偏振单元，安装于成像单元的入光侧，第一偏振单元的偏振面与反射单元反射的光呈夹角设置，第一偏振单元的偏振面用于反射或透射光；以及LCOS芯片，安装于第一偏振单元背对成像单元的一侧，LCOS芯片用于反射第一偏振单元反射的光，以使得通过LCOS芯片反射的光透过第一偏振单元传播至成像单元。如此设置，使得该光学引擎整体的厚度得到减小。

Description

光学引擎以及智能眼镜

技术领域

本实用新型涉及穿戴设备技术领域，特别涉及一种光学引擎以及智能眼镜。

背景技术

现有的智能眼镜包括支架、两波导片以及两光学引擎，两波导片均安装于该支架对应的镜框上，两光学引擎安装于支架对应的镜脚上，两光学引擎与对应的波导片配合，两光学引擎形成的图像均可以投射至对应的波导片上，以供用户观看。

现有的光学引擎包括呈线性排布的照明单元、透镜单元、偏振单元以及成像单元，偏振单元的一侧设置有反射单元，偏振单元的另一侧设置有芯片，这就使得该光学引擎的元器件在该支架的两镜脚靠近或者远离的方向呈三排设置的，从而导致该光学引擎整体比较厚，进而使得该光学引擎影响智能眼镜的佩戴。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种光学引擎，旨在缩小光学引擎的体积。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种光学引擎，应用于智能眼镜，所述光学引擎包括：

第一照明单元；

成像单元，与所述第一照明单元并行设置；

反射单元，安装于所述第一照明单元的出光侧，所述反射单元的反射面与所述第一照明单元发出的光呈夹角设置，以反射所述第一照明单元发出的光；

第一偏振单元，安装于所述成像单元的入光侧，所述第一偏振单元的偏振面与所述反射单元反射的光呈夹角设置，所述第一偏振单元的偏振面用于反射或透射光；以及

LCOS芯片，安装于所述第一偏振单元背对所述成像单元的一侧，所述LCOS芯片用于反射所述第一偏振单元反射的光，以使得通过所述LCOS芯片反射的光透过所述第一偏振单元传播至所述成像系统。

可选地，所述反射单元的反射面与所述第一照明单元发出的光呈45°夹角设置；所述第一偏振单元的偏振面与所述反射单元的反射面平行设置。

可选地，所述光学引擎还包括第一凸透镜，所述第一凸透镜安装于所述第一照明单元和所述反射单元之间。

可选地，所述光学引擎还包括第二凸透镜，所述第二凸透镜安装于所述第一偏振单元和所述反射单元之间。

可选地，所述光学引擎还包括第三凸透镜，所述第三凸透镜安装于所述第一偏振单元和所述成像单元之间。

可选地，所述光学引擎还包括凹透镜以及两第四凸透镜，两所述第四凸透镜安装于所述第一偏振单元和所述成像单元之间，所述凹透镜安装于两所述第四凸透镜之间。

可选地，所述光学引擎还包括第二照明单元和第二偏振单元，所述第二偏振单元安装于所述第一照明单元和所述反射单元之间，所述第二照明单元安装于所述第二偏振单元远离所述成像单元的一侧，所述第一照明单元发出的光透过所述第二偏振单元传播至所述反射单元，所述第二照明单元发出的光经所述第二偏振单元反射至所述反射单元。

本实用新型还提出一种智能眼镜，该智能眼镜包括支架、两波导片以及两光学引擎，两波导片均安装于所述支架对应的镜框上，两所述光学引擎均安装于所述支架对应的镜脚上，两所述光学引擎与对应的波导片配合；其中，所述光学引擎包括：

第一照明单元；

成像单元，与所述第一照明单元并行设置；

反射单元，安装于所述第一照明单元的出光侧，所述反射单元的反射面与所述第一照明单元发出的光呈夹角设置，以反射所述第一照明单元发出的光；

第一偏振单元，安装于所述成像单元的入光侧，所述第一偏振单元的偏振面与所述反射单元反射的光呈夹角设置，所述第一偏振单元的偏振面用于反射或透射光；以及

LCOS芯片，安装于所述第一偏振单元背对所述成像单元的一侧，所述LCOS芯片用于反射所述第一偏振单元反射的光，以使得通过所述LCOS芯片反射的光透过所述第一偏振单元传播至所述成像系统。

本实用新型通过将光学引擎的第一照明单元和成像单元并行设置，将反射单元安装于第一照明单元的出光侧，将第一偏振单元安装于成像单元的入光侧，将LCOS芯片安装于第一偏振单元背对成像单元的一侧，该反射单元的反射面与第一照明单元发出的光呈夹角设置，以反射第一照明单元发出的光，该第一偏振单元的偏振面与反射单元反射的光呈夹角设置，该第一偏振单元的偏振面将反射单元反射的光反射至LCOS芯片，该LCOS芯片将第一偏振单元反射的光偏振后再反射至第一偏振单元的偏振面，且透过第一偏振单元的偏振面传播至成像单元，以使得成像单元形成图像。本实用新型中的光学引擎中的元器件在智能眼镜的支架的两镜脚相互靠近或者远离的方向呈一排设置，即本实用新型的光学引擎中的元器件位于同一平面内，这就使得整个光学引擎的厚度得到的缩小，该光学引擎在其厚度方向上的一侧与智能眼镜的镜脚连接，这样就使得该光学引擎凸出智能眼镜的镜脚的尺寸比较小，进而便于智能眼镜的佩戴。

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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的光学引擎第一实施例的示意图；

图2为本实用新型的智能眼镜一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型的光学引擎第二实施例的示意图；

图4为本实用新型的光学引擎第三实施例的示意图；

图5为本实用新型的光学引擎第四实施例的示意图；

图6为本实用新型的光学引擎第五实施例的示意图；

图7为本实用新型的光学引擎第六实施例的示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	光学引擎	70	第二照明单元
10	第一照明单元	75	第二偏振单元
				20	成像单元	80	第二凸透镜
30	反射单元	85	第三凸透镜
				40	第一偏振单元	90	第四凸透镜
50	LCOS芯片	95	凹透镜
				31	反射面	1000	智能眼镜
41	偏振面	200	支架
				60	第一凸透镜	300	波导片

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参阅附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为：包括三个并列的方案，以“A/B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案，另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种光学引擎，其应用于智能眼镜上，请参阅图1和图2，图1为本实用新型的光学引擎一实施例的结构示意图，图2为本实用新型的智能眼镜一实施例的结构示意图。该光学引擎100包括第一照明单元10、成像单元20、反射单元30、第一偏振单元40以及LCOS芯片50；其中，第一照明单元10和成像单元20并行设置；该反射单元30安装于第一照明单元10的出光侧，该反射单元30的反射面31与第一照明单元10发出的光呈夹角设置，以反射第一照明单元10发出的光；第一偏振单元40安装于成像单元20的入光侧，第一偏振单元40的偏振面41与反射单元30反射的光呈夹角设置，第一偏振单元40的偏振面41用于反射或透射该反射单元30反射的光；LCOS芯片50安装于第一偏振单元40背对成像单元20的一侧，LCOS芯片50用于反射第一偏振单元40反射的光，以使得通过LCOS芯片50反射的光透过第一偏振单元40传播至成像单元20。

该第一照明单元10可以仅由能够发光的灯形成，该第一照明单元10还可以由能够发光的灯以及其他光学元件组成，例如该第一照明单元10可以由白色LED灯组成；再如该第一照明单元10由红色LED灯、蓝色LED灯、绿色LED灯以及两个滤光片组成，该绿色LED灯朝向反射单元30设置，两滤光片安装于绿色LED灯和反射单元30之间，两滤光片均与绿色LED灯发出的光呈夹角设置，蓝色LED灯和红色LED灯均安装于两滤光片远离成像单元20的一侧，蓝色LED灯正对两滤光片中邻近绿色LED灯的滤光片设置，红色LED灯正对两滤光片中邻近反射单元30的滤光片设置，邻近绿色LED灯的滤光片可以透绿光反射蓝光，邻近反射单元30的滤光片透绿光和蓝光同时反射红光，这样就使得三色LED灯发出的光可以汇聚形成高亮度的光。

该反射单元30具有反射面31，该反射面31用于反射第一照明单元10发出的光，该反射单元30可以是具有反射面31的反射镜，该反射单元30还可以是具有反射面31的透镜，只要该反射单元30的反射面31能够将第一照明单元10发出的光进行发射，以改变光的传播路径即可。

该第一偏振单元40具有偏振面41，该偏振面41可以反射光或者透射光，该第一偏振单元40可以是涂有偏振膜的玻璃片，该第一偏振单元40可以是涂有偏振膜的棱镜，只要该第一偏振单元40的偏振面41能够反射和透射被反射单元30的反射面31反射的光即可。

该LCOS(Liquid Crystal on Silicon)芯片50即液晶附硅，其是一种基于反射模式的矩阵液晶显示装置，这就使得通过第一偏振单元40反射至LCOS芯片50上的光会被LCOS芯片50反射回，同时该LCOS芯片50还对光进行偏振，以使得被LCOS芯片50反射的光能够透过第一偏振单元40的偏振面41。

本实用新型通过将光学引擎100的第一照明单元10和成像单元20并行设置，将反射单元30安装于第一照明单元10的出光侧，将第一偏振单元40安装于成像单元20的入光侧，将LCOS芯片50安装于第一偏振单元40背对成像单元20的一侧，该反射单元30的反射面31与第一照明单元10发出的光呈夹角设置，以反射第一照明单元10发出的光，该第一偏振单元40的偏振面41与反射单元30反射的光呈夹角设置，该第一偏振单元40的偏振面41将反射单元30反射的光反射至LCOS芯片50，该LCOS芯片50将第一偏振单元40反射的光偏振后再反射至第一偏振单元40的偏振面41，且透过第一偏振单元40的偏振面41传播至成像单元20，以使得成像单元20形成图像。本实用新型中的光学引擎100中的元器件在智能眼镜1000的支架200的两镜脚相互靠近或者远离的方向呈一排设置，即本实用新型的光学引擎100中的元器件位于同一平面内，这就使得整个光学引擎100的厚度得到的缩小，该光学引擎100在其厚度方向上的一侧与智能眼镜1000的镜脚连接，这样就使得该光学引擎100凸出智能眼镜1000的镜脚的尺寸比较小，进而便于智能眼镜1000的佩戴。

为了进一步缩小光学引擎100的体积，在本实用新型的一实施例中，请参照图1，该反射单元30的反射面31与第一照明单元10发出的光呈45°夹角设置，第一偏振单元40的偏振面41与反射单元30的反射面31与反射单元30的反射面31平行设置。如此设置，使得整个光学引擎100的元器件呈两排设置，即第一照明单元10、反射单元30呈一直线排布，第一偏振单元40、LCOS芯片50以及成像单元20呈直线排布，这就使得整个光学引擎100的整体体积进一步得到缩小。

为了提高第一照明单元10发出的光的利用率，在本实用新型的一实施例中，请参照图3，该光学引擎100还包括第一凸透镜60，该第一凸透镜60安装于第一照明单元10和反射单元30之间。由于第一凸透镜60具有聚光的左右，这就使得第一照明单元10发出光通过第一凸透镜60时会被汇聚，从而使得第一照明单元10发出的光在第一凸透镜60的汇聚下全部传播至反射单元30的反射面31，提高了第一照明单元10发出的光的利用率，同时还有利于保证该光学引擎100所形成的图像的亮度。

为了保证该光学引擎100所形成的图像的亮度，在本实用新型的一实施例中，请参照图4，该光学引擎100还包括第二照明单元70和第二偏振单元75，第二偏振单元75安装于第一照明单元10和反射单元30之间，第二照明单元70安装于第二偏振单元75远离成像单元20的一侧，第一照明单元10发出的光透过第二偏振单元75传播至反射单元30，第二照明单元70发出的光经过第二偏振单元75反射至反射单元30。如此设置，一方面增加了光源的数量，这样就使得光源的亮度得到保障，进而保障了该光学引擎100所形成的图像的亮度；另一方面该第二照明单元70和第二偏振单元75与该光学引擎100的其他元器件均在一个平面内，从而使得该光学引擎100的整体厚度并未增加。

为了保证该反射单元30所反射的光能够尽数的传播至第一偏振单元40的反射面31，在本实用新型的一实施例中，请参照图5，该光学引擎100还包括第二凸透镜80，第二凸透镜80安装于第一偏振单元40和反射单元30之间。由于第二凸透镜80具有聚光作用，这就使得经反射单元30的反射面31反射的光通过第二凸透镜80后得到汇聚，从而使得被该反射单元30的反射面31所反射的光大部分甚至全部传播至第一偏振单元40的偏振面41。

为了保证成像单元20所形成的成像的亮度，在本实用新型的一实施例中，请参照图6，该光学引擎100还包括第二凸透镜80，第三凸透镜85安装于第一偏振单元40和成像单元20之间。第三凸透镜85具有聚光的作用，这就使得通过第一偏振单元40的光经过第三凸透镜85的汇聚作用后，大部分甚至全部传播至成像单元20，这样就保证了有足够多的光传播至成像单元20，进而有利于保证该成像单元20所形成的图像的亮度。

显然，还可以采用其他的方式来保证该成像单元20的所形成的成像的亮度，在本实用新型的另一实施例中，请参照7，该光学引擎100还包括一凹透镜95以及两第四凸透镜90，两第四凸透镜90安装于第一偏振单元40和成像单元20之间，该凹透镜95安装于两第四凸透镜90之间。两第四凸透镜90中邻近第一偏振单元40的第四凸透镜90用于汇聚通过第一偏振单元40的光，该凹透镜95用于将通过邻近第一偏振单元40的第四凸透镜90的光进行发散，两第四凸透镜90中邻近丞相当的第四凸透镜90用于汇聚通过凹透镜95的光，这就使得光依次通过第四凸透镜90、凹透镜95以及第四凸透镜90后形成了平行度较好的光(平行光)，进而有利于保证成像单元20的成像质量；同时光通过第一偏振单元40的光在两第四凸透镜90以及凹透镜95的作用下，能够尽数的传播至成像单元20，这样还能够保证成像单元20形成图像的亮度。

本实用新型提出一种智能眼镜1000，请参照图2，该智能眼镜1000包括支架200、两波导片300以及两光学引擎100，两波导片300均安装于支架200对应的镜框上，两光学引擎100均安装于支架200对应的镜脚上，两光学引擎100与对应的波导片300的配合，该光学引擎100的具体结构参照上述实施例，由于本智能眼镜1000采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种光学引擎，应用于智能眼镜，其特征在于，所述光学引擎包括：

第一照明单元；

成像单元，与所述第一照明单元并行设置；

反射单元，安装于所述第一照明单元的出光侧，所述反射单元的反射面与所述第一照明单元发出的光呈夹角设置，以反射所述第一照明单元发出的光；

第一偏振单元，安装于所述成像单元的入光侧，所述第一偏振单元的偏振面与所述反射单元反射的光呈夹角设置，所述第一偏振单元的偏振面用于反射或透射光；以及

LCOS芯片，安装于所述第一偏振单元背对所述成像单元的一侧，所述LCOS芯片用于反射所述第一偏振单元反射的光，以使得通过所述LCOS芯片反射的光透过所述第一偏振单元传播至所述成像单元。

2.如权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，所述反射单元的反射面与所述第一照明单元发出的光呈45°夹角设置；所述第一偏振单元的偏振面与所述反射单元的反射面平行设置。

3.如权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，所述光学引擎还包括第一凸透镜，所述第一凸透镜安装于所述第一照明单元和所述反射单元之间。

4.如权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，所述光学引擎还包括第二凸透镜，所述第二凸透镜安装于所述第一偏振单元和所述反射单元之间。

5.如权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，所述光学引擎还包括第三凸透镜，所述第三凸透镜安装于所述第一偏振单元和所述成像单元之间。

6.如权利要求1所述的光学引擎，其特征在于，所述光学引擎还包括凹透镜以及两第四凸透镜，两所述第四凸透镜安装于所述第一偏振单元和所述成像单元之间，所述凹透镜安装于两所述第四凸透镜之间。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的光学引擎，其特征在于，所述光学引擎还包括第二照明单元和第二偏振单元，所述第二偏振单元安装于所述第一照明单元和所述反射单元之间，所述第二照明单元安装于所述第二偏振单元远离所述成像单元的一侧，所述第一照明单元发出的光透过所述第二偏振单元传播至所述反射单元，所述第二照明单元发出的光经所述第二偏振单元反射至所述反射单元。

8.一种智能眼镜，其特征在于，包括支架、两波导片以及两如权利要求1至7中任意一项所述的光学引擎，两波导片均安装于所述支架对应的镜框上，两所述光学引擎均安装于所述支架对应的镜脚上，两所述光学引擎与对应的波导片的配合。

Images