CN213338212U - 一种近眼显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种近眼显示设备，包括用于用户佩戴的眼镜架、至少一个图像显示元件和与所述图像显示元件的相配合的镜片，所述的图像显示元件包括壳体，壳体内部固定设置有图像源，与该图像显示元件相配合的镜片与壳体固定连接，所述壳体固定设置于眼镜架的左侧或右侧，图像源用于将图像投射至镜片，镜片用于将图像源出射的光线以及外部真实环境光线导入人眼。本实用新型由于图像源通过壳体与镜片实现相对固定，不同用户佩戴时，由于头围的不同使眼镜架产生形变时，镜片与图像源不会产生相对位移，保证了成像质量。镜片不与眼镜架直接连接，从而其与图像源的相对位置不受眼镜架形变影响。

Description

一种近眼显示设备

技术领域

本发明涉及头戴显示设备技术领域，尤其涉及一种近眼显示设备。

背景技术

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。随着AR技术发展，市面上出现了许多AR体验场所，人们在体验AR技术时，AR眼镜是必不可少工具。

目前具有显示功能的智能眼镜的图像源多是固定安装于镜框或镜腿上，当镜框或镜腿因用户佩戴发生微量变形时，就会造成图像源与镜片之间发生相对位移，导致图像源不能准确入射至镜片的图像光接收区域或导致图像源入射角发生改变，使得镜片成像质量差，影响显示效果，严重时导致设备无法使用。

发明内容

本发明实施例提供一种近眼显示设备，用以解决因镜腿或镜框变形导致设备显示效果差或无法使用的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了一种近眼显示设备，包括用于用户佩戴的眼镜架、至少一个图像显示元件和与所述图像显示元件的相配合的镜片，所述的图像显示元件包括壳体，壳体内部固定设置有图像源，与该图像显示元件相配合的镜片与壳体固定连接，所述壳体固定设置于眼镜架的左侧或右侧，并使与壳体固定连接的镜片位于佩戴用户的眼睛前方，图像源用于将图像投射至镜片，镜片用于将图像源出射的光线以及外部真实环境光线导入人眼。

本实用新型由于图像源通过壳体与镜片实现相对固定，不同用户佩戴时，由于头围的不同使眼镜架产生形变时，镜片与图像源不会产生相对位移，保证了成像质量。镜片不与眼镜架直接连接，从而其与图像源的相对位置不受眼镜架形变影响。

可选的，所述的眼镜架包括横梁、左镜腿和右镜腿，横梁的中部设置有鼻托，左镜腿和右镜腿的前端分别与横梁的左端和右端相连接。镜腿与横梁间的连接方式不做限制，左镜腿和/或右镜腿可通过常规铰接结构与横梁连接，左镜腿和/ 或右镜腿也可与横梁固定连接或一体成型，此时左镜腿和/或右镜腿部分或整体采用弹性材质。进一步的，所述的图像显示元件的壳体固定设置于横梁的左侧边缘、横梁的右侧边缘、左镜腿或右镜腿上。

可选的，所述的图像显示元件的壳体与眼镜框之间可以通过任意连接方式实现固定连接，对此不作限制。如可以通过连接件固定连接，如通过螺栓连接；也可以通过焊接、粘接或一体成型与眼镜框固定连接，如激光焊接、一体注塑、 3D打印等。同样可选的，所述的图像显示元件的壳体与镜片之间可以通过任意连接方式实现固定连接，对此不作限制。如可以通过连接件固定连接，如通过螺栓连接；也可以通过焊接、粘接等方式与眼镜框固定连接，如激光焊接、胶粘连接等。

可选的，所述的壳体内还设置有位于图像源出射光路上的成像镜组，图像源出射的光线经成像镜组后入射镜片。

可选的，所述的壳体的前端和与该图像显示元件相配合的镜片固定连接，镜片用于接收图像源光线的耦入区域沿图像源出射光路置于图像源的前方。当壳体内还设置有成像镜组时，镜片位于成像镜组的前方。

作为一种可选的实施例，所述的壳体具有容置图像源的前开口的容置孔，壳体的前端设置有位于容置孔前方的连接板，连接板与镜片连接，使镜片接收图像源光线的耦入区位于容置孔的前方。

可选的，所述的镜片内设置有用于衍射和/或反射光线的光学模组，光学模组用于将图像源出射的光线导向人眼，同时将外部实际物体反射的光线导向人眼，以使人眼既可以看到外部实际物体的图像，也可以看到虚拟图像，实现增强现实显示。

可选的，所述的图像源可以为光纤扫描图像源、LCD图像源、LED图像源、 LCoS图像源、DLP图像源、OLED图像源，或其他图像源。优选的，所述的图像源为光纤扫描图像源，所述的光纤扫描图像源包括光源、扫描驱动器和光纤，扫描驱动器具有固定端和自由端，扫描驱动器的自由端在驱动信号的驱动下相对于其固定端做二维扫描运动，在光纤一端连接光源，光纤的另一端以悬臂支撑的方式固定设置于扫描驱动器的自由端。

优选的，所述的左镜腿和/或右镜腿的末端设置有数据线或数据线插口，数据线或数据线插口与图像源电性连接。

优选的，所述的眼镜架上设置有至少一个摄像头，所述的摄像头包括手势识别摄像头、长焦摄像头、中长焦摄像头和slam摄像头中的一种或多种。作为优选的实施例，所述的眼镜架的中部设置有手势识别摄像头、长焦摄像头和中长焦摄像头，眼镜架的左右两侧分别设置有一个slam摄像头。

进一步可选的，所述的摄像头与所述的数据线或数据线插口电性连接。

优选的，所述的图像显示元件包括左侧图像显示元件和右侧图像显示元件，所述的镜片包括左侧图像显示元件相配合的左镜片和与右侧图像显示元件相配合的右镜片，左侧图像显示元件的壳体固定设置于眼镜架的左侧，并使左镜片位于佩戴用户的左眼前方，右侧图像显示元件的壳体固定设置于眼镜架的右侧，并使右镜片位于佩戴用户的右眼前方。

进一步优选的，所述的左侧图像显示元件的壳体固定设置于横梁的左侧边缘，或左侧图像显示元件的壳体固定设置于左镜腿上；所述的右侧图像显示元件的壳体固定设置于横梁的右侧边缘，或右侧图像显示元件的壳体固定设置于右镜腿上。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本实用新型由于图像源通过壳体与镜片实现相对固定，不同用户佩戴时，由于头围的不同使眼镜架产生形变时，镜片与图像源不会产生相对位移，保证了成像质量。镜片不与眼镜架直接连接，从而其与图像源的相对位置不受眼镜架形变影响。

附图说明

图1为本实用新型的局部剖视结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例的结构示意图；

图3为图2所示实施例的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种近眼显示设备，包括用于用户佩戴的眼镜架1、至少一个图像显示元件2和与所述图像显示元件2的相配合的镜片3，所述的图像显示元件2包括壳体21，壳体21内部固定设置有图像源22，与该图像显示元件2相配合的镜片3与壳体21固定连接，所述壳体21固定设置于眼镜架1的左侧或右侧，并使与壳体21固定连接的镜片3位于佩戴用户的眼睛前方，图像源22用于将图像投射至镜片3，镜片3用于将图像源22出射的光线以及外部真实环境光线导入人眼。

本实用新型由于图像源22通过壳体21与镜片3实现相对固定，不同用户佩戴时，由于头围的不同使眼镜架1产生形变时，镜片3与图像源22不会产生相对位移，保证了成像质量。镜片3不与眼镜架1直接连接，从而其与图像源 22的相对位置不受眼镜架1形变影响。所述的外部真实环境光线包括外部实际物体反射的光线、外部发光体发射的光线等。

可选的，所述的眼镜架包括横梁11、左镜腿12和右镜腿13，横梁11的中部设置有鼻托14，左镜腿12和右镜腿13的前端分别与横梁11的左端和右端相连接。镜腿与横梁11间的连接方式不做限制，左镜腿12和/或右镜腿13可通过常规铰接结构与横梁11连接，左镜腿12和/或右镜腿13也可与横梁11固定连接或一体成型，此时左镜腿12和/或右镜腿13部分或整体采用弹性材质。进一步的，所述的图像显示元件2的壳体21固定设置于横梁11的左侧边缘、横梁 11的右侧边缘、左镜腿12或右镜腿13上。

可选的，所述的图像显示元件2的壳体21与眼镜框之间可以通过任意连接方式实现固定连接，对此不作限制。如可以通过连接件固定连接，如通过螺栓连接；也可以通过焊接、粘接或一体成型与眼镜框固定连接，如激光焊接、一体注塑、3D打印等。同样可选的，所述的图像显示元件2的壳体21与镜片3之间可以通过任意连接方式实现固定连接，对此不作限制。如可以通过连接件固定连接，如通过螺栓连接；也可以通过焊接、粘接等方式与眼镜框固定连接，如激光焊接、胶粘连接等。

可选的，所述的壳体21内还设置有位于图像源22出射光路上的成像镜组23，图像源22出射的光线经成像镜组23后入射镜片3。

可选的，所述的壳体21的前端和与该图像显示元件2相配合的镜片3固定连接，镜片3用于接收图像源22光线的耦入区域沿图像源22出射光路置于图像源22的前方。当壳体21内还设置有成像镜组23时，镜片3位于成像镜组23 的前方。

作为一种可选的实施例，所述的壳体21具有容置图像源22的前开口的容置孔211，壳体21的前端设置有位于容置孔211前方的连接板212，连接板212 与镜片3连接，使镜片3接收图像源22光线的耦入区位于容置孔211的前方。

可选的，所述的镜片3内设置有用于衍射和/或反射光线的光学模组，光学模组用于将图像源22出射的光线导向人眼，同时将外部实际物体反射的光线导向人眼，以使人眼既可以看到外部实际物体的图像，也可以看到虚拟图像，实现增强现实显示。

可选的，所述的图像源22可以为光纤扫描图像源、LCD图像源、LED图像源、LCoS图像源、DLP图像源、OLED图像源，或其他图像源。优选的，所述的图像源22为光纤扫描图像源，所述的光纤扫描图像源包括光源、扫描驱动器 221和光纤222，扫描驱动器221具有固定端和自由端，扫描驱动器221的自由端在驱动信号的驱动下相对于其固定端做二维扫描运动，在光纤222一端连接光源，光纤222的另一端以悬臂支撑的方式固定设置于扫描驱动器221的自由端。

优选的，所述的左镜腿12和/或右镜腿13的末端设置有数据线4或数据线插口，数据线4或数据线插口与图像源22电性连接。

优选的，所述的眼镜架1上设置有至少一个摄像头，所述的摄像头包括手势识别摄像头、长焦摄像头、中长焦摄像头和slam摄像头中的一种或多种。作为优选的实施例，如图2所示，所述的眼镜架1的中部设置有手势识别摄像头 51、长焦摄像头52和中长焦摄像头53，眼镜架1的左右两侧分别设置有一个 slam摄像头64。

进一步可选的，所述的摄像头与所述的数据线或数据线插口电性连接。

作为一个优选的实施例，如图2、图3所示，所述的图像显示元件2包括左侧图像显示元件200和右侧图像显示元件201，所述的镜片3包括左侧图像显示元件200相配合的左镜片30和与右侧图像显示元件201相配合的右镜片31，左侧图像显示元件200的壳体21固定设置于眼镜架1的左侧，并使左镜片30位于佩戴用户的左眼前方，右侧图像显示元件201的壳体21固定设置于眼镜架1 的右侧，并使右镜片31位于佩戴用户的右眼前方。

进一步优选的，所述的左侧图像显示元件200的壳体21固定设置于横梁11 的左侧边缘，或左侧图像显示元件200的壳体21固定设置于左镜腿12上；所述的右侧图像显示元件201的壳体21固定设置于横梁11的右侧边缘，或右侧图像显示元件201的壳体21固定设置于右镜腿13上。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本实用新型由于图像源通过壳体与镜片实现相对固定，不同用户佩戴时，由于头围的不同使眼镜架产生形变时，镜片与图像源不会产生相对位移，保证了成像质量。镜片不与眼镜架直接连接，从而其与图像源的相对位置不受眼镜架形变影响。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种近眼显示设备，其特征在于，包括用于用户佩戴的眼镜架、至少一个图像显示元件和与所述图像显示元件的相配合的镜片，所述的图像显示元件包括壳体，壳体内部固定设置有图像源，与该图像显示元件相配合的镜片与壳体固定连接，所述壳体固定设置于眼镜架的左侧或右侧，图像源用于将图像投射至镜片，镜片用于将图像源出射的光线以及外部真实环境光线导入人眼。

2.如权利要求1所述的一种近眼显示设备，其特征在于，所述的眼镜架包括横梁、左镜腿和右镜腿，横梁的中部设置有鼻托，左镜腿和右镜腿的前端分别与横梁的左端和右端相连接，所述的图像显示元件的壳体固定设置于横梁的左侧边缘、横梁的右侧边缘、左镜腿或右镜腿。

3.如权利要求1或2所述的一种近眼显示设备，其特征在于，所述的壳体内还设置有位于图像源出射光路上的成像镜组，图像源出射的光线经成像镜组后入射镜片。

4.如权利要求1或2所述的一种近眼显示设备，其特征在于，所述的壳体的前端和与该图像显示元件相配合的镜片固定连接，镜片用于接收图像源光线的耦入区域沿图像源出射光路置于图像源的前方。

5.如权利要求4所述的一种近眼显示设备，其特征在于，所述的壳体具有容置图像源的前开口的容置孔，壳体的前端设置有位于容置孔前方的连接板，连接板与镜片连接，使镜片接收图像源光线的耦入区位于容置孔的前方。

6.如权利要求1所述的一种近眼显示设备，其特征在于，所述的镜片内设置有用于衍射和/或反射光线的光学模组，光学模组用于将图像源出射的光线导向人眼，同时将外部实际物体反射的光线导向人眼。

7.如权利要求1所述的一种近眼显示设备，其特征在于，所述的图像源为光纤扫描图像源、LCD图像源、LED图像源、LCoS图像源、DLP图像源或OLED图像源。

8.如权利要求7所述的一种近眼显示设备，其特征在于，所述的图像源为光纤扫描图像源，所述的光纤扫描图像源包括光源、扫描驱动器和光纤，扫描驱动器具有固定端和自由端，扫描驱动器的自由端在驱动信号的驱动下相对于其固定端做二维扫描运动，在光纤一端连接光源，光纤的另一端以悬臂支撑的方式固定设置于扫描驱动器的自由端。

9.如权利要求2所述的一种近眼显示设备，其特征在于，所述的左镜腿和/或右镜腿的末端设置有数据线或数据线插口，数据线或数据线插口与图像源电性连接。

10.如权利要求1所述的一种近眼显示设备，其特征在于，所述的眼镜架上设置有至少一个摄像头。

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