CN221039632U - 一种弹性镜腿结构的ar眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弹性镜腿结构的AR眼镜，左镜腿和右镜腿均包括沿从前向后的方向依次连接的刚性壳体部、弹性连接部和挂耳壳体部，弹性连接部包括弹性连接件和套装于弹性连接件外部的弹性壳体，弹性连接件的前后两端分别与刚性壳体部和挂耳壳体部固定连接，弹性壳体的前后两端分别连接刚性壳体部和挂耳壳体部。由弹性连接部的弹性变形回复力在用户佩戴时中提供足够的夹紧力，避免AR眼镜脱落。佩戴和摘取过程中产生的形变集中发生在弹性连接部，能够减小了刚性壳体部所承受的形变力，有效保证刚性壳体部与镜框之间的相对位置固定，使得图像显示元件与波导镜片相对位置固定，保证了成像质量和图像成像稳定性。

Description

一种弹性镜腿结构的AR眼镜

技术领域

本实用新型涉及AR显示设备技术领域，尤其涉及一种弹性镜腿结构的AR眼镜。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，AR)显示，是真实世界信息和虚拟信息实时叠加至同一个画面或空间的新兴显示技术。使用者佩戴上相应的近眼显示设备后，人眼可实时接收自然环境光线以及叠加于自然环境中的虚拟图像，实现超越现实的感官体验。通常而言，在实际应用场景中，可通过诸如AR眼镜等近眼显示设备实现AR显示。

通常情况下，眼镜包括两个可以展开或收合的镜腿。在佩戴眼镜时，两个镜腿分别位于用户的两侧脸处，并分别搭接在两侧的耳部，以通过耳部对镜腿进行支撑，通过镜腿对用户侧脸的压紧保证眼镜佩戴的稳定。然而，AR眼镜主体内含有成像电子元件，为保证电子元件稳定工作，镜框及镜腿通常采用不可变形材料，这就导致容易造成用户的佩戴不适。如若镜腿紧压用户侧脸，就会造成痛感；而若镜腿完全脱离用户的侧脸，则使眼镜容易脱落。基于上述问题，严重影响用户体验。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种弹性镜腿结构的AR眼镜，用以在不影响AR眼镜显示效果的前提下提高眼镜的头径适用范围，并提升用户佩戴舒适度。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种弹性镜腿结构的AR眼镜，包括镜框，镜框内设置有镜片，镜框左右两侧分别设置左镜腿和右镜腿，以镜腿相对于镜框所处的一侧为后侧，所述的左镜腿和右镜腿均包括沿从前向后的方向依次连接的刚性壳体部、弹性连接部和挂耳壳体部，刚性壳体部的前端与镜框固定连接，所述的弹性连接部包括弹性连接件和套装于弹性连接件外部的弹性壳体，弹性连接件的前后两端分别与刚性壳体部和挂耳壳体部固定连接，弹性壳体的前后两端分别连接刚性壳体部和挂耳壳体部。

弹性连接部的弹性连接件和弹性壳体则采用弹性模量小、具有一定弹性的材料制成，用户佩戴和摘取，由弹性连接部的弹性变形回复力在用户佩戴时中提供足够的夹紧力，避免AR眼镜脱落。佩戴和摘取过程中产生的形变集中发生在弹性连接部，能够减小了刚性壳体部所承受的形变力，有效保证刚性壳体部与镜框的连接处不会受很大的力，保证两者之间的相对位置固定，从而使得图像显示元件与波导镜片相对位置固定，保证了成像质量和图像成像稳定性。因而，本实用新型的结构在保证佩戴舒适度的基础上，还利于AR眼镜的高质量成像和稳定成像。

可选的，所述的弹性连接件为蛇形弹簧。进一步优选的，所述的蛇形弹簧的中部设置有加强筋。

可选的，所述的弹性连接件为蛇形弹片。进一步优选的，所述的蛇形弹片的中部设置有加强筋。

所述的弹性壳体为筒形件，弹性壳体与弹性连接件之间具有供线缆穿过的空间。优选的，所述的刚性壳体部的后端和挂耳壳体部前端均设置有便于连接弹性壳体的连接结构，如插接台阶面；弹性壳体的前后两端同样对应设置有相配合的连接结构。

进一步的，所述的左镜腿的刚性壳体部和右镜腿的刚性壳体部中，至少有一个刚性壳体部设置有图像显示元件，所述的图像显示元件包括向镜片出射图像光的图像源和设置于图像源出射光路上的成像镜组，接收图像显示元件出射的图像光的镜片为波导镜片，波导镜片用于将图像显示元件出射的图像光以及外部真实环境光线导入人眼。刚性壳体部采用弹性模量较大的材料制成，以使在佩戴过程中刚性壳体部不会发生形变。

所述的左镜腿的刚性壳体部和/或右镜腿的刚性壳体部设置有用于安装图像显示元件的容置腔，所述的容置腔为前侧开口的腔体，所述的图像显示元件安装于所述的容置腔内，与该图像显示元件相配合的波导镜片的耦入单元位于图像显示元件的正前方。

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，进一步的，所述的光纤扫描图像源包括扫描驱动器和光纤，扫描驱动器通过支撑件固定设置于左镜腿或右镜腿的刚性壳体部内，扫描驱动器的前端为自由端，所述自由端在驱动信号的驱动下做二维扫描运动，光纤的出射端以悬臂支撑的方式固定设置于扫描驱动器的自由端。

本实用新型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：

弹性连接部能够减小了刚性壳体部所承受的形变力，有效保证刚性壳体部与镜框的连接处不会受很大的力，保证两者之间的相对位置固定，从而使得图像显示元件与波导镜片相对位置固定，保证了成像质量和图像成像稳定性。

因而，本实用新型的结构在保证佩戴舒适度的基础上，还利于AR眼镜的高质量成像和稳定成像。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为弹性连接件为蛇形弹簧的结构示意图；

图3为图2所示实施例设置有加强筋的结构示意图；

图4为弹性连接件为蛇形弹片的结构示意图；

图5为图4所示实施例设置有加强筋的结构示意图；

图6为弹性连接件为弹性连接杆的结构示意图；

图7为图像显示元件的设置结构示意图；

图8为光纤扫描图像源的光源模组设置于挂耳壳体部内的结构示意图。

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。

如图1、图2所示，本实用新型实施例提供一种弹性镜腿结构的AR眼镜，包括镜框101，镜框101内设置有镜片，镜框101左右两侧分别设置左镜腿102和右镜腿103，以镜腿相对于镜框101所处的一侧为后侧，所述的左镜腿102和右镜腿103均包括沿从前向后的方向依次连接的刚性壳体部201、弹性连接部202和挂耳壳体部203，刚性壳体部201的前端与镜框101固定连接，所述的弹性连接部202包括弹性连接件2021和套装于弹性连接件2021外部的弹性壳体2022，弹性连接件2021的前后两端分别与刚性壳体部201和挂耳壳体部203固定连接，弹性壳体2022的前后两端分别连接刚性壳体部201和挂耳壳体部203，弹性壳体2022与弹性连接件2021之间具有供线缆穿过的空间。

弹性连接部202的弹性连接件2021和弹性壳体2022则采用弹性模量小、具有一定弹性的材料制成，用户佩戴和摘取，由弹性连接部202的弹性变形回复力在用户佩戴时中提供足够的夹紧力，避免AR眼镜脱落。佩戴和摘取过程中产生的形变集中发生在弹性连接部202，能够减小了刚性壳体部201所承受的形变力，有效保证刚性壳体部201与镜框101的连接处不会受很大的力，保证两者之间的相对位置固定，从而使得图像显示元件与波导镜片相对位置固定，保证了成像质量和图像成像稳定性。特别是对于图像显示元件设置于镜腿的AR眼镜，镜腿在垂直方向的扭转会严重影响AR眼镜的显示质量，本实用新型不仅能够吸收镜腿在佩戴时水平方向的扭转，对于镜腿在垂直方向的扭转同样具有吸收能力，能够有效提升于图像显示元件设置于镜腿的AR眼镜的图像显示质量。

因而，本实用新型的结构在保证佩戴舒适度的基础上，还利于AR眼镜的高质量成像和稳定成像。

可选的，如图2所示，所述的弹性连接件2021为蛇形弹簧。进一步优选的，如图3所示，所述的蛇形弹簧的中部设置有加强筋2023。

可选的，如图4所示，所述的弹性连接件2021为蛇形弹片。进一步优选的，如图5所示，所述的蛇形弹片的中部设置有加强筋2024。

可选的，如图6所示，所述的弹性连接件2021为弹性连接杆。

所述的弹性壳体2022为筒形件，优选的，所述的刚性壳体部201的后端和挂耳壳体部203前端均设置有便于连接弹性壳体2022的连接结构，如插接台阶面；弹性壳体2022的前后两端同样对应设置有相配合的连接结构。

进一步的，所述的左镜腿102的刚性壳体部201和右镜腿103的刚性壳体部201中，至少有一个刚性壳体部201设置有图像显示元件，如图7所示，所述的图像显示元件包括向镜片出射图像光的图像源301和设置于图像源301出射光路上的成像镜组302，接收图像显示元件出射的图像光的镜片为波导镜片，波导镜片用于将图像显示元件出射的图像光以及外部真实环境光线导入人眼。刚性壳体部201采用弹性模量较大的材料制成，以使在佩戴过程中刚性壳体部201不会发生形变。

刚性壳体部201的前端与镜框101之间可以通过焊接、一体成型或连接件固定连接，作为一种可选的实施例，所述的镜框101连接刚性壳体部201的位置处设置有一个固定夹套，固定夹套通过螺栓连接可拆卸夹套，固定夹套与可拆卸夹套之间围成供刚性壳体部201穿入的安装孔，刚性壳体部201的前端装入该安装孔后，通过拧紧螺栓使得固定夹套和可拆卸夹套夹紧刚性壳体部201，实现刚性壳体部201与镜框101的固定连接。从而方便刚性壳体部201的拆装，当镜框101、刚性壳体部201或刚性壳体部201内的图像显示元件损坏或产生故障时，仅拆卸或更换部分部件即可，降低维修成本和维修难度。进一步的，固定夹套与镜框101之间可以通过焊接、一体成型或连接螺丝固定连接，对此不作限制。

进一步的，所述的镜片包括左镜片和右镜片，当所述的左镜腿102的刚性壳体部201设置有图像显示元件时，所述的左镜片为波导镜片；当所述的右镜腿103的刚性壳体部201设置有图像显示元件时，所述的右镜片为波导镜片。进一步的，所述的波导镜片具有用于接收图像显示元件出射的图像光的耦入单元，耦入单元沿图像显示元件出射光路置于图像显示元件的前方，波导镜片位于佩戴用户的眼睛的前方，图像显示元件将图像光投射至波导镜片的耦入单元，波导镜片用于将图像显示元件出射的光线以及外部真实环境光线导入人眼。进一步的，所述的波导镜片内设置有用于衍射和/或反射光线的光学模组，光学模组用于接收于耦入单元导入的图像源光线，并将所述的光线导向人眼，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。优选的，所述的光学模组包括中继单元以及耦出单元。

所述的左镜腿102的刚性壳体部201和/或右镜腿103的刚性壳体部201设置有用于安装图像显示元件的容置腔，所述的容置腔为前侧开口的腔体，所述的图像显示元件安装于所述的容置腔内，与该图像显示元件相配合的波导镜片的耦入单元位于图像显示元件的正前方。

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。

考虑到实现近眼显示设备的轻量化、小体积，对光学模组的要求较高，优选的，所述的图像源为光纤扫描图像源，配合相关的光学元件实现虚拟图像的显示，当然，应理解，扫描显示器件并不限于光纤扫描器，在其他的实施例中，还可采用诸如微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)扫描镜等扫描显示器件。

优选的，所述的光纤扫描图像源包括扫描驱动器3011和光纤3012，如图7所示，扫描驱动器3011通过支撑件固定设置于左镜腿102或右镜腿103的刚性壳体部201内，扫描驱动器3011的前端为自由端，所述自由端在驱动信号的驱动下做二维扫描运动，光纤3012的出射端以悬臂支撑的方式固定设置于扫描驱动器3011的自由端。

所述的光纤扫描图像源连接光源模组3013，如图8所示，所述的光源模组3013设置于挂耳壳体部203内，该挂耳壳体部203为与设置有所述光纤扫描图像源的刚性壳体部201位于同一眼镜镜腿，所述的光源模组3013包括光源壳体，光源壳体内设置有至少一个半导体激光器和聚焦透镜，光纤扫描器的光纤的进光端连接光源壳体，光源壳体内设置有与各半导体激光器一一对应设置的准直透镜和滤波片，准直透镜位于对应的半导体激光器的光路上，并用于准直该半导体激光器发出的光束，所述的滤波片用于将对应半导体激光器出射并准直后的光束反射至聚焦透镜，并透射其他半导体激光器出射的光束，从而将各半导体激光器出射的光束合束为一束激光，该束激光经聚焦透镜聚焦后的光斑耦合入光纤扫描器的光纤。

进一步的，所述的半导体激光器的颜色为R、G或B。作为优选的两个实施例，当光纤扫描器为单色扫描器时，半导体激光器的数量为一个，半导体激光器的颜色为R、G或B；当光纤扫描器为彩色扫描器时，半导体激光器的数量为三个，三个半导体激光器的颜色分别为R、G和B。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，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。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型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)

1.一种弹性镜腿结构的AR眼镜，其特征在于，包括镜框，镜框内设置有镜片，镜框左右两侧分别设置左镜腿和右镜腿，以镜腿相对于镜框所处的一侧为后侧，所述的左镜腿和右镜腿均包括沿从前向后的方向依次连接的刚性壳体部、弹性连接部和挂耳壳体部，刚性壳体部的前端与镜框固定连接，所述的弹性连接部包括弹性连接件和套装于弹性连接件外部的弹性壳体，弹性连接件的前后两端分别与刚性壳体部和挂耳壳体部固定连接，弹性壳体的前后两端分别连接刚性壳体部和挂耳壳体部。

2.如权利要求1所述的一种弹性镜腿结构的AR眼镜，其特征在于，所述的弹性连接件为蛇形弹簧。

3.如权利要求2所述的一种弹性镜腿结构的AR眼镜，其特征在于，所述的弹性连接件为蛇形弹片所述的蛇形弹簧的中部设置有加强筋。

4.如权利要求1所述的一种弹性镜腿结构的AR眼镜，其特征在于，所述的弹性连接件为弹性连接杆。

5.如权利要求1所述的一种弹性镜腿结构的AR眼镜，其特征在于，所述的弹性壳体为筒形件，弹性壳体与弹性连接件之间具有供线缆穿过的空间。

6.如权利要求1所述的一种弹性镜腿结构的AR眼镜，其特征在于，所述的左镜腿的刚性壳体部和右镜腿的刚性壳体部中，至少有一个刚性壳体部设置有图像显示元件，所述的图像显示元件包括向镜片出射图像光的图像源和设置于图像源出射光路上的成像镜组，接收图像显示元件出射的图像光的镜片为波导镜片，波导镜片用于将图像显示元件出射的图像光以及外部真实环境光线导入人眼。

7.如权利要求6所述的一种弹性镜腿结构的AR眼镜，其特征在于，所述的左镜腿的刚性壳体部和/或右镜腿的刚性壳体部设置有用于安装图像显示元件的容置腔，所述的容置腔为前侧开口的腔体，所述的图像显示元件安装于所述的容置腔内，与该图像显示元件相配合的波导镜片的耦入单元位于图像显示元件的正前方。

8.如权利要求7所述的一种弹性镜腿结构的AR眼镜，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。

9.如权利要求8所述的一种弹性镜腿结构的AR眼镜，其特征在于，所述的光纤扫描图像源包括扫描驱动器和光纤，扫描驱动器通过支撑件固定设置于左镜腿或右镜腿的刚性壳体部内，扫描驱动器的前端为自由端，所述自由端在驱动信号的驱动下做二维扫描运动，光纤的出射端以悬臂支撑的方式固定设置于扫描驱动器的自由端。

10.如权利要求9所述的一种弹性镜腿结构的AR眼镜，其特征在于，所述的光纤扫描图像源连接光源模组，所述的光源模组设置于挂耳壳体部内。