WO2018132031A1 - Очки дополненной реальности - Google Patents

Очки дополненной реальности Download PDF

Info

Publication number
WO2018132031A1
WO2018132031A1 PCT/RU2017/000398 RU2017000398W WO2018132031A1 WO 2018132031 A1 WO2018132031 A1 WO 2018132031A1 RU 2017000398 W RU2017000398 W RU 2017000398W WO 2018132031 A1 WO2018132031 A1 WO 2018132031A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical element
augmented reality
display
eye
glasses
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000398
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Александр Владимирович ЗОЛИН
Original Assignee
Александр Владимирович ЗОЛИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Владимирович ЗОЛИН filed Critical Александр Владимирович ЗОЛИН
Publication of WO2018132031A1 publication Critical patent/WO2018132031A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses

Definitions

  • the utility model relates to devices for the formation of augmented reality, in particular to augmented reality glasses.
  • the closest analogue of the claimed utility model is the technical solution described in the text of patent US 2016109712, which represents augmented reality glasses and contains a frame for placement on the user's head and display location, an optical element and a reflective element.
  • the optical element consists of two Fresnel lenses, one of which is convex.
  • the technical result of the utility model is to increase the clarity of the image formed by augmented reality glasses with an optical element based on Fresnel lenses from the radiation of the display.
  • 25 augmented reality contain a frame made with the possibility of mounting on the user's head and placing the display, an optical element containing one Fresnel lens for the left eye and one Fresnel lens for the right eye, a reflective element located at an angle to the optical element that provides light projection from the display on the optical system of the user's eye, and a separator, while the optical element is located at a distance from the display location corresponding to the focal length of the optical element, and the space between the display location and the optical element is divided by a separator with the possibility of separating light from the display for the left and right
  • the optical element may further comprise one Fresnel lens for the left eye and one Fresnel lens for the right eye.
  • Fresnel lenses can be made flat.
  • two flat Fresnel lenses for the left eye can face each other with curved surfaces and aligned with each other and two flat Fresnel lenses for the right eye can face each other with curved surfaces and aligned with each other.
  • Augmented reality glasses may additionally contain a visor.
  • the visor can be darkened
  • the reflective element may be flat.
  • the light from the display for the left and right eyes does not intersect and remains in the space of its distribution, without affecting the image for each eye separately and without distorting the image as a whole, thereby increasing its clarity.
  • FIG. 1-4 depict:
  • FIG. 1 optical system of the device
  • FIG. 2 is a bottom view of the device
  • FIG. 3 is a side view of the device
  • FIG. 4 is a top view of the device.
  • positions 1-6 are indicated:
  • Augmented reality glasses contain a frame 1, an optical element 2, a reflective element 3 and a separator 4.
  • the frame 1 is made with the possibility of mounting on the user's head and contains a place 5 for the display.
  • the optical element 2 contains two flat Fresnel lenses 6 for each eye.
  • the pairs of Fresnel lenses 6 are facing each other curved surfaces and combined with each other.
  • Fresnel lenses b are made in this case of plastic.
  • the reflective element 3 is located at an angle to the optical element 2 to provide projection of light from the display onto the optical system of the user's eye.
  • the reflective element 3 in the General case can be made of a plastic plate that provides sufficient reflection for projection of the image on the optical system of the user's eye. If necessary, can be used reflective element 3 with selected for a specific implementation of the reflection coefficients of light transmission.
  • the optical element 2 is located from the display location 5 at a distance 15 corresponding to the focal length of the optical element 2.
  • the space between the display location 5 and the optical element 2 is divided by a separator 4 with the possibility of separating light from the display for the left and right eyes of the user.
  • the display may be a smartphone screen or any other 20 display of a mobile device suitable for emitting an image.
  • the device also contains a darkened visor made of plastic. Thanks to the darkening, the influence of external current sources is leveled, preventing the possible illumination of the image formed by the glasses. In special cases, a mirror coating of the visor or 25 coating of the "chameleon" type can be used.
  • Augmented reality glasses provide for the installation of motion sensors for pupils and hands, as well as other printing additional sensors and device controls.
  • the device operates as follows,
  • a mobile application that generates images to form augmented reality for the left and right eyes of the user separately.
  • a mobile device with a display In place 5 of the display is placed a mobile device with a display.
  • the user places the augmented reality glasses on his head 35 so that his eyes are located opposite the reflective element.
  • Shine, emitted by the display for each eye passes the area between the display and the optical element 2, not mixing due to the separator 4, and falls on the optical element 2, which focuses due to Fresnel lenses 6.
  • Two focused beams of light for each eye individually fall on the reflective element 3, from where they are reflected, fall on the optical system of the user's eye, thereby forming an augmented reality image. Due to the fact that the visor and the retroreflective element 3 are partially transparent, the user can also see the surrounding space around him.
  • the mobile device uses a special program that connects through terminal services or directly through the Internet to Artificial Intelligence. Artificial Intelligence helps the user to obtain information from the Internet or other sources, as well as use search engines to obtain information, and provides the necessary information using voice sensors or other printing sensors of the transceiver action.
  • the display location is 70 mm by 120 mm
  • the display window is 50 mm by 90 mm
  • the distance from the display location to the optical element is 45 mm
  • the reflective element is 85 mm by 120 mm and is located at an angle of 45 ° to the optical element
  • the Fresnel lens is 50 mm
  • the optical power is +4 diopters.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для формирования дополненной реальности, в частности к очкам дополненной реальности. Техническим результатом полезной модели является увеличение четкости изображения, формируемого очками дополненной реальности с оптическим элементом на основе линз Френеля от излучения дисплея. Очки дополненной реальности содержат каркас (1), оптический элемент (2), светоотражающий элемент (3) и разделитель (4). Каркас (1) выполнен с возможностью крепления на голове пользователя и содержит место (5) размещения дисплея. Оптический элемент (2) содержит по одной линзе Френеля 6 для каждого глаза. Светоотражающий элемент (3) расположен под углом к оптическому элементу (2) для обеспечения проекции света от дисплея на оптическую систему глаза пользователя. Оптический элемент (2) расположен от места (5) размещения дисплея на расстоянии, соответствующем фокусному расстоянию оптического элемента (2). Пространство между местом (5) размещения дисплея и оптическим элементом (2) разделено разделителем (4) с возможностью отделения света от дисплея для левого и правого глаза пользователя.

Description

ОЧКИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ
5 Полезная модель относится к устройствам для формирования дополненной реальности, в частности к очкам дополненной реальности.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является техническое решение, описанное в тексте патента US 2016109712, представляющее собой очки дополненной реальности и содержащее каркас для ю размещения на голове пользователя и расположения дисплея, оптический элемент и светоотражающий элемент. Оптический элемент состоит из двух линз Френеля, одна из которых выпуклая.
Однако из-за отсутствия разделителя в данном решении световые волны для левого и правого глаза, излучаемые дисплеем, могут интерферировать в
15 смежной области или попадать в область фокусировки изображения для другого глаза в силу непараллельности света от дисплея, снижая чёткость формируемого оптическим элементом изображения.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в пересечении световых волн, излучаемых
20 дисплеем отдельно для правого и левого глаза.
Техническим результатом полезной модели является увеличение чёткости изображения, формируемого очками дополненной реальности с оптическим элементом на основе линз Френеля от излучения дисплея.
Указанный технический результат достигается за счёт того, что очки
25 дополненной реальности содержат каркас, выполненный с возможностью крепления на голове пользователя и размещения дисплея, оптический элемент, содержащий одну линзу Френеля для левого глаза и одну линзу Френеля для правого глаза, светоотражающий элемент, расположенный под углом к оптическому элементу, обеспечивающим проекцию света от дисплея на зо оптическую систему глаза пользователя, и разделитель, при этом оптический элемент расположен на расстоянии от места размещения дисплея, соответствующем фокусному расстоянию оптического элемента, а пространство между местом размещения дисплея и оптическим элементом разделено разделителем с возможностью отделения света от дисплея для левого и правого
35 глаза пользователя. Оптический элемент может содержать дополнительно одну линзу Френеля для левого глаза и одну линзу Френеля для правого глаза.
В оптическом элементе линзы Френеля могут быть выполнены плоскими.
В оптическом элементе две плоские линзы Френеля для левого глаза могут быть обращены друг к другу криволинейными поверхностями и совмещены друг с другом и две плоские линзы Френеля для правого глаза могут быть обращены друг к другу криволинейными поверхностями и совмещены друг с другом.
Очки дополненной реальности могут дополнительно содержать визор.
Визор может быть выполнен затемнённым,
Светоотражающий элемент может быть выполнен плоским.
Благодаря использованию разделителя в зоне между дисплеем и оптическим элементом свет от дисплея для левого и правого глаза не пересекается и остаётся в пространстве своего распространения, не влияя на изображение для каждого глаза по отдельности и не искажая изображение в целом, повышая таким образом его чёткость.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью фиг. 1-4, на которых изображены:
Фиг. 1 - оптическая система устройства;
Фиг. 2 - вид устройства снизу;
Фиг. 3 - вид устройства сбоку;
Фиг. 4 - вид устройства верху.
На фиг. 1 позициями 1-6 обозначены:
1 - каркас;
2 - оптический элемент;
3 - светоотражающий элемент;
4 - разделитель;
5 - место размещения дисплея;
6 - линза Френеля. Очки дополненной реальности содержат каркас 1 , оптический элемент 2, светоотражающий элемент 3 и разделитель 4.
Каркас 1 выполнен с возможностью крепления на голове пользователя и содержит место 5 размещения дисплея.
Оптический элемент 2 содержит две плоские линзы Френеля 6 для каждого глаза. Пары линз Френеля 6 обращены друг к другу криволинейными поверхностями и совмещены друг с другом. Линзы Френеля б выполнены в данном случае из пластмассы.
Использование по паре линз Френеля 6, обращенных друг к другу криволинейными поверхностями, позволяет сократить фокусное расстояние по 5 сравнению с использованием по одной линзе Френеля для каждого глаза.
Светоотражающий элемент 3 расположен под углом к оптическому элементу 2 для обеспечения проекции света от дисплея на оптическую систему глаза пользователя. Светоотражающий элемент 3 в общем случае может быть выполнен из пластмассовой пластины, обеспечивающей достаточное отражение ю для проекции изображения на оптическую систему глаза пользователя. При необходимости может быть использован светоотражающий элемент 3 с выбранными для конкретной реализации коэффициентами отражения и пропускания света.
Оптический элемент 2 расположен от места 5 размещения дисплея на 15 расстоянии, соответствующем фокусному расстоянию оптического элемента 2.
Пространство между местом 5 размещения дисплея и оптическим элементом 2 разделено разделителем 4 с возможностью отделения света от дисплея для левого и правого глаза пользователя.
В качестве дисплея может выступать экран смартфона или любой другой 20 дисплей мобильного устройства, подходящий для излучения изображения.
Устройство также содержит затемнённый визор, выполненный из пластмассы. Благодаря затемнению нивелируется влияние внешних источников тока, предотвращая возможное засвечивание изображения, формируемое очками. В частных случаях могут использоваться зеркальное покрытие визора или 25 покрытие типа «хамелеон».
Очки дополненной реальности предусматривают установку датчиков движения зрачков и рук, а также других полиграфических дополнительных датчиков и управления устройством.
Устройство работает следующим образом,
зо На мобильное устройство с дисплеем устанавливают программное обеспечение, например, мобильное приложение, генерирующее изображения для формирования дополненной реальности для левого и правого глаз пользователя по отдельности. В месте 5 размещения дисплея помещают мобильное устройство с дисплеем. Очки дополненной реальности пользователь размещает на голове 35 так, чтобы его глаза располагались напротив светоотражающего элемента. Свет, излучаемый дисплеем для каждого глаза, проходит зону между дисплеем и оптическим элементом 2, не смешиваясь благодаря разделителю 4, и попадает на оптический элемент 2, в котором за счёт линз Френеля 6 фокусируется. Два сфокусированных пучка света для каждого глаза по отдельности попадают на светоотражающий элемент 3, откуда отражаясь, попадают на оптическую систему глаза пользователя, формируя таким образом изображение дополненной реальности. За счёт того, что визор и светоотражающий элемент 3 выполнены частично прозрачными, пользователь может видеть также и окружающее пространство вокруг него.
Мобильное устройство использует специальную программу, которая подключается через терминальные службы или напрямую через сеть Интернет к Искусственному Интеллекту. Искусственный Интеллект помогает пользователю получать информацию из интернета или других источников, а также использовать поисковые системы для получения информации, и выдает нужную информацию, используя голосовые датчики или иные полиграфические датчики приемо- передающего действия.
Пример выполнения устройства.
Место размещения дисплея имеет размеры 70 мм на 120 мм, окно для дисплея - 50 мм на 90 мм, расстояние от места размещения дисплея до оптического элемента - 45 мм, светоотражающий элемент - 85 мм на 120 мм и расположен под углом 45° к оптическому элементу, линза Френеля - 50 мм и оптическую силу +4 дптр.

Claims

Формула полезной модели
1. Очки дополненной реальности, характеризующиеся тем, что содержат каркас, выполненный с возможностью крепления на голове
5 пользователя и размещения дисплея, оптический элемент, содержащий одну линзу Френеля для левого глаза и одну линзу Френеля для правого глаза, светоотражающий элемент, расположенный под углом к оптическому элементу, обеспечивающим проекцию света от дисплея на оптическую систему глаза пользователя, и разделитель, при этом оптический элемент расположен на ю расстоянии от места размещения дисплея, соответствующем фокусному расстоянию оптического элемента, а пространство между местом размещения дисплея и оптическим элементом разделено разделителем с возможностью отделения света от дисплея для левого и правого глаза пользователя.
2. Очки дополненной реальности, по п.1 , характеризующиеся тем, что 15 оптический элемент дополнительно содержит одну линзу Френеля для левого глаза и одну линзу Френеля для правого глаза.
3. Очки дополненной реальности, по п.1 , характеризующиеся тем, что в оптическом элементе линзы Френеля выполнены плоскими.
4. Очки дополненной реальности, по п.З, характеризующиеся тем, что 20 в оптическом элементе две плоские линзы Френеля для левого глаза обращены друг к другу криволинейными поверхностями и совмещены друг с другом и две плоские линзы Френеля для правого глаза обращены друг к другу криволинейными поверхностями и совмещены друг с другом.
5. Очки дополненной реальности, по п.1 , характеризующиеся тем, что 25 дополнительно содержат визор.
6. Очки дополненной реальности, по п.5, характеризующиеся тем, что визор выполнен затемнённым.
7. Очки дополненной реальности, характеризующиеся тем, что светоотражающий элемент выполнен плоским.
зо
PCT/RU2017/000398 2017-01-16 2017-06-09 Очки дополненной реальности WO2018132031A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017101316 2017-01-16
RU2017101316 2017-01-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018132031A1 true WO2018132031A1 (ru) 2018-07-19

Family

ID=62840246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000398 WO2018132031A1 (ru) 2017-01-16 2017-06-09 Очки дополненной реальности

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018132031A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114415380A (zh) * 2022-03-15 2022-04-29 安徽熙泰智能科技有限公司 近眼显示眼镜

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5712649A (en) * 1991-11-01 1998-01-27 Sega Enterprises Head-mounted image display
US20020196554A1 (en) * 2001-06-11 2002-12-26 Eastman Kodak Company Head-mounted optical apparatus for stereoscopic display
US20160109712A1 (en) * 2010-10-21 2016-04-21 Lockheed Martin Corporation Head-mounted display apparatus employing one or more fresnel lenses
US20160259169A1 (en) * 2015-03-02 2016-09-08 Lockheed Martin Corporation Wearable display system
EP3070511A2 (en) * 2015-02-27 2016-09-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device having heat radiator and method for controlling the electronic device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5712649A (en) * 1991-11-01 1998-01-27 Sega Enterprises Head-mounted image display
US20020196554A1 (en) * 2001-06-11 2002-12-26 Eastman Kodak Company Head-mounted optical apparatus for stereoscopic display
US20160109712A1 (en) * 2010-10-21 2016-04-21 Lockheed Martin Corporation Head-mounted display apparatus employing one or more fresnel lenses
EP3070511A2 (en) * 2015-02-27 2016-09-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device having heat radiator and method for controlling the electronic device
US20160259169A1 (en) * 2015-03-02 2016-09-08 Lockheed Martin Corporation Wearable display system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114415380A (zh) * 2022-03-15 2022-04-29 安徽熙泰智能科技有限公司 近眼显示眼镜

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180084232A1 (en) Optical See-Through Head Worn Display
EP2486450B1 (en) Near to eye display system and appliance
US10429648B2 (en) Augmented reality head worn device
US7952059B2 (en) Viewing system for augmented reality head mounted display with rotationally symmetric aspheric lenses
US20200386995A1 (en) Method of manufacturing optical device
US20210302746A1 (en) Optical system, head-mounted display device and smart glasses
US10627624B2 (en) Head-mounted display
KR100484174B1 (ko) 머리장착형 표시장치
US6963379B2 (en) Head-mounted display
US20150277123A1 (en) Near to eye display and appliance
CN205539729U (zh) 一种微型显示系统
CN105572877A (zh) 一种头戴式增强现实智能显示装置
WO1996005533A1 (en) Method and apparatus for direct retinal projection
WO2002099509A1 (en) Optical display device
US20130234930A1 (en) Scanning mirror laser and projector head-up display glasses
CN105158903B (zh) 显示器
US20230251493A1 (en) Method of manufacturing optical device
CN108803020A (zh) 一种近眼显示系统及头戴显示设备
US6712469B2 (en) Video providing apparatus
CN114153066A (zh) 抬头显示装置及抬头显示系统
CN116974082A (zh) 一种屈光度可调的近眼显示光学装置
CN109061884A (zh) 焦深可调的透视型近眼显示光学系统
CN208847961U (zh) 焦深可调的透视型近眼显示光学系统
CN110908114A (zh) 显示模组及增强现实眼镜
CN108535866B (zh) 虚拟现实眼镜

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17891013

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 02/12/2019)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17891013

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1