CN109239924A - 一种增强现实眼镜装置 - Google Patents
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Abstract
一种增强现实眼镜装置，其特征在于，其中一个镜片元件以从外部到靠近眼睛的顺序依次为第一光学元件，其使得外部光进深方向的位置从A位置变更到B位置；透明显示屏元件，其射出包含图像信息的图像光，并使得外部光通过；第二光学元件，其使得外部光进深方向的位置从B位置恢复到A位置，并使得透明显示屏元件所射出的图像光进深方向的位置以人眼适宜的位置投射到人眼中。
Description
技术领域
本发明涉及一种增强现实眼镜装置。
背景技术
增强现实技术，它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息、声音、味道、触觉等)，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。
近年，头戴式显示器等佩戴式图像显示装置受到关注。作为这样的头戴式显示器，已知有能够同时观察来自显示元件的影像(虚像)以及外界的像(外光)的透明式头戴式显示器。如谷歌眼镜、微软的 HoloLens、爱普生的BT-300等，他们的解决方案不尽相同。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况，提供一种结构简单，效果更佳的用以实现增强现实的眼镜装置。
目前，透明显示屏技术得到发展，比如新型OLED显示屏或石墨烯屏，他们不仅可以发射图像光，还能使得外部光通过，透光率高，显示亮度佳，相信不久的将来将会发展普及。
本发明所采用的技术方案是：该增强现实眼镜装置的其中一个镜片元件以从外部到靠近眼睛的顺序依次为第一光学元件，其使得外部光进深方向的位置从A位置变更到B位置；透明显示屏元件，其射出包含图像信息的图像光，并使得外部光通过；第二光学元件，其使得外部光进深方向的位置从B位置恢复到A位置，并使得透明显示屏元件所射出的图像光进深方向的位置以人眼适宜的位置投射到人眼中。
可知，第二光学元件的作用为使得透明显示屏发射的图像光线以眼睛适宜进深方向的位置投射到人眼中，而在该过程中，也改变了外部光线投射到人眼中进深方向的位置，所以第一光学元件的作用是为了矫正外部光线进深方向的位置，使得外部光线最终以裸眼或视力或视力矫正后所观察的进深方向的位置投射到人眼中。
用户通过该装置在可以近似于裸眼观察真实世界的同时，透明显示屏发射的虚拟图像也实时地叠加到了用户所观察的真实世界上，让用户体验到了增强现实技术的魅力。
为了提高用户体验，根据本发明所述的装置，还可以具有以下附加技术特征：
优选的，所述镜片元件由镜架进行固定，并防止水、灰尘等进入镜片元件中。
优选的，可以在所述增强现实眼镜装置上加设摄像头、陀螺仪、磁传感器、耳机、话筒、超声波传感器、加速度传感器等，以提高用户体验。
优选的，可以在所述增强现实眼镜装置上加设无线通讯单元WIFI、蓝牙等，其可与手机、电脑等智能设备相连接，以提高用户体验。
优选的，所述透明显示屏元件可以是OLED显示屏或石墨烯屏以及其它具有优良性能的透明显示屏元件。
优选的，所述第一光学元件和第二光学元件可以是使得光线学发生偏折的凹透镜或凸透镜组合。
优选的，当用户有近视眼或远视眼等状况时，第二光学元件可以替换为第三光学元件，其使得外部光进深方向的位置从B位置变更到人眼适宜的进深方向的位置投射到眼睛中。
优选的，当用户有近视眼或远视眼等状况时，第一光学元件和透明显示屏元件，或第二光学元件和透明显示屏元件之间的距离可以进行调节，其使得外部光和图像光进深方向的位置最终以人眼适宜的位置投射到眼睛中。
优选的，该装置包含的两个分开的镜片可以合并成一个镜片。
优选的，可以在所述增强现实眼镜的透明显示屏或第一光学元件的外部加设遮光层，使得该装置变更为虚拟现实眼镜装置。
优选的，可以在所述增强现实眼镜的透明显示屏或第一光学元件的表面加设过滤层，其使得外部光通过并过滤掉显示屏发射的图像光，使得其他人无法看到所述增强现实眼镜所显示的内容，提高用户体验。
需要说明的是文中进深方向的位置指的是人眼观察所取得图像自认为的位置和人眼的距离。举例说明用户通过该装置观看所述透明显示屏发射的图像时，显示屏本身距离人眼大约5厘米左右，即如果没有第二光学元件的作用，此时显示屏发射的图像进深方向的位置即为5厘米，但通过第二光学元件的作用，最终显示屏发射的图像投射到人眼中自认为的距离将超过1米，即第二光学元件把所述透明显示屏发射的图像进深方向的位置从5厘米位置变更到超过1米位置。
本发明的有益效果是结构简单，提供了不同于目前的一种增强现实眼镜装置，降低了成本，提高了用户体验。
附图说明
图1是一种增强现实眼镜的原理结构图。
其中，第一光学元件1；透明显示屏2；第二光学元件3；外部光线4；透明显示屏发射的图像光线5；人眼6。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
在图1所示的一种增强现实眼镜的原理结构图中，一个方面，外部光线4首先透过第一光学元件1，光线发生偏折，进深方向的位置从A位置变更到B位置；然后透过第二光学元件3，光线发生偏折，进深方向的位置从B位置恢复到A位置，最终投射到人眼6中。另一方面，透明显示屏2发射的图像光线5，透过第二光学元件3，光线发生偏折，以人眼适宜的进深方向的位置投射到人眼6中。
可知，第二光学元件的作用为使得透明显示屏发射的图像光线以人眼适宜的进深方向的位置投射到人眼睛中，而在该过程中，也改变了外部光线投射到人眼中进深方向的位置，所以第一光学元件的作用是为了矫正外部光线进深方向的位置，使得外部光线最终以裸眼所观察的进深方向的位置投射到人眼中。
用户通过该装置在可以近似于裸眼观察真实世界的同时，透明显示屏发射的虚拟图像也实时地叠加到了用户所观察的真实世界上，让用户体验到了增强现实技术的魅力。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种增强现实眼镜装置，其特征在于，其中一个镜片元件以从外部到靠近眼睛的顺序依次为第一光学元件，其使得外部光进深方向的位置从A位置变更到B位置；透明显示屏元件，其射出包含图像信息的图像光，并使得外部光通过；第二光学元件，其使得外部光进深方向的位置从B位置恢复到A位置，并使得透明显示屏元件所射出的图像光进深方向的位置以人眼适宜的位置投射到人眼中。
2.根据权利要求1所述的一种增强现实眼镜装置，其特征在于，所述镜片元件由镜架进行固定，并防止水、灰尘等进入镜片元件中。
3.根据权利要求1所述的一种增强现实眼镜装置，其特征在于，可以在所述增强现实眼镜装置上加设摄像头、陀螺仪、磁传感器、耳机、话筒、超声波传感器、加速度传感器等，以提高用户体验。
4.根据权利要求1所述的一种增强现实眼镜装置，其特征在于，可以在所述增强现实眼镜装置上加设无线通讯单元WIFI、蓝牙等，其可与手机、电脑等智能设备相连接，以提高用户体验。
5.根据权利要求1所述的一种增强现实眼镜装置，其特征在于，所述透明显示屏元件可以是OLED显示屏或石墨烯屏，以及其它具有优良性能的透明显示屏元件。
6.根据权利要求1所述的一种增强现实眼镜装置，其特征在于，当用户有近视眼或远视眼等状况时，第一光学元件和透明显示屏元件，或第二光学元件和透明显示屏元件之间的距离可以进行调节，其使得外部光和图像光进深方向的位置最终以人眼适宜的位置投射到眼睛中。
7.根据权利要求1所述的一种增强现实眼镜装置，其特征在于，所述第一光学元件和第二光学元件可以是使得光线学发生偏折的凹透镜或凸透镜组合。
8.根据权利要求1所述的一种增强现实眼镜装置，其特征在于，可以在所述增强现实眼镜的透明显示屏或第一光学元件的外部加设遮光层，使得该装置变更为虚拟现实眼镜装置。
9.根据权利要求1所述的一种增强现实眼镜装置，其特征在于，可以在所述增强现实眼镜的透明显示屏或第一光学元件的表面加设过滤层，其使得外部光通过并过滤掉显示屏发射的图像光，以提高用户体验。
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