一种AR眼镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种AR眼镜，包括眼镜本体和挂脖组件，所述的眼镜本体包括用于用户佩戴的眼镜架和设置于所述眼镜架上的至少一个图像显示元件，挂脖组件包括壳体，壳体内设置有电池和主控电路板，所述的挂脖组件通过线缆连接眼镜本体，图像显示元件包括光纤扫描图像源和成像镜组；所述的图像源为光纤扫描图像源。本实用新型专利技术通过将电池和主控电路板设置于挂脖组件内，显著减轻了眼镜本体的重量，在不影响眼镜功能和性能的前提下，提升了用户佩戴舒适度。舒适度。舒适度。

【技术实现步骤摘要】
一种AR眼镜


[0001]本技术涉及AR显示
，尤其涉及一种AR眼镜。

技术介绍

[0002]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。
[0003]目前，一些AR智能眼镜中，电池、PCB组件等元件设置在镜腿内部，眼镜整体重量大，使眼镜对用户的支撑位置造成较大的负荷，佩戴舒适性差，不能满足长期佩戴的需求。

技术实现思路

[0004]本技术实施例提供一种AR眼镜，用以提升用户佩戴舒适度，在不影响眼镜功能和性能的前提下，减小眼镜主体重量。
[0005]为了实现上述技术目的，本技术提供了一种AR眼镜，包括眼镜本体和挂脖组件，所述的眼镜本体包括用于用户佩戴的眼镜架和设置于所述眼镜架上的至少一个图像显示元件，挂脖组件包括壳体，壳体内设置有电池和主控电路板，所述的挂脖组件通过线缆连接眼镜本体，电池与主控电路板电连接，电池和主控电路板通过所述线缆连接图像显示元件；所述的眼睛架包括镜框，镜框内设置有左镜片和右镜片，所述的图像显示元件包括向左镜片或右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。
[0006]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。光纤扫描图像源体积小、重量轻、显示效果显著优于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。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。
[0007]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，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，扫描驱动器的固定端固定安装于眼镜架。
[0008]所述的挂脖组件或眼镜架设置有激光器组及合束单元。可选的，激光器组及合束单元设置于镜框或镜腿的容置腔内。激光器组包含多个单色激光器，所述多个单色激光器通过合束单元连接光纤的输入端，各单色激光器分别发出不同颜色的光束。激光器组中具体可采用红(Red，R)、绿(Green，G)、蓝(Blue，B)三色激光器。激光器组中各激光器发出的光束经由合束单元合束为一束激光并耦入至光纤中，激光器组与光源调制电路电性连接，扫描驱动器与驱动控制电路电性连接，运算处理单元分别连接光源调制电路和驱动控制电
路。故，当激光器组及合束单元设置于挂脖组件内时，连接挂脖组件与眼镜本体的线缆包括传输电信号的传输线和连接合束单元与光纤扫描图像源的光纤；当激光器组及合束单元设置于眼镜本体内时，连接挂脖组件与眼镜本体的线缆仅包括传输电信号的传输线。电池用于为主控电路板和眼镜本体供电。进一步的，所述的壳体具有内腔，电池和主控电路板均设置于所述内腔内。
[0009]本技术通过将电池和主控电路板设置于挂脖组件内，显著减轻了眼镜本体的重量，在不影响眼镜功能和性能的前提下，提升了用户佩戴舒适度。
[0010]进一步的，接收图像显示元件出射的图像光的左镜片或右镜片为波导镜片，波导镜片具有用于接收图像显示元件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。
[0011]镜框可以是由金属、塑料、陶瓷等各种材质制成，在此不做限定。在一些实施方式中，镜框的中部设置有鼻托。在一些实施方式中，所述的壳体上设置有散热孔，壳体内设置有向所述散热孔鼓吹气流的散热风扇。
[0012]在一些实施方式中，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。
[0013]在一些实施方式中，所述的光学模组包括中继单元以及耦出单元，中继单元用于将图像源光线进行X方向的扩束后输入至耦出单元，在耦出单元内进行Y方向上的扩束后输出至人眼。
[0014]镜框左右两侧可以分别设置左镜腿和右镜腿，所述的左镜腿和/或右镜腿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。此时，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。左镜腿和右镜腿的前端分别与镜框的左端和右端连接。镜腿与镜框间的连接方式不做限制，左镜腿或右镜腿均可通过常规铰接结构与镜框连接，左镜腿或右镜腿也均可与镜框固定连接或一体成型。
[0015]在一些实施方式中，为了保证成像质量，图像显示元件与波导镜片的耦入单元之间应该尽可能保证相对位置固定，故优选的，所述的设置有图像显示元件的左镜腿或右镜腿均包括设置有图像显示元件的不可变形部和设置于不可变形部后侧与不可变形部固定连接或铰接的弹性变形部。不可变形部与弹性变形部之间铰接时，可便于收纳。当然在其他的一些优选的实施方式中，所述的不可变形部与镜框之间为固定连接结构。
[0016]也可选的，所述的镜框连接有其他可以用于佩戴于用户头上的佩戴组件，如绑带、头环、头盔等。在一些实施方式中，用于安装图像显示元件的容置腔设置于镜框上，并且优选的，容置腔及容置腔内的图像显示元件的延伸方向与其所处的镜框的部位的延伸方向相同。例如，当容置腔设置于镜框的上边缘时，容置腔及图像显示元件的延伸方向为大致沿左右方向延伸，此时所述图像显示元件的成像镜组包括一个向波导镜片反射光线的反光镜，以使得与该图像显示元件相配合的波导镜片的耦入单元处于沿所述反光镜的出光光路的
前方，并且优选的，该耦入单元位于该波导镜片的上方位置，此时所述的容置腔还包括连通反光镜与耦入单元的通光腔。当容置腔设置于镜框的其他边缘时，容置腔及图像显示元件的设置同理。图像显示元件设置于镜框上的技术方案能够避免因用户头径影响使得镜腿与镜框间夹角发生改变，导致图像显示元件的出射方向与耦入单元延伸方向之间的夹角偏离设计值，进而影响成像质量的问题。
[0017]所述的主控电路板上设置有存储单元、运算处理单元和显示控制单元，电池、存储单元和显示控制单元分别与运算处理单元电性连接，所述的显示控制单元与图像显示元件通过所述线缆连接。
[0018]进一步可选的，所述的显示控制单元可以包括光源调制电路和驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AR眼镜，其特征在于，包括眼镜本体和挂脖组件，所述的眼镜本体包括用于用户佩戴的眼镜架和设置于所述眼镜架上的至少一个图像显示元件，挂脖组件包括壳体，壳体内设置有电池和主控电路板，所述的挂脖组件通过线缆连接眼镜本体，电池与主控电路板电连接，电池和主控电路板通过所述线缆连接图像显示元件；所述的眼镜架包括镜框，镜框内设置有左镜片和右镜片，所述的图像显示元件包括向左镜片或右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；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，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，扫描驱动器的固定端固定安装于眼镜架。2.如权利要求1所述的一种AR眼镜，其特征在于，接收图像显示元件出射的图像光的左镜片或右镜片为波导镜片，波导镜片具有用于接收图像显示元件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。3.如权利要求1所述的一种AR眼镜，其特征在于，镜框左右两侧分别设置左镜腿和右镜腿，所述的左镜腿和/或右镜腿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。4.如权利要求3所述的一种AR眼镜，其特征在于，设置有图像显示元件的左镜腿或右镜腿均包括设置有图像显示元件的不可变形部和设置于不可变形部后侧与不可变形部固定连接或铰接的弹性变形部。5.如权利要求1所述的一种AR眼镜，其特征在于，镜框设置有用于安装图像显示元件的容置腔，容置腔及容置腔内的图像显示元件的延伸方向与其所处的镜框的部位的延伸方向相同。6.如权利要求5所述的一种AR眼镜，其特征在于，所述图像显示元件的成像镜组包括一个向波导镜片反射光线的反光镜，与该图像显示元件相配合的波导镜片的耦入单元处于沿所述反光镜的出光光路的前方。7.如权利要求3或5所述的一种AR眼镜，其特征在于，所述的挂脖组件或眼镜架设置有激光器组及合束单元，激光器组包含多个单色激光器，所述多个单色激光器通过合束单元连接光纤的输入端；激光器组及合束单元设置于镜框或镜腿的容置腔内。8.如权利要求1或7所述的一种AR眼镜，其特征在于，所述的主控电路板上设置有存储单元、运算处理单元和显示控制单元，电池、存储单元和显示控制单元分别与运算处理单元电性连接，所述的显示控制单元与图像显示元件通过所述线缆连接。9.如权利要求8所述的一种AR眼镜，其特征在于，所述的显示控制单元包括光源调制电路和驱动控制电路，激光器组与光源调制电路电性连接，扫描驱动器与驱动控制电路电性连接，运算处理单元分别连接光源调制电路和驱动控制电路。10.如权利要求8所述的一种AR眼镜，其特征在于，壳体上设置有数据接口，运算处理单元通过数据线连接数据接口，数据接口用于连接移动终端。11.如权利要求1所述的一种AR眼镜，其特征在于，所述的主控电路板上设置有通信模块，通信模块与运...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：成都理想境界科技有限公司，
类型：新型
国别省市：