多層式增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多層式增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡，具體而言，涉及一種包括多層成像系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡。該多層成像系統(tǒng)例如包括濾光鏡片、顯示鏡片和功能鏡片，所述濾光鏡片和所述功能鏡片分別在所述顯示鏡片的兩側(cè)安裝在所述鏡框上。
【專利說明】
多層式増強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種多層式增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡。具體而言，涉及一種具有濾光鏡片、增強(qiáng)現(xiàn)實顯示鏡片和若干功能鏡片的多層式增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息(視覺信息，聲音，味道，觸覺等)，通過電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實世界，被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實的感官體驗。增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的一項前沿應(yīng)用，就是增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡。以智能眼鏡為載體，將多種虛擬技術(shù)信息與現(xiàn)實操作相結(jié)合，在培訓(xùn)、醫(yī)療、軍事、工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域，能夠產(chǎn)生巨大的推動作用，正在得到越來越多的關(guān)注和重視。
[0003]對于增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡而言，一個重要的問題，是如何能夠使得佩戴者在使用過程中保持正常視野的同時，擁有更加清楚的虛擬視野，從而將虛擬與現(xiàn)實實現(xiàn)“無縫”的結(jié)合。對于雙目式增強(qiáng)現(xiàn)實眼鏡，由于需要雙目成像，這一點(diǎn)尤其重要。由于增強(qiáng)現(xiàn)實顯示鏡片顯示的虛擬屏幕是半透明地顯示在使用者眼睛正前方，在不同的光線場景下其虛擬屏幕顯示效果會發(fā)生變化，因而如何適應(yīng)不同的使用環(huán)境，成為本領(lǐng)域長期期望解決的技術(shù)問題。此外，考慮到不同佩戴者的個體差異以及不同的應(yīng)用場景需求，增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡應(yīng)該能夠具備足夠靈活的適應(yīng)性，確保對于不同的人群、不同的使用需求，都能夠快速而簡單地匹配，降低現(xiàn)場操作成本和復(fù)雜度。
[0004]現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡系統(tǒng)，存在系統(tǒng)復(fù)雜，適應(yīng)性差，成像效果不如人意等缺陷。例如，對于大部分現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡系統(tǒng)，當(dāng)處在強(qiáng)環(huán)境光條件下時，其成像效果受到環(huán)境光干擾較大，容易造成成像質(zhì)量下降。又例如，由于現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡系統(tǒng)普遍比較沉重，結(jié)構(gòu)適應(yīng)性差，因此對于近視或者遠(yuǎn)視或者其他因眼睛有問題需要佩戴眼鏡的患者而言，大部分現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡或者要求佩戴者同時佩戴角膜接觸鏡片，或者需要對眼鏡系統(tǒng)的整體硬件和軟件系統(tǒng)都針對特定使用者進(jìn)行單獨(dú)改造，其過程復(fù)雜且代價高昂。此外，在一些特殊領(lǐng)域，可能還需要增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡系統(tǒng)具備夜視、頻譜過濾等特殊功能。而現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡系統(tǒng)，對此類需求往往難以滿足。此外，增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡的顯示鏡片昂貴而精密，如果長期暴露于嚴(yán)苛的工作環(huán)境下(高油污、高粉塵環(huán)境等)，容易造成顯示鏡片損壞，而顯示鏡片的更換和維修價格高昂。
[0005]本領(lǐng)域?qū)τ诔上窀逦⑦m應(yīng)性更強(qiáng)、成本更低、能夠適應(yīng)嚴(yán)苛使用環(huán)境的的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡系統(tǒng)，存在著持續(xù)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的多個方面和優(yōu)點(diǎn)將在以下說明中部分地闡述，或者可由該說明而顯而易見，或者可通過實踐本發(fā)明而獲悉。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個示例性方面，提供了一種多層式增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡，其包括鏡腿、成像系統(tǒng)、鼻托、電池模塊和鏡框的一體化結(jié)構(gòu)，并且其中集成了電路板處理器模塊和控制系統(tǒng)。根據(jù)一個示例性方面，成像系統(tǒng)為三層結(jié)構(gòu)，其包括濾光鏡片、增強(qiáng)現(xiàn)實智能顯示鏡片和功能鏡片。但本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)需要選擇更多層或者更少層的結(jié)構(gòu)。在根據(jù)本發(fā)明的多層式增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡的示例性實施例中，濾光鏡片和功能鏡片都通過可拆卸結(jié)構(gòu)在鏡框上安裝在增強(qiáng)現(xiàn)實智能顯示鏡片兩側(cè)，從而在協(xié)助顯示鏡片更好成像的同時，對中間的顯示鏡片也起到保護(hù)作用。
[0008]對于以上三層結(jié)構(gòu)的成像系統(tǒng)而言，環(huán)境光在到達(dá)佩戴者的眼睛之前，依次通過根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡的濾光鏡片、顯示鏡片以及功能鏡片。其中，濾光鏡片可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇其濾光特性，以過濾環(huán)境光中對于智能眼鏡顯示鏡片的成像效果造成不利影響的光線。此外，濾光鏡片還起到圖像投影背景墻的作用。這是因為智能眼鏡顯示鏡片在人的眼睛正前方呈現(xiàn)的屏幕為半透明虛擬屏幕。過強(qiáng)的環(huán)境光會使得人眼難以清楚分辨該半透明虛擬屏幕上的顯示內(nèi)容。經(jīng)過濾光鏡片的過濾，為該半透明虛擬屏幕形成了相對較暗的背景區(qū)域，從而能夠增強(qiáng)智能眼鏡顯示鏡片的成像效果。此外，環(huán)境光在通過濾光鏡片和智能眼鏡顯示鏡片后，還會穿過功能鏡片。該功能鏡片的一個示范性實施例是視力矯正鏡片。對于患有近視、遠(yuǎn)視或散光等眼部疾病的佩戴者，可以直接選用具有合適矯正效果的鏡片，并通過可拆卸結(jié)構(gòu)非常容易地安裝在鏡框上，從而能夠適應(yīng)不同的佩戴者而不需要對智能眼鏡本身做出實質(zhì)性的改造。并且，基于不同的需求，還可以選用不同的功能鏡片。
[0009]此外，通過在增強(qiáng)現(xiàn)實智能顯示鏡片的兩側(cè)分別設(shè)置濾光鏡片和功能鏡片，有效地將顯示鏡片與周邊環(huán)境相隔離，這在嚴(yán)苛的使用環(huán)境例如高油污、高粉塵環(huán)境下尤為重要。由于被濾光鏡片和功能鏡片包圍，周邊環(huán)境中的油污或粉塵大部分會沉積在濾光鏡片和功能鏡片上而不會對顯示鏡片造成過多影響。而濾光鏡片和功能鏡片可以通過可拆卸結(jié)構(gòu)附接在鏡框上，使得它們能夠容易地從鏡框拆除進(jìn)行清洗或者直接更換，操作簡單便捷，且成本極低。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性方面，涉及根據(jù)本發(fā)明的多層式增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡的用途，其廣泛應(yīng)用于航空維修、汽車維修、實操類培訓(xùn)、制造配裝、電力能源巡檢維保、醫(yī)療手術(shù)、倉儲物流、實驗室教育培訓(xùn)、軍機(jī)巡檢維修、軍隊指揮、單兵作戰(zhàn)、現(xiàn)場工程服務(wù)、各類現(xiàn)場服務(wù)的遠(yuǎn)程協(xié)助等。
[0011]參考以下說明和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)將更好地理解。結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書一部分的附圖圖示了本發(fā)明的實施例，并且與說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0012]說明書中描述了針對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的本發(fā)明的完整而能夠?qū)嵤┑墓_，包括其最佳模式，其中引用了附圖，附圖包括:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的包括多層式成像系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡的透視圖；
[0014]圖2是圖1所示的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡的多層式成像系統(tǒng)的細(xì)節(jié)視圖；
[0015]圖3是圖2所示的多層式成像系統(tǒng)的分解視圖。
【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)在將參考附圖對本發(fā)明的多個非限制性實施例做出詳細(xì)描述。本說明書中涉及的實施例僅意圖解釋本發(fā)明的原理而并非限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的可專利范圍僅由權(quán)利要求書所限定。
[0017]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的雙目式增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡1，其包括一對鏡腿2、一套成像系統(tǒng)3、一套鼻托4、電池模塊5和鏡框6。圖中所示的成像系統(tǒng)3在增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡領(lǐng)域創(chuàng)新地采用了多層結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生了多種前文所述的有益的技術(shù)效果。
[0018]圖2通過側(cè)視圖進(jìn)一步示出了根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡I的多層成像系統(tǒng)
3。如圖中所示，該多層成像系統(tǒng)3從左向右依次包括濾光鏡片7、顯示鏡片8和功能鏡片9。濾光鏡片7和功能鏡片9通過可拆卸結(jié)構(gòu)，例如磁吸結(jié)構(gòu)，連接到鏡框6上。由此，濾光鏡片7和功能鏡片9對中間的顯示鏡片8形成保護(hù)，并且還可以根據(jù)需要更換不同的濾光鏡片7和功能鏡片9，或者對濾光鏡片7和功能鏡片9進(jìn)行維護(hù)。
[0019]圖3用分解視圖更加清楚地示出了圖2所示的多層成像系統(tǒng)3的構(gòu)成。其中可以清晰地看到，濾光鏡片7和功能鏡片9通過可拆卸結(jié)構(gòu)連接到鏡框6上，從兩側(cè)包圍顯示鏡片8，從而不僅能夠進(jìn)一步改善顯示鏡片8上的成像效果，并對顯示鏡片8形成充分的保護(hù)。
[0020]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上所示的結(jié)構(gòu)僅僅是示例性的。取決于具體需要以及使用環(huán)境，以上成像系統(tǒng)3也可能包括更多鏡片，或者甚至只包括兩層或一層鏡片。舉例而言，對于在相對潔凈環(huán)境下使用的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡，對顯示鏡片的保護(hù)并不像在嚴(yán)苛環(huán)境下那么迫切。此時，如果環(huán)境光合適，或者佩戴者并無視力矯正或者其他的功能需求，則完全可以拆除濾光鏡片和功能鏡片而僅保持顯示鏡片，依然能夠獲得滿意的成像效果，并且進(jìn)一步降低整個系統(tǒng)的重量。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡可廣泛應(yīng)用于不同的場合。例如在維修應(yīng)用中，增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡能將維修操作手冊以文字、圖片、視頻、語音信息等方式展現(xiàn)給維修人員，并將維修數(shù)字信息疊加在真實操作對象上，提示指引維修工人使用何種工具、何種操作姿勢、如何搭配物料。在實操培訓(xùn)應(yīng)用中，增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡能夠讓學(xué)員學(xué)習(xí)理論知識的同時體驗實操感覺。增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡還能夠應(yīng)用于一線工作人員管理、遠(yuǎn)程協(xié)助應(yīng)用等諸多場合。
[0022]雖然本文僅示出并描述了實施例的某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到許多改型和變化。因此，應(yīng)該理解的是所附權(quán)利要求書旨在覆蓋落入本發(fā)明的精神內(nèi)的全部此類改型和變化。
【主權(quán)項】
1.一種多層式增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡，其包括鏡腿、成像系統(tǒng)、鼻托、電池模塊和鏡框，其中，所述成像系統(tǒng)為多層結(jié)構(gòu)，其包括濾光鏡片、顯示鏡片和功能鏡片，所述濾光鏡片和所述功能鏡片分別在所述顯示鏡片的兩側(cè)安裝在所述鏡框上。2.如權(quán)利要求1所述的智能眼鏡，其特征在于，所述濾光鏡片和所述功能鏡片通過可拆卸結(jié)構(gòu)安裝在所述鏡框上。3.如權(quán)利要求2所述的智能眼鏡，其特征在于，所述可拆卸結(jié)構(gòu)為磁吸結(jié)構(gòu)。4.如權(quán)利要求1所述的智能眼鏡，其特征在于，所述功能鏡片為視力矯正鏡片。5.如權(quán)利要求1所述的智能眼鏡，其特征在于，所述濾光鏡片起到圖像投影背景墻的作用。6.如權(quán)利要求1所述的智能眼鏡，其特征在于，所述濾光鏡片能夠過濾強(qiáng)環(huán)境光。7.如權(quán)利要求1-6的任一項所述的多層式增強(qiáng)現(xiàn)實智能眼鏡的用途，其用于航空維修、汽車維修、實操類培訓(xùn)、制造配裝、電力能源巡檢維保、醫(yī)療手術(shù)、倉儲物流、實驗室教育培訓(xùn)、軍機(jī)巡檢維修、軍隊指揮、單兵作戰(zhàn)、現(xiàn)場工程服務(wù)、或各類現(xiàn)場服務(wù)的遠(yuǎn)程協(xié)助。
【文檔編號】G02B27/01GK105938250SQ201610316464
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】蘇波, 王友初
【申請人】深圳增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)有限公司