雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光學領域，具體涉及眼鏡。雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，眼鏡視場角達到80度。包括一眼鏡主體，所述眼鏡主體包含鏡架，所述鏡架包含至少一個鏡框，所述鏡框安有鏡片，所述鏡片為拼接粘合的兩個光波導片，所述兩個光波導片之間具有90度到130度的夾角。本發(fā)明的視場角較現(xiàn)有的增強現(xiàn)實眼鏡有很大提高，達到80度視場角，有效解決了視場角過小導致用戶視野不佳的問題，從而提高了用戶體驗滿意度。
【專利說明】
雙光波導片式増強現(xiàn)實眼鏡
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及光學領域，具體設及眼鏡。
【背景技術】
[0002] 增強現(xiàn)實技術是一種將真實世界信息和虛擬世界信息集成的新技術，在日常生活 中可W為人們帶來便利。它可W實現(xiàn)超越電子屏幕的視覺體驗，在展現(xiàn)真實世界的信息是 同時，將虛擬的信息同時顯示出來，數(shù)碼世界和真實世界的信息相互補充和疊加，二者完美 的結合在一起呈現(xiàn)在用戶眼中。然而現(xiàn)在已有的的增強現(xiàn)實眼鏡，普遍存在使用時視場角 過小導致用戶視野不佳，從而降低了用戶體驗滿意度。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于，提供一種雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，W解決上述問題。
[0004] 本發(fā)明所解決的技術問題可W采用W下技術方案來實現(xiàn)：
[0005] 雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，包括一眼鏡主體，所述眼鏡主體包含鏡架，其特征在 于，所述鏡架包含至少一個鏡框，所述鏡框安有鏡片，所述鏡片為拼接粘合的兩個光波導 片，所述兩個光波導片之間具有90度到130度的夾角。
[0006] -個光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡的視場角為40度，兩個光波導片拼接在一起能夠達 到80度的視場角，極大程度提高了視野的范圍。本發(fā)明的視場角較現(xiàn)有的增強現(xiàn)實眼鏡有 很大提高，解決了視場角過小導致用戶視野不佳，從而提高了用戶體驗滿意度。
[0007] 所述光波導片呈板狀。
[000引本發(fā)明通過板狀結構的光波導片能夠更好地傳遞光。
[0009] 所述光波導片包括至少=個平板，所述至少=個平板平行排布，所述至少=個平 板通過膠合劑膠合連接，所述至少=個平板均為傾斜的平板。
[0010] 具有傾斜角度的平板能夠增大光線的反射面，增加視場。
[0011] 所述平板可W由玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃中的至少一種。優(yōu)選為玻璃。
[0012] 所述至少=個平板從左至右平行排布，所述至少=個平板的右端面均涂有具有反 射率的反光膜，所述光波導片的右端部設有一禪合棱鏡，所述禪合棱鏡包括一方形棱鏡和 一模形棱鏡，方形棱鏡和模形棱鏡膠合連接構成禪合棱鏡。
[0013] 本發(fā)明通過禪合棱鏡能夠便于光的傳導。
[0014] 所述至少=個平板位于所述禪合棱鏡左側。
[0015] 所述模形棱鏡的入光面是模形棱鏡的模面，所述模形棱鏡的出光面是所述模形棱 鏡和所述方形棱鏡的連接面。
[0016] 雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡還包括微型圖像顯示器，所述微型圖像顯示器的光照 方向朝向所述入光面。
[0017] 所述入光面可W是一相對于所述微型圖像顯示器呈凸面形狀的透射曲面，所述透 射曲面的方程滿足W下=個方程之一：
[0018] (a)變形非球面，他有兩個方向的曲率半徑，而且可W不相同，該曲面為平面對稱 曲面，它有兩個對稱面，分別關于yoz、XOZ平面對稱。
[0019]
[0020] Cx是曲面X- Z平面內X方向的曲率半徑，Cy是曲面在Y - Z平面內Y方向的曲率半徑，Kx 是曲面X方向的二次曲線系數(shù)，Ky是曲面Y方向的二次曲線系數(shù)，Ai是4，6,8-2n階非旋轉對 稱系數(shù)。
[0021] (b巧Y多項式曲面，
[0022]
[0023] 其中C為曲面曲率半徑，C功多項式系數(shù)。
[0024] (C)超環(huán)面是一個圓形或n階曲線形狀的回轉曲面，由一個圓或n階曲線繞一個與 該曲線共面的一個軸回轉所生成。
[0025]
[0026] 其中C為曲率半徑，k為二次曲面系數(shù)，A，B，C，D分別為4,6,8，10階非球面系數(shù)。
[0027] 本發(fā)明通過透射曲面起放大圖像的作用。
[00%]所述入光面可W是一相對于所述微型圖像顯示器呈平面狀的透射平面。
[0029] 所述入光面前設有一目鏡系統(tǒng)，所述目鏡系統(tǒng)前設有一LCOS模組，所述LCOS模組 投影口朝向所述目鏡系統(tǒng)。
[0030] 作為一種方案，所述鏡架包含一個鏡框。采用單個鏡框可W做到一體成型，便于安 裝。
[0031] 作為一種方案，所述鏡架包含兩個鏡框。通過兩個鏡框能夠優(yōu)化視覺效果。
[0032] 所述目鏡系統(tǒng)包括一目鏡，所述目鏡的前端面為第一曲面，所述目鏡的后端面為 第二曲面，所述第一曲面與所述第二曲面均為旋轉對稱面；
[0033] 所述第一曲面中央呈外凸狀，所述第一曲面的邊緣呈內凹狀，所述第二曲面呈外 凸狀。
[0034] 優(yōu)化了傳統(tǒng)雙外凸的目鏡結構，色差小，視場角可達40度，放大率合適。
[0035] 所述旋轉對稱面是非球面、二次曲面、自由曲面中的任意一種。
[0036] 所述第一曲面中央的曲率大于所述第一曲面邊緣的曲率，所述第一曲面邊緣的曲 率大于所述第二曲面邊緣的曲率，所述第二曲面邊緣的曲率大于所述第二曲面中央的曲 率。優(yōu)化了目鏡的系統(tǒng)的顯示效果。
[0037] 所述第二曲面的中央橫截面優(yōu)選為一直線。便于保證成像效果。
[0038] 作為一種方案，所述第一曲面是一非球面，所述第一曲面的非球面系數(shù)
[0039]
，其中，
[0040] 作為一種方案，所述第一曲面是一非球面，所述第一曲面的非球面系數(shù)
'其中，
...................................................................? O
[0041]作為一種方案，所述第二曲面是一非球面，所述第二曲面的非球面系數(shù)
>其中，
[0042] 作為一種方案，所述第二曲面是一非球面，所述第二曲面的非球面系數(shù)
'其中，
[0043] 所述目鏡的中屯、厚度大于所述目鏡的邊緣厚度;所述目鏡的厚度從中屯、向邊緣依 次遞減；
[0044] 所述目鏡的中屯、厚度為
[0045] 所述光波導片是塑料制成的塑料質光波導片。
[0046] 可W在不影響使用效果的同時減輕質量減少成本，增強了用戶體驗滿意度。
[0047] 所述光波導片的厚度不大于3mm。優(yōu)選2mm。
[0048] W減少鏡片本體的厚度，進而減少增強現(xiàn)實眼鏡的重量，改善用戶的體驗效果。
[0049] 所述目鏡系統(tǒng)與所述LCOS模組安裝在連接鏡架的鏡腿的中空腔內，所述中空腔設 有一開口，所述開口朝向所述入光面。
[0050] 目鏡系統(tǒng)與LCOS模組安裝在鏡腿的中空腔內，既美化外觀又減少了體積，提高了 用戶體驗。
[0051] 所述鏡架包括兩個鏡腿，所述兩個鏡腿分別固定在所述鏡框的兩側，所述目鏡系 統(tǒng)與所述LCOS模組安裝在所述兩個鏡腿的中空腔內。能夠合理利用剩余空間，節(jié)約成本。
[0052] 所述鏡架還安裝有一影像采集裝置，所述影像采集裝置設有至少一個攝像頭，所 述攝像頭連接所述微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器系統(tǒng)連接一觸摸屏系統(tǒng)，所述觸摸屏 系統(tǒng)設有一用于感應觸摸動作的觸摸感應膜，所述觸摸感應膜貼在所述鏡片前方。設有影 像采集功能，觸摸感應功能，為微型處理系統(tǒng)獲取真實世界的信息提供了基礎，用戶復合式 的信息交互，提高用戶體驗滿意度。
[0053] 所述觸摸感應膜貼采用壓電式觸控技術，所述壓電式觸控技術介于電阻式與電容 式觸控技術之間。壓電式傳感器的觸控屏幕同電容式觸控屏一樣支持多點觸控，而且支持 任何物體觸控，不像電容屏只支持類皮膚的材質觸控。運樣，壓電式觸控屏幕可W同時具有 電容屏幕的多點觸控觸感，又具有電阻屏的精準。
[0054] 所述觸摸感應膜貼通過緊壓式固定方式。所述固定方式在所述觸摸感應膜貼周邊 圈沿繞一圈泡棉，不僅能做到有效的防止塵防水，而且對所述觸摸感應膜貼本身也沒有損 傷。
【附圖說明】
[0055] 圖1為本發(fā)明部分結構示意圖；
[0056] 圖2為本發(fā)明兩個光波導片組成的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0057] 為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體圖示進一步闡述本發(fā)明。
[005引參照圖1、圖2,雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，包括一眼鏡主體，眼鏡主體包含鏡架， 鏡架包含至少一個鏡框，鏡框安有鏡片，鏡片為拼接粘合的兩個光波導片1，兩個光波導片 之間具有90度到130度的夾角。一個光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡的視場角為40度，兩個光波導 片拼接在一起能夠達到80度的視場角，極大程度提高了視野的范圍。本發(fā)明的視場角較現(xiàn) 有的增強現(xiàn)實眼鏡有很大提高，解決了視場角過小導致用戶視野不佳，從而提高了用戶體 驗滿意度。光波導片呈板狀。本發(fā)明通過板狀結構的光波導片能夠更好地傳遞光。光波導片 包括至少=個平板2，至少=個平板平行排布，至少=個平板通過膠合劑膠合連接，至少= 個平板均為傾斜的平板。具有傾斜角度的平板能夠增大光線的反射面，增加視場。平板可W 由玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃中的至少一種。至少=個平板的右端面均涂有具有反射率的反 光膜，光波導片的右端部設有一禪合棱鏡，禪合棱鏡包括一方形棱鏡6和一模形棱鏡3,方形 棱鏡和模形棱鏡膠合連接構成禪合棱鏡。本發(fā)明通過禪合棱鏡能夠便于光的傳導。模形棱 鏡的入光面是模形棱鏡的模面，模形棱鏡的出光面是模形棱鏡和方形棱鏡的連接面。雙光 波導片式增強現(xiàn)實眼鏡還包括微型圖像顯示器，微型圖像顯示器的光照方向朝向入光面。
[0059] 入光面可W是一相對于微型圖像顯示器呈凸面形狀的透射曲面，透射曲面的方程 滿足W下=個方程之一：（a)變形非球面，他有兩個方向的曲率半徑，而且可W不相同，該曲 面為平面對稱曲面，它有兩個對稱面，分別關于yoz、XOZ平面對稱。
[0060]
是曲面X-Z平面 內X方向的曲率半徑，Cy是曲面在Y-Z平面內Y方向的曲率半徑，Kx是曲面X方向的二次曲線系 數(shù)，Ky是曲面Y方向的二次曲線系數(shù)，Ai是4,6,8…化階非旋轉對稱系數(shù)。(b)XY多項式曲面，
[0061 ]
其中C為曲面曲率半徑，Cj為多項式系 數(shù)。（C)超環(huán)面是一個圓形或n階曲線形狀的回轉曲面，由一個圓或n階曲線繞一個與該曲線 共面的一個軸回轉所生成。
[0062]
庚中C為曲率半徑，k為二次 曲面系數(shù)，A，B，C，D分別為4,6,8，10階非球面系數(shù)。本發(fā)明通過透射曲面起放大圖像的作 用。入光面可W是一相對于微型圖像顯示器呈平面狀的透射平面。入光面前設有一目鏡系 統(tǒng)4,目鏡系統(tǒng)前設有一LCOS模組5 ,LCOS模組投影口朝向目鏡系統(tǒng)。作為一種方案，鏡架包 含一個鏡框。采用單個鏡框可W做到一體成型，便于安裝。作為一種方案，鏡架包含兩個鏡 框。通過兩個鏡框能夠優(yōu)化視覺效果。目鏡系統(tǒng)包括一目鏡，目鏡的前端面為第一曲面，目 鏡的后端面為第二曲面，第一曲面與第二曲面均為旋轉對稱面;第一曲面中央呈外凸狀，第 一曲面的邊緣呈內凹狀，第二曲面呈外凸狀。優(yōu)化了傳統(tǒng)雙外凸的目鏡結構，色差小，視場 角可達120度，放大率合適。
[0063] 旋轉對稱面是非球面、二次曲面、自由曲面中的任意一種。第一曲面中央的曲率大 于第一曲面邊緣的曲率，第一曲面邊緣的曲率大于第二曲面邊緣的曲率，第二曲面邊緣的 曲率大于第二曲面中央的曲率。優(yōu)化了目鏡的系統(tǒng)的顯示效果。第二曲面的中央橫截面優(yōu) 選為一直線。便于保證成像效果。作為一種方案，第一曲面是一非球面，第一曲面的非球面 系數(shù) 「00641
，其中，
O 作為一種方案，第一曲面是一非球面，第一曲面的非球面系數(shù)
[00 化]
巧中
\.............i....................................................j：o 作為一種方案，第二曲面是一非球面，第二曲面的非球面系數(shù)
[0066]
'其中，
作為一種方案，第二曲面是一非球面，第二曲面的非球面系數(shù) [0067]
'其中，
[0068] 目鏡的中屯、厚度大于目鏡的邊緣厚度；目鏡的厚度從中屯、向邊緣依次遞減；目鏡 的中屯、厚度為2mm-10mm。光波導片是塑料制成的塑料質光波導片?？蒞在不影響使用效果 的同時減輕質量減少成本，增強了用戶體驗滿意度。光波導片的厚度不大于3mm。優(yōu)選2mm。 W減少鏡片本體的厚度，進而減少增強現(xiàn)實眼鏡的重量，改善用戶的體驗效果。目鏡系統(tǒng)與 LCOS模組安裝在連接鏡架的鏡腿的中空腔內，中空腔設有一開口，開口朝向入光面。目鏡系 統(tǒng)與LCOS模組安裝在鏡腿的中空腔內，既美化外觀又減少了體積，提高了用戶體驗。鏡架包 括兩個鏡腿，兩個鏡腿分別固定在鏡框的兩側，目鏡系統(tǒng)與LCOS模組安裝在兩個鏡腿的中 空腔內。能夠合理利用剩余空間，節(jié)約成本。鏡架還安裝有一影像采集裝置，影像采集裝置 設有至少一個攝像頭，攝像頭連接微型處理器系統(tǒng)，微型處理器系統(tǒng)連接一觸摸屏系統(tǒng)，觸 摸屏系統(tǒng)設有一用于感應觸摸動作的觸摸感應膜，觸摸感應膜貼在鏡片前方。設有影像采 集功能，觸摸感應功能，為微型處理系統(tǒng)獲取真實世界的信息提供了基礎，用戶復合式的信 息交互，提高用戶體驗滿意度。
[0069] 觸摸感應膜貼采用壓電式觸控技術，壓電式觸控技術介于電阻式與電容式觸控技 術之間。壓電式傳感器的觸控屏幕同電容式觸控屏一樣支持多點觸控，而且支持任何物體 觸控，不像電容屏只支持類皮膚的材質觸控。運樣，壓電式觸控屏幕可W同時具有電容屏幕 的多點觸控觸感，又具有電阻屏的精準。觸摸感應膜貼通過緊壓式固定方式。固定方式在觸 摸感應膜貼周邊圈沿繞一圈泡棉，不僅能做到有效的防止塵防水，而且對觸摸感應膜貼本 身也沒有損傷。所述微型圖像顯示器發(fā)出的光線依次途徑目鏡系統(tǒng)、禪合棱鏡和平板。兩個 光波導片呈鏡像對稱，兩個光波導片的出射光均朝向同一眼球。實現(xiàn)單眼球的立體視覺。禪 合棱鏡位于光波導片的入光部，平板位于光波導片的出光部。微型圖像顯示器發(fā)出的光線 經模形棱鏡透射后，透射進入方形棱鏡，方形棱鏡透射出的光線經平板反射后，進入人眼。
[0070] W上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征W及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技 術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明 本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，運些 變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及 其等效物界定。
【主權項】
1. 雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，包括一眼鏡主體，所述眼鏡主體包含鏡架，其特征在 于，所述鏡架包含至少一個鏡框，所述鏡框安有鏡片，所述鏡片為拼接粘合的兩個光波導 片，所述兩個光波導片之間具有90度到130度的夾角。2. 根據(jù)權利要求1所述的雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，其特征在于:所述光波導片包括 至少三個平板，所述至少三個平板平行排布，所述至少三個平板通過膠合劑膠合連接，所述 至少三個平板均為傾斜的平板。3. 根據(jù)權利要求2所述的雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，其特征在于:所述平板是玻璃、 鋼化玻璃、夾層玻璃中的至少一種。4. 根據(jù)權利要求2所述的雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，其特征在于:所述至少三個平板 從左至右平行排布，所述至少三個平板的右端面均涂有具有反射率的反光膜，所述光波導 片的右端部設有一親合棱鏡，所述親合棱鏡包括一方形棱鏡和一楔形棱鏡，方形棱鏡和楔 形棱鏡膠合連接構成耦合棱鏡。5. 根據(jù)權利要求4所述的雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，其特征在于:所述楔形棱鏡的入 光面是楔形棱鏡的楔面，所述楔形棱鏡的出光面是所述楔形棱鏡和所述方形棱鏡的連接 面。6. 根據(jù)權利要求5所述的雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，其特征在于:雙光波導片式增強 現(xiàn)實眼鏡還包括微型圖像顯示器，所述微型圖像顯示器的光照方向朝向所述入光面。7. 根據(jù)權利要求5所述的雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，其特征在于:所述入光面前設有 一目鏡系統(tǒng)，所述目鏡系統(tǒng)前設有一 LCOS模組，所述LCOS模組投影口朝向所述目鏡系統(tǒng)。8. 根據(jù)權利要求1所述的雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，其特征在于:所述鏡架包含一個 鏡框。9. 根據(jù)權利要求7所述的雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，其特征在于:所述目鏡系統(tǒng)包括 一目鏡，所述目鏡的前端面為第一曲面，所述目鏡的后端面為第二曲面，所述第一曲面與所 述第二曲面均為旋轉對稱面； 所述第一曲面中央呈外凸狀，所述第一曲面的邊緣呈內凹狀，所述第二曲面呈外凸狀。10. 根據(jù)權利要求9所述的雙光波導片式增強現(xiàn)實眼鏡，其特征在于:所述第一曲面中 央的曲率大于所述第一曲面邊緣的曲率，所述第一曲面邊緣的曲率大于所述第二曲面邊緣 的曲率，所述第二曲面邊緣的曲率大于所述第二曲面中央的曲率。
【文檔編號】G02B27/01GK106019586SQ201610388296
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】李潤芝, 張婧京, 李道萍, 潘政行
【申請人】上海理鑫光學科技有限公司