一种可拆分增强现实显示设备及其系统技术方案

本发明专利技术提供了一种可拆分增强现实显示设备，包括自适应调节眼睛屈光度系统，以及增强现实显示的系统，其中：所述自适应调节眼睛屈光度系统包含液体透镜，传感器，驱动系统；所述增强现实显示的系统包含显示源，液体透镜，半透反射透镜和半透反射球面镜。该结构可以支撑独立的眼睛自适应调节，且不会增加额外的电路控制成本及空间。

【技术实现步骤摘要】
一种可拆分增强现实显示设备及其系统
本专利技术涉及一种显示设备。
技术介绍
增强现实技术(AugmentedReality,AR)是将真实世界与虚拟显示结合起来的技术，可将虚拟信息叠加在真实世界，在各行各业有广泛的应用。目前用于增强现实的头戴式显示设备在显示图像时，单目仅能进行二维显示，进行立体显示时需要采用双目显示有一定视差的图像来实现，但是这种立体显示的实现方式会导致人眼的双目辐辏冲突，长时间佩戴易导致头晕等不适感。虽然采用液体透镜来实现立体显示，但是由于佩戴者的近视远视的屈光度并无法完全匹配，故提出了加上液体透镜来实现佩戴者的屈光度调节。故整个系统以分成两个部分，一个是增强现实的显示部分，一个是自适应屈光度调整部分。当不需要增强现实的时候可进行拆卸，以达到使用者进行屈光调节的效果。当需要增强现实的时候可以进行叠加匹配使用，由于先进行的是屈光调节，所以并不影响整体使用，而屈光度调节的时候的造型就可以根据相关需要进行设计从而实现美观效果，另外由于两个系统都使用到液态透镜，电路部分可以公用，可以降低使用成本和使用空间。上述现有技术中，用户需要考虑人眼屈光度调节。另外设备不使用的时候，是否可以更轻便美观又能提供作用，如屈光度自适应调节。另外不同的系统实现多焦段增强显示需要使用独立的调节控制电路方案。现有的技术有可以实现的增强现实的显示效果，却不曾在系统中考虑人眼的屈光度调节。又或者仅仅只是考虑屈光度调节，并没有将两者结合在一起提升效果。另外对使用者来说，可拆分的系统只是单独进行屈光度调节也可以保证用户日常使用时的实用性。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提供了一种可拆分增强现实显示设备，包括自适应调节眼睛屈光度系统，以及增强现实显示的系统，其中：所述自适应调节眼睛屈光度系统包含液体透镜，传感器，驱动系统；所述增强现实显示的系统包含显示源，液体透镜，半透反射透镜和半透反射球面镜。其中，所述传感器能读取人眼的屈光度数据，将屈光度数据传输给驱动系统，驱动系统能进行电压调节液体透镜。其中，所述透镜为一个透镜或者多个透镜元器件的组合。其中，所述显示源为OLED或者LCD。其中，还包括透镜为一个透镜或者多个透镜元器件的组合，包括半透半反透镜，分光镜，其中，所述显示源经过透镜然后经过分光镜然后经过半透半反透镜进入人眼，也能直接经过透镜然后经过半透半反透镜直接进入人眼。其中，所述液体透镜中包含两种折射率不同且不相混合的液体，一种是可导电的水性溶液，另一种是不导电的矽酮油溶液，两种液体封装在两面均透明的圆筒型容器中。其中，所述液态透镜的容器壁做疏水性处理。其中，所述液态透镜的透镜焦距f与电压的关系式为：其中：a为圆柱体不锈钢容器的半径，n1为绝缘液体的折射率，n2为导电液体的折射率，θ0为初始接触角，ε0为空气绝对介电常数，εr为介质材料相对的介电常数，γ12为界面张力，e为介质层厚度，U为所加电压值。本方案中，a＝7.5mm,n1＝1.3,n2＝1.65,θ0＝160°，e＝1.5μm,γ12＝20mN/,εr＝2.65。其中，所述液体透镜的电压变化为32V-60V，屈光度调节为-5～20.口径为3mm,18mm焦距。本专利技术还提供了一种可拆分增强现实显示系统，包括上述任一项设备，其中所述两个系统使用同一套驱动系统或单独使用自适应调节眼镜屈光度系统。其中，所述设备还包括传感器，驱动系统，传感器得到眼睛的参数调节液体透镜，驱动系统能同时调节另外一组液态透镜显示不同的多焦面。实现原理：系统一为含有电路系统的自适应调节眼镜，实现原理为透镜或者透镜组，其中透镜为液体透镜或者含有液体的透镜组合。该系统中含有传感器，驱动电路，通过传感器识别人眼的参数，并将参数给到电路后，通过电压调节变化使得液体透镜发生曲率变化进而改变光路的焦距，从而实现眼镜的屈光度的自适应调节。系统二为增强现实系统，显示源通过液体透镜或者含有液体透镜的透镜组，在进入到半反半透的光学元器件，最后到达半反半透的器件从而进入人眼，在人眼视线前方形成了一个虚像，并同时可看到外部世界，即为增强现实系统。通过液体透镜的调节，可以使得虚像的焦距发生变化，故而使得增强现实的系统的焦距是变化的。本专利技术的结构具有如下优点之一:1、可以支撑独立的眼睛自适应调节。2、并不会增加额外的电路控制成本及空间。附图说明图1为整个系统的剖面图；图2a和图2b为液体透镜的原理图；图3为本专利技术使用的一种液体透镜的具体实施方案图；图4为本专利技术使用的一种增强现实的具体实施方案图；图5为本专利技术的系统一自适应调节系统的一种外观框架示意图；图6为本专利技术的系统二增强现实系统的一种外观框架示意图图7为本专利技术合并系统一二后的一种外观框架示意图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。如图1所示，整个系统为分为两个部分，第一个系统部分由透镜100和液体透镜101构成。其中透镜100可以表示为一个透镜或者多个透镜元器件，101为液体透镜，前后关系位置距离等根据需要(正常的透镜100和液体透镜在距离人眼18mm的距离内)。可以实现的效果是，根据传感器的数据将进行液体透镜101的曲率变化，由于液体透镜的变化，那么所看到的事物成像点也就落在了眼膜数据的成像焦点上。从而实现自适应光屈光度的调整。第二个系统部分为增强显示系统部分。由显示源102(可以是OLED或者LCD等各种显示源)作为成像系统的物方，通过透镜或者透镜组103穿过液体透镜104(一般透镜或者透镜组的距离控制在离0LED15mm)之后，沿着垂直的方向进入半透半发的分光镜105(分光镜一般距离透镜组103或者液体透镜104(10-15mm),分光镜一般45°倾斜角摆放)后，在(沿着视野方向5-10mm)进入到光学曲面半透半反镜106后，反射并透过分光镜105后，在经过系统部分1后，形成人眼所看到虚像。通过调节液体透镜104，系统整体的焦距将会发生变化。人眼所看到的虚像距离将发生变化。其中光学曲面半透半反镜106可以置于系统最右侧，也可以放置于底部。液体透镜101、104是将液体作为透镜通过改变液体的曲率来改变焦距。较为成熟的液体透镜是利用介质上电润湿(EWOD)原理的可变焦光透镜。它可以通过外加电压改变液滴的形状，进而改变其焦距。图二为其原理图。参考图2a和图2b，两种折射率不同且不相混合的液体，一种是可导电的水性溶液201，另一种是不导电的矽酮油溶液202，并将两种液体封装在两面均透明的圆筒型容器中。容器壁做了疏水性处理，因此水溶液会呈圆顶型聚集在容器中心部分，水溶液201本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可拆分增强现实显示设备，其特征在于，包括自适应调节眼睛屈光度系统，以及增强现实显示的系统，其中：/n所述自适应调节眼睛屈光度系统包含液体透镜，传感器，驱动系统；/n所述增强现实显示的系统包含显示源，液体透镜，半透反射透镜和半透反射球面镜。/n

【技术特征摘要】
1.一种可拆分增强现实显示设备，其特征在于，包括自适应调节眼睛屈光度系统，以及增强现实显示的系统，其中：
所述自适应调节眼睛屈光度系统包含液体透镜，传感器，驱动系统；
所述增强现实显示的系统包含显示源，液体透镜，半透反射透镜和半透反射球面镜。


2.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于：所述传感器能读取人眼的屈光度数据，将屈光度数据传输给驱动系统，驱动系统能进行电压调节液体透镜。


3.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于：所述透镜为一个透镜或者多个透镜元器件的组合。


4.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于：所述显示源为OLED或者LCD。


5.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于：还包括透镜为一个透镜或者多个透镜元器件的组合，包括半透半反透镜，分光镜，其中，所述显示源经过透镜然后经过分光镜然后经过半透半反透镜进入人眼，也能直接经过透镜然后经过半透半反透镜直接进入人眼。


6.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于：所述液体透镜中包含两种折射率不同且不相混合的液体，一种是可导电的水性溶液，另一种是不导电的矽酮油溶液，两种液体封装在两面均透明的圆筒型容器中。

【专利技术属性】
技术研发人员：林喜泓，王鹏，刘锐，
申请(专利权)人：凤凰光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36