扩增实境眼镜制造技术

本发明专利技术公开一种扩增实境眼镜，用以配戴于使用者的双眼前方，扩增实境眼镜包括影像源、准直结构、透镜组以及目镜。影像源用以发出影像光束。准直结构设置于影像光束的传递路径上，以将影像光束转换为准直光束。透镜组设置于准直光束的传递路径上。准直光束借由透镜组会聚于目镜的焦点，再借由目镜转换为平行光束，并被传递至使用者的眼睛。并被传递至使用者的眼睛。并被传递至使用者的眼睛。

【技术实现步骤摘要】
扩增实境眼镜


[0001]本专利技术涉及一种光学设备，且特别是有关于一种扩增实境眼镜。

技术介绍

[0002]随着显示技术的进步，扩增实境(augmented reality)显示技术逐渐普及，大量应用于人们生活中的例如娱乐、医学手术等方面。扩增实境技术除了让用户能够看到影像光所产生的虚拟图像，也能看到实际的物体，并且，虚拟图像能够和实际的物体互动。
[0003]然而，由于人眼瞳孔有一定的大小，眼瞳上的不同位置相对于其所注视的物体或影像的距离及角度皆不同，造成影像无法忠实地成像于眼睛，进一步造成其他视觉问题，例如辐辏调节冲突。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种扩增实境眼镜，忠实呈现影像源的影像，避免影像失真以及辐辏调节冲突(VAC)等问题。
[0005]根据本专利技术一实施例，提供一种扩增实境眼镜，用以配戴于使用者的双眼前方，扩增实境眼镜包括影像源、准直结构、透镜组以及目镜。影像源用以发出影像光束。准直结构设置于影像光束的传递路径上，以将影像光束转换为准直光束。透镜组设置于准直光束的传递路径上。准直光束借由透镜组会聚于目镜的物方焦点，再借由目镜转换为平行光束，并被传递至双眼的至少其中之一。
[0006]其中，该透镜组为场镜。
[0007]其中，该目镜的焦距大于该场镜的焦距。
[0008]其中，该目镜的通光孔径大于该场镜的通光孔径。
[0009]其中，该准直结构包括阻光层，具备多个透光孔，且所述透光孔以阵列形式设置于该阻光层上。
[0010]其中，每一该透光孔的高度与宽度的比值大于20。
[0011]其中，该影像源包括显示面板，且每一该透光孔的宽度小于该显示面板的每一子像素的最小宽度。
[0012]其中，该影像源包括显示面板，且每一该透光孔的高度与该显示面板的每一子像素的最小宽度的比值大于20。
[0013]其中，该影像源包括显示面板，且两两相邻的所述透光孔之间的最小距离小于该显示面板的每一子像素的最小宽度。
[0014]其中，该目镜的该物方焦点重叠该透镜组的焦平面。
[0015]基于上述，本专利技术实施例提供的扩增实境眼镜利用准直结构将影像光束转换为准直光束，再利用场镜将准直光聚焦于目镜的物方焦点，以产生入射眼睛的平行光，避免了因为眼瞳上的不同位置相对于影像源的距离及角度不同所造成的影像无法忠实地成像于眼睛的状况。由于影像能够忠实地被传递至眼睛，避免了经常发生于扩增实境眼镜的视觉问
题，例如辐辏调节冲突。
[0016]为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
[0017]图1是根据本专利技术一实施例的扩增实境眼镜的示意图。
[0018]图2A及图2B是根据本专利技术一实施例的准直结构的示意图。
[0019]其中，附图标记：
[0020]100:扩增实境眼镜
[0021]101:影像源
[0022]102:准直结构
[0023]103:透镜组
[0024]104:目镜
[0025]BL:阻光层
[0026]CL:准直光束
[0027]D1、D2、D3:方向
[0028]EY:眼睛
[0029]F1、F2:焦距
[0030]H1:高度
[0031]IL:影像光束
[0032]P1:焦平面
[0033]PL:平行光束
[0034]TH:透光孔
[0035]W1:宽度
[0036]W2:距离
具体实施方式
[0037]参照图1、图2A及图2B。图1绘示根据本专利技术一实施例的扩增实境眼镜。图2A绘示根据本专利技术一实施例的准直结构的平面视图，图2B为图2A所示准直结构沿线AA
’
的剖面视图。扩增实境眼镜100包括影像源101、准直结构102、透镜组103以及目镜104。
[0038]影像源101用以发出影像光束IL，且可以用微型显示器来实现。微型显示器可以例如是微发光二极管面板、液晶显示器、硅基液晶显示器等自发光或非自发光的显示器。
[0039]准直结构102设置于影像光束IL的传递路径上，以将影像光束IL转换为准直光束CL。准直结构102包括阻光层BL，设置于由第二方向D2及第三方向D3所形成的平面上。阻光层BL为黑色吸光材料，且具备多个透光孔TH，相邻的透光孔TH之间具备挡墙，且这些透光孔TH以阵列形式设置于阻光层BL上。来自于影像源101的影像光束IL在透射准直结构102后形成为准直光束CL，准直光束CL为平面波，在平行于第一方向D1的方向上行进。第一方向D1、第二方向D2以及第三方向D3三者相互垂直。
[0040]透镜组103包括至少一透镜，且设置于准直光束CL的传递路径上(图1仅将透镜组
103绘示为一个透镜做为示意，然透镜组103可以包括多个透镜)。在本实施例中，透镜组103为场镜(field lens)，被设置以扩展视场。并且，影像源101的影像信息借由透镜组103进行傅氏转换(Fourier Transform)，在透镜组103的焦平面P1形成傅氏转换平面。由于准直光束CL为平面波，其透射透镜组103后会聚于透镜组103的焦平面P1。
[0041]目镜104被设置以对准直光束CL进行反傅氏转换。目镜104的物方焦点被设置为与透镜组103的焦平面P1重叠，使得会聚于焦平面P1的准直光束CL得以自目镜104的物方焦点出射。因此，准直光束CL在透射目镜104后被转换为平行光束PL，且平行光束PL入射眼睛EY。
[0042]应当说明的是，本专利技术实施例提供的扩增实境眼镜100利用上述傅氏转换以及反傅氏转换的过程，将影像源101的影像信息忠实地传递至眼睛EY。由于入射眼睛EY的光束为平行光束PL，避免了因为眼瞳上的不同位置相对于影像源101的距离及角度不同所造成的影像无法忠实地成像于眼睛EY的状况。
[0043]同样参照图1，在本实施例中，目镜104的焦距F2还被设置为大于透镜组103的焦距F1，且目镜104的通光孔径(Clear aperture)大于透镜组103的通光孔径，以将影像光束IL扩束为平行光束PL，提升了可视范围，扩展眼盒(Eye box)。具体而言，在现有的扩增实境眼镜中，由于透光板(例如镜片)的尺寸是固定的，可视范围越大，视场就越小。可视范围越小，视场就越大。相对地，在本专利技术提供的扩增实境眼镜100中，视场借由场镜得到优化，且可视范围因上述的扩束过程得到优化。也就是说，本专利技术提供的扩增实境眼镜100可同时优化视场及可视范围。
[0044]参照图2A及图2B，在本专利技术的一实施例中，透光孔TH的高度H1与宽度W1的比值大于20，以有效地阻挡偏离第一方向D1行进的影像光束IL，保留平行第一方向D1行进的影像光束IL，使得穿透准直结构102后的影像光束IL(即，准直光束CL)具有较高的准直性。
[0045]在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扩增实境眼镜，用以配戴于使用者的双眼前方，其特征在于，该扩增实境眼镜包括：影像源，用以发出影像光束；准直结构，设置于该影像光束的传递路径上，以将该影像光束转换为准直光束；透镜组，设置于该准直光束的传递路径上；以及目镜，其中该准直光束借由该透镜组会聚于该目镜的物方焦点，再借由该目镜转换为平行光束，并被传递至该双眼的至少其中之一。2.根据权利要求1所述的扩增实境眼镜，其特征在于，该透镜组为场镜。3.根据权利要求2所述的扩增实境眼镜，其特征在于，该目镜的焦距大于该场镜的焦距。4.根据权利要求2所述的扩增实境眼镜，其特征在于，该目镜的通光孔径大于该场镜的通光孔径。5.根据权利要求1所述的扩增实境眼镜，其特征在于，该准直结构包括阻光层，具备多个透光孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖仁伟，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：