增强现实设备制造技术

本申请公开了一种增强现实设备，包括投影装置和镜片，投影装置用于产生待投影图像，镜片包括镜片本体以及设置于镜片本体的至少一针孔微结构，待投影图像在镜片本体内传输，针孔微结构具有一全反射面，在佩戴状态下，全反射面通过全反射面的两侧介质的折射率差异所形成的全反射将待投影图像反射至人眼。本申请中的增强现实设备通过设于镜片本体的针孔微结构将待投影图像反射至人眼，增大了增强现实设备的景深，从而扩大了增强现实设备的可观测图像距离，同时，针孔微结构的全反射面通过全反射将待投影图像反射至人眼，增大了针孔微结构的光利用率，从而提高了增强现实设备投影至人眼的虚拟图像的质量。人眼的虚拟图像的质量。人眼的虚拟图像的质量。

【技术实现步骤摘要】
增强现实设备


[0001]本申请涉及增强现实
，特别是涉及一种增强现实设备。

技术介绍

[0002]增强现实(augmented reality，AR)技术是一种实时计算投影系统射出的影像的位置及角度并加上相应图像的技术，增强现实技术的目标是在屏幕上将虚拟世界套在现实世界，并进行互动，可以将真实世界的时间空间范围内的很难体验到的实体信息(比如视觉信息、声音、或触觉等)通过电脑等模拟仿真后再叠加，将虚拟信息应用到真实世界。由于增强现实技术使虚拟世界与真实世界的互动可能，目前已广泛应用在增强现实装置中，比如AR眼镜，其能够将虚拟图像投影到人眼之中，在人眼中实现虚拟图像与真实图像的叠加。
[0003]目前，增强现实设备主要包括投影系统和光波导系统，投影系统用于生成图像，光波导系统用于将投影系统生成的图像传输至人眼。其中，光波导系统通常为光学透镜或光学反射镜的组合，通过折射或反射将投影系统发射的光信号引导至人眼。然而，现有的光波导系统对光信号的传导效率较低，导致增强现实设备的投影图像质量难以满足用户需求。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的上述问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种增强现实设备，增强现实设备包括：
[0005]投影装置，用于产生待投影图像；
[0006]镜片，包括镜片本体以及设置于镜片本体的至少一针孔微结构，其中待投影图像在镜片本体内传输，针孔微结构具有一全反射面，在佩戴状态下，全反射面通过全反射面的两侧介质的折射率差异所形成的全反射将待投影图像反射至人眼。
[0007]可选地，针孔微结构在垂直于人眼的光轴方向的参考平面上的正投影小于人眼的瞳孔在参考平面上的正投影。
[0008]可选地，针孔微结构在参考平面上的正投影的尺寸为10
‑
1500μm。
[0009]可选地，针孔微结构形成于镜片本体的一侧主表面上。
[0010]可选地，针孔微结构形成于镜片本体在佩戴状态下远离人眼的主表面上。
[0011]可选地，针孔微结构呈棱镜状设置，且针孔微结构的主截面为三角形。
[0012]可选地，三角形为等腰直角三角形，全反射面对应于等腰直角三角形的斜面边。
[0013]可选地，镜片本体的主表面为平面，等腰直角三角形的两个直角边分别平行和垂直于镜片本体的主表面。
[0014]可选地，针孔微结构的数量为多个，多个针孔微结构以阵列方式排布于镜片本体的一侧主表面上，其中每个针孔微结构所提供的视角范围为10度
‑
25度，多个针孔微结构所形成的阵列的视角范围为100度
‑
150度。
[0015]可选地，在相邻的针孔微结构之间的间隔距离为0.5mm
‑
2.5mm。
[0016]可选地，投影装置设置于镜片本体的一端，增强现实设备进一步包括设置于镜片
本体与投影装置相对的另一端的凹面反射镜，投影装置出射的待投影图像入射到凹面反射镜，并被凹面反射镜反射至全反射面，凹面反射镜的曲率半径为20mm
‑
100mm。
[0017]与现有技术相比，本申请中的增强现实设备通过设于镜片本体的针孔微结构将待投影图像反射至人眼，增大了增强现实设备的景深，从而扩大了增强现实设备的可观测图像距离，同时，针孔微结构的全反射面通过全反射面的全反射将待投影图像反射至人眼，增大了针孔微结构的光利用率，从而提高了增强现实设备投影至人眼的虚拟图像的质量。
[0018]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本申请一实施例提供的增强现实设备的结构示意图；
[0021]图2是本申请一实施例提供的增强现实设备在应用时的光路示意图；
[0022]图3是本申请一实施例提供的镜片的结构示意图；
[0023]图4是图3实施例中的镜片在另一视角下的结构示意图；
[0024]图5是本申请提供的另一实施例中镜片的结构示意图；
[0025]图6是本申请提供的另一实施例中镜片的结构示意图；
[0026]图7是本申请一实施例提供的增强现实设备的实施方式示意图；
[0027]图8是本申请另一实施例提供的增强现实设备的实施方式示意图；
[0028]图9是本申请另一实施例提供的增强现实设备的实施方式示意图；
[0029]图10是本申请另一实施例提供的增强现实设备的实施方式示意图；
[0030]图11是本申请一实施例提供的增强现实系统的结构示意图。
具体实施方式
[0031]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]在申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0033]本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本文中“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非有特意的限制说明。
[0034]需要注意的是，本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆
盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0035]本申请提供一种增强现实设备，即AR(Augmented Reality)设备。增强现实设备通过计算机编程实现对图形的图像处理。增强现实设备能够通过摄影装置实时地计算摄影机影像的位置及角度，并匹配数据库中存储的对应图像、视频、3D模型等虚拟图像，然后再在增强现实设备的屏幕上将虚拟图像显示在现实世界中，并与用户进行互动。本申请提供的增强现实设备包括但不限于穿戴头盔、载具视窗、穿戴式眼镜等。下文以穿戴式眼镜为例进行说明。
[0036]请结合参阅图1，图1是本申请一实施例提供的增强现实设备10的结构示意图。
[0037]在一些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强现实设备，其特征在于，所述增强现实设备包括：投影装置，用于产生待投影图像；镜片，包括镜片本体以及设置于所述镜片本体的至少一针孔微结构，其中所述待投影图像在所述镜片本体内传输，所述针孔微结构具有一全反射面，在佩戴状态下，所述全反射面通过所述全反射面的两侧介质的折射率差异所形成的全反射将所述待投影图像反射至人眼。2.根据权利要求1所述的增强现实设备，其特征在于，所述针孔微结构在垂直于所述人眼的光轴方向的参考平面上的正投影小于所述人眼的瞳孔在所述参考平面上的正投影。3.根据权利要求2所述的增强现实设备，其特征在于，所述针孔微结构在所述参考平面上的正投影的尺寸为10
‑
1500μm。4.根据权利要求1所述的增强现实设备，其特征在于，所述针孔微结构形成于所述镜片本体的一侧主表面上。5.根据权利要求4所述的增强现实设备，其特征在于，所述针孔微结构形成于所述镜片本体在佩戴状态下远离所述人眼的主表面上。6.根据权利要求1所述的增强现实设备，其特征在于，所述针孔微结构呈棱镜状设置，且所述针孔微结构的主截面为三角形。7.根据权利要求6所述的增强现实设备，其特征在于，所述三角形为等腰...

【专利技术属性】
技术研发人员：申广，
申请(专利权)人：深圳禹润和显示科技有限公司，
类型：发明
国别省市：