图像输出设备及智能眼镜的制作方法

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种图像输出设备及智能眼镜。

背景技术：

现有的智能可穿戴近眼显示设备，一般不具备屈光度调节功能，难以满足近视眼用户的需求，用户体验较差。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种图像输出设备及智能眼镜，用以解决现有显示方案中不具备屈光度调节，用户体验较差的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种图像输出设备，包括：依次层叠设置的显示模块1、屈光度调节模块2、透镜组3、偏振片4、偏振分光棱镜5、1/4波片6和反射透镜7；

在所述显示模块1的第一表面设置所述屈光度调节模块2，在所述屈光度调节模块2的第一表面设置所述透镜组3、在所述透镜组3的第一表面设置所述偏振片4、在所述偏振片4的第一表面设置所述偏振分光棱镜5、在所述偏振分光棱镜5的第一表面设置所述1/4波片6以及在所述1/4波片6的第一表面设置反射透镜7，其中，第一表面为本部件的，且与上一部件相连接的面。

在一个可能的实施例中，所述屈光度调节模块2包括：一个或多个不同厚度的无光焦度的平板玻璃21以及用于固定所述平板玻璃21的插槽22。

在一个可能的实施例中，所述平板玻璃21与所述插槽22垂直设置，且所述平板玻璃21与所述显示模块1和所述透镜组3平行设置。

在一个可能的实施例中，所述平板玻璃21等间距固定于所述插槽22上，且相邻两个所述平板玻璃之间的厚度差的范围为0.1mm-0.5mm，所述平板玻璃的厚度为0.3mm-3mm。

在一个可能的实施例中，所述平板玻璃的表面镀有波长选择性薄膜。

在一个可能的实施例中，所述平板玻璃的折射率与所述透镜组3的多个透镜中距离所述平板玻璃最近的透镜具有设定的阈值；其中，所述折射率阈值为所述平板玻璃的折射率与所述多个透镜中距离所述平板玻璃最近的透镜的折射率的差值。

在一个可能的实施例中，所述透镜组3包括：双胶合透镜或三胶合透镜。

在一个可能的实施例中，所述反射透镜7为镀有反射膜的球面透镜。

在一个可能的实施例中，所述透镜组3的光轴与所述反射透镜7的光轴同轴或所述透镜组3的光轴与所述反射透镜7的光轴垂直。

在一个可能的实施例中，所述偏振分光棱镜5的分光面与所述偏振分光棱镜5的光轴成45°夹角。

在一个可能的实施例中，显示模块1包括：显示芯片；

所述显示芯片包括以下部件中的一个或多个：

薄膜晶体管TFT、液晶显示器LCD、液晶附硅LCoS、有机发光二极管OLED以及等离子显示板PDP。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种智能眼镜，包括：框体10、设置于所述框体10两侧的第一镜腿20和第二镜腿30、以及设置于所述框体10上的两个波导40，还包括：分别设置于所述第一镜腿20和第二镜腿30的图像输出设备50，所述图像输出设备50分别与距离最近的所述波导40连接，所述图像输出设备50包括上述第一方面任一所述的图像输出设备。

本实施例提供的图像输出设备，在显示模块和透镜组之间的空气间隔用多个不同厚度的无光焦度的平板玻璃进行填充，再通过切换不同厚度的平板玻璃进行屈光度调节以及对焦处理，不需要用户再佩戴额外的近视眼镜；平板玻璃的表面镀有波长选择性薄膜，可适量地过滤掉一部分短波蓝波光段的光谱，有利于控制色差，避免边缘异色现象的产生；平板玻璃的折射率与相邻透镜组的透镜的折射率具有设定的折射率差值，可以有效地改善场曲，进而提升用户使用图像输出设备的体验。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种图像输出设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种图像输出设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种图像输出设备的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种智能眼镜的结构示意图；

显示模块-1、屈光度调节模块-2、平板玻璃-21、插槽-22透镜组-3、偏振片-4、偏振分光棱镜-5、1/4波片-6、反射透镜-7、人眼瞳孔-8、框体-10、第一镜腿-20、第二镜腿-30、波导-40以及图像输出设备-50。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图和实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述。

图1为本实用新型实施例提供的一种图像输出设备的结构示意图，应用于近眼显示系统中，如图1所示，该设备具体包括：

依次层叠设置的显示模块1、屈光度调节模块2、透镜组3、偏振片4、偏振分光棱镜5、1/4波片6和反射透镜7；

在显示模块1的第一表面设置屈光度调节模块2，在屈光度调节模块2的第一表面设置透镜组3、在透镜组3的第一表面设置偏振片4、在偏振片4的第一表面设置偏振分光棱镜5、在偏振分光棱镜5的第一表面设置1/4波片6以及在1/4波片6的第一表面设置反射透镜7；

其中，显示模块1通过第一表面向屈光度调节模块2输出图像源，图像源依次经过屈光度调节模块2、透镜组3、偏振片4、偏振分光棱镜5、1/4波片6、反射透镜7、1/4波片6和偏振分光棱镜5的分光面，由偏振分光棱镜5的分光面输出图像源。

需要说明的是：显示模块1的第一表面可以是显示模块1的显示界面，而对于屈光度调节模块2、透镜组3、偏振片4、偏振分光棱镜5和1/4波片6中的第一表面可以是本部件的，且与上一部件相连接的面。

可选地，屈光度调节模块2包括：一个或多个不同厚度的无光焦度的平板玻璃21以及用于固定平板玻璃的插槽22。

所述平板玻璃21与所述插槽22垂直设置，且所述平板玻璃21与所述显示模块1和所述透镜组3平行设置；

所述平板玻璃21等间距固定于所述插槽22上，且相邻两个所述平板玻璃之间的厚度差的范围为0.1mm-0.5mm，所述平板玻璃的厚度为0.3mm-3mm。

其中，屈光度调节模块2的第二表面可开设一与插槽22对应的开口，用于使带有平板玻璃21的插槽22插入屈光度调节模块2，第二表面可以是与屈光度调节模块2的第一表面相邻的表面，例如，第一表面可以是屈光度调节模块2的上表面，第二表面可以是屈光度调节模块2的侧表面。

参照图2，示出了本实施例一种图像输出设备的结构示意图，如图2所示，屈光度调节模块2包括：一个平板玻璃21以及于固定平板玻璃的插槽22，在本实施例中可以将平板玻璃21采用点胶固定于平板玻璃的插槽22的卡槽中，需要说明的是，在本实施例中可以将平板玻璃21的数量与卡槽的数量设置为一致，例如将图2中将插槽22的卡槽的数量设置为1个，又如将图3中插槽22的卡槽的个数设置为2个，对此可根据具体情况进行设定，对此，本实施例不作具体限定。

其中，屈光度调节模块2，用于通过切换不同厚度的平板玻璃21进行屈光度调节以及对焦处理。

具体地，在进行屈光度调节时，通过将带有不同数量不同厚度平板玻璃的插槽通过屈光度调节模块2的开头插入屈光度调节模块2即可。

在本实施例的一可选方案中，还可以将平板玻璃21的数量与卡槽的数量设置为不一致，且卡槽的数量大于平板玻璃21的数量，而对应的平板玻璃21与卡槽的连接关系设置为可拆卸的，即可在插槽22的卡槽上插入不同数量不同厚的平板玻璃21进行屈光度调节。

可选地，平板玻璃的表面镀有波长选择性薄膜。

需要说明的是，本实施例的平板玻璃21可以为一系列的平板玻璃，如每片之间的厚度相差0.1mm，可以为2片、3片、5片等，对于平板玻璃的厚度以及数量可根据具体实际情况进行设定，对此，本实施例不作具体限定。

需要说明的是：平板玻璃的表面镀有波长选择性薄膜，可适量地过滤掉一部分短波蓝波光段的光谱，有利于控制色差，避免边缘异色现象的产生。

可选地，透镜组3包括：双胶合透镜或三胶合透镜。

其中，透镜组3能有效改善色差，透镜组3可通过低色散冕牌玻璃正透镜和高色散的火石玻璃负透镜进行胶合而成，透镜组3可以是，但不限于双胶合透镜或三胶合透镜等不同类型的胶合透镜，具体对于透镜的选择可根据具体实际情况确定，对此本实施例不作具体限定。

可选地，平板玻璃的折射率与透镜组3的多个透镜中相邻最近的透镜具有设定的阈值，其中，所述折射率阈值为所述平板玻璃的折射率与所述多个透镜中距离所述平板玻璃最近的透镜的折射率的差值。

需要说明的是：平板玻璃的折射率与相邻透镜组的透镜的折射率具有设定的阈值，可以有效地改善场曲，例如，将该阈值为0.34，对于该阈值可根据具体实际情况进行设定，对此本实施例不作具体限定。

可选地，偏振分光棱镜5可以是PBS偏振棱镜，PBS偏振棱镜可选择玻璃材质或塑料材质；还可采用PBS薄膜代替PBS偏振棱镜，以减轻图像输出设备的重量，在本实施例中对于偏振分光棱镜5的选择，可根据实际情况确定，对此本实施例不作具体限定。

偏振分光棱镜5具有偏振分光作用，能够透射某一特定偏振态的线偏光，反射另一偏振态的线偏光；基于该器件的原理，显示芯片发出的光若为自然光，其经过偏振棱镜后，其P态偏振光透射、继续传输，而S态偏振光则会被直接反射掉。

1/4波片6利用晶体的旋光特性来改变现有偏振光偏振态，此处透过偏振分光棱镜5的P光在两次通过该1/4波片后，被转换为了S态偏振光。因此，当S光再次通过偏振分光棱镜的分光面时，则会被直接反射进入人眼。

可选地，反射透镜7为镀有反射膜的球面透镜。

需要说明的是：将反射透镜7设置为镀有反射膜的球面透镜，可反射光路，改变光路方向，让光线顺利进入人眼。

可选地，透镜组3的光轴与反射透镜7的光轴同轴或透镜组3的光轴与反射透镜7的光轴垂直。

可选地，偏振分光棱镜5的分光面与的多个透镜中光轴成45°夹角。

可选地，显示模块1包括：显示芯片；

显示芯片包括以下部件中的一个或多个：薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、液晶附硅(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)或等离子显示板(Plasma Display Panel，PDP)。本实施例中的显示芯片还可以是其它形式的液晶显示器或可显示图像的显示器，对此本实施不作具体限定。

需要说明的是，本实施例的图像显示设备可单独进行近眼显示，者与各种不同类型的光波导进行联合使用，其中，光波导可以是几何光波导，衍射光波导，或者微结构光波导等。

参照图1中所示箭头，下面将介绍图像输出设备的光路以及各部分的处理过程：

显示模块1将图像源向依次屈光度调节模块2及其它模块输出，依次经由屈光度调节模块2，在屈光度调节模块2中通过切换不同厚度的平板玻璃进行屈光度调节以及对焦处理，以保证到达人眼瞳孔图像的清晰度；在经过透镜组3时，通过胶合透镜组对图像源的色差进行校正和平衡；在经由偏振片4时，将图像源的自然光转换为特定的偏振太的偏振光；在经由偏振分光棱镜5时，直接透过偏振分光棱镜5的分光面，对偏振光进行选择、分光和过滤处理；在经由1/4波片6时，改变偏振光现有的偏振态；在经由反射透镜7时，改变光路方向，将光路反射到1/4波片6，最后经由偏振分光棱镜5的分光面反射到人眼瞳孔8。

本实施例提供的图像输出设备，在显示模块和透镜组之间的空气间隔用多个不同厚度的无光焦度的平板玻璃进行填充，再通过切换不同厚度的平板玻璃进行屈光度调节以及对焦处理，不需要用户再佩戴额外的近视眼镜；平板玻璃的表面镀有波长选择性薄膜，可适量地过滤掉一部分短波蓝波光段的光谱，有利于控制色差，避免边缘异色现象的产生；平板玻璃的折射率与相邻透镜组的透镜的折射率具有设定的折射率差值，可以有效地改善场曲，进而提升用户使用图像输出设备的体验。

图4为本实用新型实施例提供的一种智能眼镜的结构示意图，如图4所示，该智能眼镜包括：

框体10、设置于所述框体10两侧的第一镜腿20和第二镜腿30、以及对称设置于所述框体10上的两个波导40，还包括：分别设置于所述第一镜腿20和第二镜腿30的图像输出设备50，所述图像输出设备50分别与距离最近的所述波导40连接，所述图像输出设备50包括图1-图3任一所述的图像输出设备。

本实施例提供的智能眼镜，采用调节图像输出设备5中的屈光度调节模块进行屈光度调节(也即切换不同厚度的平板玻璃进行屈光度调节以及对焦处理)，不需要用户再佩戴额外的近视眼镜；平板玻璃的表面镀有波长选择性薄膜，可适量地过滤掉一部分短波蓝波光段的光谱，有利于控制色差，避免边缘异色现象的产生；平板玻璃的折射率与相邻透镜组的透镜的折射率具有设定的折射率差值，可以有效地改善场曲，进而提升用户使用图像输出设备的体验。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。