光源分离式增强现实显示设备的制作方法

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种光源分离式增强现实显示设备。

背景技术：

增强现实技术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。由于目前采用oled、透射液晶显示技术的微显示器存在亮度不足的问题，头戴式增强现实显示设备多采用lcos、dmd等微显示器作为像源，需要采用激光或led光源对lcos、dmd等微显示器进行照明；目前的照明方式一般将光源安装在微显示器附近，通过照明光路将光源发出的光传输至微显示器，导致增强现实显示设备用于显示的部分重量较重，且光源发出的热量也会影响佩戴者的舒适程度，因此需要对当前的头戴式增强现实显示设备进行改进。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种光源分离式增强现实显示设备，能够减轻设备重量，利于散热，提高佩戴舒适度。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种光源分离式增强现实显示设备，包括：

镜框，其一端设置有微显示器；所述镜框内安装有镜片；并且所述镜框两端设置有支腿。

鼻托，其设置在所述镜框中部。

壳体，其与所述镜框分体式设置，所述壳体一侧设置有照明光源，所述照明光源通过导光装置与所述微显示器连接，用于对所述微显示器进行照明；所述照明光源与所述导光装置连接处设置为可拆卸连接。

保护套，其套设在所述导光装置外壁上，并且所述导光装置靠近所述照明光源一端的所述保护套为金属保护套。

优选的是，所述导光装置为光纤或柔性导光管。

优选的是，所述照明光源与所述导光装置可拆卸连接的具体设置方式为：所述壳体侧壁上设置有安装座，所述照明光源设置在所述安装座内；所述安装座的上端面外壁上设置有外螺纹，所述导光装置连接所述照明光源一端的内壁上设置有内螺纹；并且，所述导光装置连接所述照明光源一端的端口处向外延伸设置有2-4个“l”卡脚，所述安装座上端面内侧设置有与所述卡脚适配的卡槽，以使所述卡脚插入所述卡槽内固定。

优选的是，还包括套接在所述安装座和所述导光装置连接处的固定环，所述导光装置连接所述照明光源一端的外端面上设置有环形凸缘，所述固定环上端口内侧设置有与所述环形凸缘适配的凹槽，所述固定环下端口内侧设置有与所述安装座外壁上的外螺纹适配的内螺纹。

优选的是，还包括设置在所述壳体内的光线调节装置，其包括设置在所述壳体内的第一控制器和与所述第一控制器连接的第一光线传感器以及光线调节模块；所述光线调节模块连接所述照明光源；所述第一控制器根据所述第一光线传感器感应的光线强弱控制所述光线调节模块调节所述照明光源的光照强弱。

优选的是，还包括智能开关单元，其包括分别连接所述第一控制器的设置在所述鼻托上的压力传感器和设置在所述壳体内的第一开关模块以及第二开关模块；所述第一开关模块连接所述微显示器，所述第二开关模块连接所述照明光源；所述第一控制器根据所述压力传感器感应到的压力的有无控制所述第一开关模块以及第二开关模块分别调节所述微显示器以及所述照明光源的启闭。

优选的是，所述镜框一端的所述支腿的外侧面上设置有照明机构，所述照明机构包括安装板和照明灯；所述支腿外侧面上靠近所述镜框的一端竖直设置有连接轴，所述安装板铰接在所述连接轴上，所述照明灯固定设置在所述安装板上。

优选的是，所述安装板上还设置有第二控制器以及分别与所述第二控制器连接的第二光线传感器、第三开关模块以及判断模块；所述第三开关模块连接所述照明灯；所述判断模块用于将所述第二光线传感器感应到的光线强弱与预设的光线强度范围进行比对，判定是否开启所述照明灯；所述第二控制器通过所述判断模块的判定结果控制所述第三开关模块调节所述照明灯的启闭。

优选的是，所述支腿外侧面上设置有与所述安装板适配的凹槽，所述凹槽与所述安装板内侧磁吸式连接；所述凹槽内的底部边缘设置有第一磁铁，所述安装板内侧边缘设置有与所述第一磁铁相吸的第二磁铁。

本发明至少包括以下有益效果：

通过采用照明光源和微显示器分离的方式，将照明光源发出的光通过导光装置导致微显示器附近并进入照明光路，实现对微显示器的照明，减轻了增强现实显示设备的重量，利于散热，提高了佩戴舒适度；通过照明光源与导光装置连接处采用可拆卸式连接，可在需要照明时，方便将导光装置与照明光源分开，将照明光源作为应急光源使用，提高了设备的实用性；通过在导光装置外部设置保护套，可以保障导光装置能够弯曲而不至于断裂，靠近照明光源一端的保护套采用金属保护套，可方便散热，利于提高设备的使用寿命。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述光源分离式增强现实显示设备的整体结构示意图；

图2为本发明所述光源分离式增强现实显示设备中所述照明机构的结构示意图；

图3为本发明所述光源分离式增强现实显示设备中所述安装座与所述导光装置连接处的结构示意图；

图4为本发明所述光源分离式增强现实显示设备中所述固定环的结构示意图；

图5为本发明所述光源分离式增强现实显示设备中第一控制器的控制流程图；

图6为本发明所述光源分离式增强现实显示设备中第二控制器的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本发明提供一种光源分离式增强现实显示设备，包括：

镜框10，其一端设置有微显示器15；所述镜框10内安装有镜片11，并且所述镜框10两端设置有支腿12。

鼻托18，其设置在所述镜框10中部。

壳体13，其与所述镜框10分体式设置，所述壳体13一侧设置有照明光源17，所述照明光源17通过导光装置14与所述微显示器15连接，用于对所述微显示器15进行照明；所述照明光源17与所述导光装置14连接处设置为可拆卸连接。

保护套，其套设在所述导光装置14外壁上，并且所述导光装置14靠近所述照明光源17一端的所述保护套为金属保护套。

在上述方案中，所述微显示器15采用lcos、dmd等微显示器15作为像源，用于反射式成像。照明光源17优选为led光源，具有体积小、寿命长和效率高等优点。微显示器15设置在镜框10上，照明光源17与微显示器15分体式设置，导光装置14采用光纤或柔性导光管，导光装置14长度为30-40cm,可以将照明光源17放置在手里或腰间，照明光源17通过导光装置14将发出的光导致微显示器15附近，实现对微显示器15的照明。照明光源17与头戴式增强现实显示设备分体式设置，减轻了显示设备的重量，降低了由于照明光源17发热对佩戴者的影响，利于散热，改善了佩戴舒适度。

照明光源17与导光装置14连接处采用螺纹连接或卡扣连接等可拆卸式连接，可在需要照明时，方便将导光装置14与照明光源17分开，将照明光源17作为应急光源使用，提高了设备的实用性。导光装置14封装在保护套中，可以保障导光装置14能够弯曲而不至于断裂。保护套整体为塑料保护套，导光装置14靠近照明光源17一端的保护套采用金属保护套，因为照明光源17在发光时会产生较多热量，靠近照明光源17一端的金属保护套具有良好的散热性能，可方便散热，利于提高设备的使用寿命。

一个优选方案中，所述导光装置14为光纤或柔性导光管。

在上述方案中，导光装置14起到连接微显示器15和照明光源17的作用，光纤或导光管是光传导工具，通过反射光线实现对光的传导。为了保证设备整体具有较高的传输效率，采用反射较高的管壁材料。

如图3所示，一个优选方案中，所述照明光源17与所述导光装置14可拆卸连接的具体设置方式为：所述壳体13侧壁上设置有安装座30，所述照明光源17设置在所述安装座30内；所述安装座30的上端面外壁上设置有外螺纹，所述导光装置14连接所述照明光源17一端的内壁上设置有内螺纹；并且，所述导光装置14连接所述照明光源17一端的端口处向外延伸设置有2-4个“l”卡脚32，所述安装座30上端面内侧设置有与所述卡脚32适配的卡槽，以使所述卡脚32插入所述卡槽内固定。

在上述方案中，壳体13一端的竖直侧壁上设置有环形的安装座30，导光装置14端口处设置3个“l”形卡脚32，安装座30内侧设置有与卡脚32适配的卡槽，安装时先将卡脚32插在卡槽上卡接，以将安装座30和导光装置14固定，随后将导光装置14的内螺纹与安装座30的外螺纹螺接，实现导光装置14与安装座30的可拆卸式连接，可以做到免工具拆卸，操作简单，使用方便、快捷。

如图4所示，一个优选方案中，还包括套接在所述安装座30和所述导光装置14连接处的固定环35，所述导光装置14连接所述照明光源17一端的外端面上设置有环形凸缘31，所述固定环35上端口内侧设置有与所述环形凸缘31适配的凹槽，所述固定环35下端口内侧设置有与所述安装座30外壁上的外螺纹适配的内螺纹。

在上述方案中，固定环35上端口通过凸环与凹槽的卡接连接导光装置14，固定环35的下端口通过内螺纹与外螺纹的螺接连接安装座30，通过固定环35套接在安装座30与导光装置14的连接处，进一步固定安装座30和导光装置14，使固定座和导光装置14的连接更加牢固。

如图5所示，一个优选方案中，还包括设置在所述壳体13内的光线调节装置，其包括设置在所述壳体13内的第一控制器和与所述第一控制器连接的第一光线传感器以及光线调节模块；所述光线调节模块连接所述照明光源17；所述第一控制器根据所述第一光线传感器感应的光线强弱控制所述光线调节模块调节所述照明光源17的光照强弱。

在上述方案中，第一控制器通过光线调节模块连接照明光源17，光线调节模块用于调节照明光源17的光线强弱。当第一光线传感器感应到外界光线较强时，第一光线传感器传递信号到第一控制器，第一控制器控制光线调节模块调暗照明光源17；反之，第一控制器则控制光线调节模块调亮照明光源17。通过设置光线调节装置，根据设备所处的光线亮度，自动调节照明光源17的光线强弱，从而调节微显示器15的显示亮度，给使用者带来更好的视觉效果，并且达到节能省电的目的。

一个优选方案中，还包括智能开关单元，其包括分别连接所述第一控制器的设置在所述鼻托18上的压力传感器和设置在所述壳体13内的第一开关模块以及第二开关模块；所述第一开关模块连接所述微显示器15，所述第二开关模块连接所述照明光源17；所述第一控制器根据所述压力传感器感应到的压力的有无控制所述第一开关模块以及第二开关模块分别调节所述微显示器15以及所述照明光源17的启闭。

在上述方案中，当使用者佩戴上设备时，鼻托18上的压力传感器感应鼻托18与使用者鼻部接触产生的压力，从而传递信号到第一控制器，第一控制器进而控制第一开关模块以及第二开关模块分别打开微显示器15和照明光源17，开启设备的显示功能；反之，当使用者摘下设备时，第一控制器控制第一开关模块和第二开关模块分别关闭微显示器15以及照明光源17，这样根据使用者的使用状态自动调节微显示器15以及照明光源17的启闭，避免出现使用者忘记关闭设备开关造成的用电浪费，增强了设备的实用性以及智能化程度。

如图2所示，一个优选方案中，所述镜框10一端的所述支腿12的外侧面上设置有照明机构16，所述照明机构16包括安装板20和照明灯21；所述支腿12外侧面上靠近所述镜框10的一端竖直设置有连接轴22，所述安装板20铰接在所述连接轴22上，所述照明灯21固定设置在所述安装板20上。

在上述方案中，照明灯21的纵截面为圆形，安装板20与连接轴22铰接，使安装板20以连接轴22为轴线进行转动。需要照明时将安装板20转至与镜框10平面平行，使用结束后将安装板20转至与支腿12平面平行。通过在支腿12上设置照明机构16，实现在光照条件较差的环境中为佩戴者提供光照，便于使用者实时作业，从而提高了设备的实用性。

如图6所示，一个优选方案中，所述安装板20上还设置有第二控制器以及分别与所述第二控制器连接的第二光线传感器、第三开关模块以及判断模块；所述第三开关模块连接所述照明灯21；所述判断模块用于将所述第二光线传感器感应到的光线强弱与预设的光线强度范围进行比对，判定是否开启所述照明灯21；所述第二控制器通过所述判断模块的判定结果控制所述第三开关模块调节所述照明灯21的启闭。

在上述方案中，判断模块中预设有光线强度范围7-150lux，判断模块与第二光线传感器连接，第二光线传感器将感应到的光线强度信号传递至判断模块，判断模块对该光线强度进行判定，若该光线强度小于7lux，第二控制器控制第三开关模块打开照明灯21进行照明，若光线强度高于150lux，第二控制器控制第三开关模块关闭照明灯21。通过感应光线强弱自动开启和关闭照明灯21，及时为使用者提供照明，并且节能省电，提高了设备的实用性和智能化程度。

一个优选方案中，所述支腿12外侧面上设置有与所述安装板20适配的凹槽23，所述凹槽23与所述安装板20内侧磁吸式连接；所述凹槽23内的底部边缘设置有第一磁铁，所述安装板20内侧边缘设置有与所述第一磁铁相吸的第二磁铁。

在上述方案中，支腿12上设置与安装板20适配的凹槽23，可在不使用照明机构16时，将安装板20旋至凹槽23内，实现对照明机构16的保护，增强设备的美观度以及实用性。安装板20与凹槽23通过第一磁铁和第二磁铁的相互吸引实现活动连接，可对安装板20进行固定，保障安装板20固定时的稳定性。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。