增强现实眼镜的制作方法

本公开涉及增强现实技术领域，具体而言，涉及一种增强现实眼镜。

背景技术：

增强现实(augmentedreality，ar)是一种把虚拟世界和现实世界融合的技术，该技术已广泛应用到教育、游戏、医疗、物联网、智能制造等多个领域。

增强现实眼镜作为一种便携式的将虚拟与现实融合的设备，自出现以来，广泛受到开发者及用户的关注，市场前景广阔。增强现实眼镜包括各种传感器件、显示器件、控制器件等，目前，构造上的约束造成增强现实眼镜的体积较大，外观较笨拙，不便于用户佩戴。另外，针对采用衍射波导原理实现的增强现实眼镜，光机发出的图像需要经由棱镜才能投射到光栅中，而棱镜会造成光强的损耗，对光效产生影响。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开提供了一种增强现实眼镜，进而至少在一定程度上克服增强现实眼镜体积大且光效受影响的问题。

本公开提供了一种增强现实眼镜，包括：显示模组支架；第一衍射波导片，设于显示模组支架上，第一衍射波导片包括第一入瞳光栅；第一光机，设于与第一衍射波导片对应的第一眼镜腿上，用于向第一入瞳光栅投射光学图像；第二衍射波导片，设于显示模组支架上，第二衍射波导片包括第二入瞳光栅；第二光机，设于与第二衍射波导片对应的第二眼镜腿上，用于向第二入瞳光栅投射光学图像；其中，第一衍射波导片与第二衍射波导片被配置为与用户双眼一一对应。

在本公开的一些实施例所提供的技术方案中，将光机设置在衍射波导片对应的眼镜腿上，以便将光学图像投射到对应衍射波导片的入瞳光栅中。一方面，由于显示模组支架未设置光机，因此，显示模组支架上提供了足够的区域放置例如摄像头模组的其他器件，可以节省专门为这些器件配置的空间，有助于减小增强现实眼镜的体积，实现增强现实眼镜的小型化设计，进而更加便于佩戴；另一方面，由于光机设置在眼镜腿上，光机可以直接将图像投射到入射光栅，而不需要例如棱镜来实现光路偏转，由此，减少了光能的损耗，有助于提高光效。

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，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。在附图中：

图1示出了根据本公开一个实施例的应用于增强现实眼镜的显示模组的示意图；

图2示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的增强现实眼镜对应显示模组的正视图；

图3示出了根据本公开的示例性实施方式的增强现实眼镜的第一衍射波导片侧的示意图；

图4示出了根据本公开的另一示例性实施方式的增强现实眼镜的第一衍射波导片侧的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

在基于衍射波导来实现增强现实眼镜的光学显示的情况下，光机需要将光学图像投射到衍射波导片的入瞳光栅进行光学耦入，再经由衍射波导片的出瞳光栅输出，以便人眼可以看到该光学图像。

应当注意的是，本公开所述衍射波导片可以简称为波导片，或可称为增强现实眼镜的镜片。

图1示出了根据本公开一个实施例的应用于增强现实眼镜的显示模组的示意图。显示模组支架10上可以设置第一衍射波导片11和第二衍射波导片12。第一衍射波导片11可以包括对应的入瞳光栅111和出瞳光栅112，第二衍射波导片12可以包括对应的入瞳光栅121和出瞳光栅122。另外，可以基于光机13实现针对入瞳光栅111的图像输入，可以基于光机14实现针对入瞳光栅121的图像输入。

在基于光机实现图像输入时，光机输出光的方向与入瞳光栅的方向平行，因此，通常需要例如棱镜等导光元件，将光学图像投射到入瞳光栅。

从图1中可以看出，入瞳光栅111和入瞳光栅121均设置在靠近支架10内侧的位置，一方面，光机13与光机14之间的区域较小，没有较多的空间放置例如摄像头模组等其他器件。在这种情况下，要放置足够的用于实现增强现实的器件，就需要增大眼镜的尺寸；另一方面，采用棱镜进行光路转换的过程中，会造成光强的损耗，使光效降低。

鉴于此，本公开还提供了一种新的增强现实眼镜，可以减小体积并有助于提高光效。

本公开示例性实施方式的增强现实眼镜可以包括：显示模组支架；设于该显示模组支架上的第一衍射波导片，第一衍射波导片包括第一入瞳光栅；以及第一光机，设于与第一衍射波导片对应的第一眼镜腿上，用于向第一入瞳光栅投射光学图像。

另外，增强现实眼镜还可以包括：设于该显示模组支架上的第二衍射波导片，第二衍射波导片包括第二入瞳光栅；以及第二光机，设于与第二衍射波导片对应的第二眼镜腿上，用于向第二入瞳光栅投射光学图像。

其中，第一衍射波导片和第二衍射波导片作为增强现实眼镜的两个镜片，在显示模组支架上的位置，可以被配置为与用户(增强现实眼镜佩戴者)双眼一一对应。

由于将与第一入瞳光栅对应的光机设置在第一眼镜腿上，将与第二入瞳光栅对应的光机设置在第二眼镜腿上，相比于一些技术，一方面，显示模组支架上不存在光机，因此，显示模组支架上与第一衍射波导片和第二衍射波导片对应的区域可以放置例如摄像头模组的其他器件，可以节省专门为这些器件配置的空间，有助于减小增强现实眼镜的体积，实现增强现实眼镜的小型化设计，进而更加便于佩戴；另一方面，由于光机设置在眼镜腿上，光机可以直接将图像投射到入射光栅，而不需要例如棱镜来实现光路偏转，由此，减少了光能的损耗，有助于提高光效。

此时，如果要设置摄像头模组，该摄像头模组可以被设置在显示模组支架上，用于采集所处场景的图像，并将图像发送至用于进行增强现实图像处理的处理单元，以便生成光学图像，并通过衍射波导片使人眼感知。其中，本公开所述的摄像头模组包括tof(time-of-flight，飞行时间)摄像头、rgb摄像头等用于实现姿态跟踪和定位的各种环境检测摄像头中的一种或多种。

图2示意性示出了根据本公开的示例性实施方式的增强现实眼镜对应显示模组的正视图。参考图2，在显示模组支架20上设有第一衍射波导片21和第二衍射波导片22。其中，第一衍射波导片21包括投影在显示模组支架20上的第一区域2001，在第一区域2001上设有第一入瞳光栅211，对应的，第二衍射波导片22包括投影在显示模组支架20上的第二区域2002，在第二区域2002上设有第二入瞳光栅221。

另外，第一衍射波导片21还包括第一出瞳光栅212，设于第一衍射波导片21除第一区域2001外的区域内，参考图2，将除第一区域2001外的区域记为第三区域2003，也就是说，第一出瞳光栅212设于第三区域2003内。第一出瞳光栅212可以用于接收经由第一入瞳光栅211传递的光学图像，并输出该光学图像，以便人眼感知。

第二衍射波导片22还包括第二出瞳光栅222，设于第二衍射波导片22除第二区域2002外的区域内，参考图2，将除第二区域2002外的区域记为第四区域2004，也就是说，第二出瞳光栅222设于第四区域2004内。第二出瞳光栅222可以用于接收经由第二入瞳光栅221传递的光学图像，并输出该光学图像，以便人眼感知。

需要说明的是，第一出瞳光栅212与第二出瞳光栅222导入人眼的光学图像通常相同。

根据本公开的一些实施例，由于光机设置在眼镜腿上，为了避免光路的损耗，可以将第一入瞳光栅211设于第一区域2001远离第二衍射波导片22的一侧，由此，第一入瞳光栅211靠近第一眼镜腿，也就是靠近对应的第一光机。类似地，可以将第二入瞳光栅221设于第二区域2002远离第一衍射波导片21的一侧，由此，第二入瞳光栅221靠近第二眼镜腿，也就是靠近对应的第二光机。

根据本公开的一个实施例，可以将图1中的衍射波导片11翻转180°，即构建出图2的衍射波导片21。类似地，可以将图1中的衍射波导片12翻转180°，即构建出图2的衍射波导片22。

根据本公开的另一个实施例，可以在制造衍射波导片时，将入瞳光栅配置为显示模组支架的外侧，也就是靠近眼镜腿。

在第一入瞳光栅和第二入瞳光栅均分别靠近显示模组外侧设置的情况下，设置在第一眼镜腿上的第一光机可以配置为正对第一入瞳光栅，设置在第二眼镜腿上的第二光机可以配置为正对第二入瞳光栅。

下面将参考图3所示的侧视图，以第一衍射波导片为例，对光机正对入瞳光栅的情况进行说明。

第一衍射波导片31可以包括第一入瞳光栅311和第一出瞳光栅312。第一光机320可以设置在第一眼镜腿32上靠近人眼的一侧，第一光机320可以将光学图像直接投射到第一入瞳光栅311，波导传递后，第一出瞳光栅312可以输出该光学图像至人眼。

第二衍射波导片及第二光机也具有类似的配置，在此不再赘述。

根据本公开的一些实施例，由于硬件结构上的限制，光机可能无法直接正对入瞳光栅，在这种情况下，本公开还提供了一种在眼镜腿上控制光机转动的方案。

增强现实眼镜还包括第一转动机构和第二转动机构。具体的，第一转动机构与第一光机连接，通常可以设置在第一眼镜腿上，用于控制第一光机转动，以向第一入瞳光栅投射光学图像；第二转动机构与第二光机连接，通常可以设置在第二眼镜腿上，用于控制第二光机转动，以向第二入瞳光栅投射光学图像。

下面将参考图4所示的侧视图，以第一衍射波导片为例，对控制光机转动的情况进行说明。

第一衍射波导片41可以包括第一入瞳光栅411和第一出瞳光栅412。第一眼镜腿42上可以设置第一光机422和第一转动机构421。例如，第一转动机构421可以以第一光机422的底座的形式进行配置，该底座可绕其中心轴进行旋转，以控制第一光机422的出光口对准第一入瞳光栅411，投射光学图像，该光学图像经波导传递后，通过第一出瞳光栅412输出至人眼。

第二衍射波导片、第二光机及第二转动机构也具有类似的配置，在此不再赘述。

需要说明的是，第一转动机构和第二转动机构可以由用户手动调节。然而，还可以由增强现实眼镜自行根据眼镜腿与显示模组支架的夹角进行调节，在这种情况下，本公开示例性实施方式的眼镜腿与目前近视眼镜的眼镜腿类似，可以朝向显示模组支架或远离显示模组支架进行活动、折叠，具体的，第一眼镜腿可以通过第一连接机构与显示模组支架连接，第二眼镜腿可以通过第二连接机构与显示模组支架连接，其中，第一连接机构和第二连接机构可以例如配置为铰链。

在增强现实眼镜自行进行调节的实施例中，增强现实眼镜还可以包括第一控制器，该第一控制器可以与第一转动机构连接，用于根据第一眼镜腿与显示模组支架的夹角向第一转动机构发送第一控制指令，以便第一控制机构控制第一光机转动，实现第一光机的出光口与第一入瞳光栅对准。

需要说明的是，在一个实施例中，第一控制器可以单独配置在第一眼镜腿内，与第一转动机构连接。在另一个实施例中，第一控制器还可以是增强现实眼镜的处理芯片中的一个功能模块，本公开对此不做特殊限制。

另外，可以预先存储上述夹角与控制指令的映射关系，以便在不同夹角时，可以直接通过该映射关系确定出转动机构需要转动的角度。

针对第二转动机构，增强现实眼镜还可以包括第二控制器，该第二控制器与第二转动机构连接，用于根据第二眼镜腿与显示模组支架的夹角向第二转动机构发送第二控制指令，以便第二转动机构控制第二光机转动，实现第二光机的出光口与第二入瞳光栅对准。

类似地，第二控制器可以单独配置在第二眼镜腿内，与第一转动机构连接。也可以是增强现实眼镜的处理芯片中的一个功能模块，本公开对此不做特殊限制。另外，也可以直接通过预先配置的映射关系确定出转动机构需要转动的角度，并控制第二转动机构进行转动。

在上面的实施例中，眼镜腿直接配置为与显示模组支架连接。然而，在本公开的另一些实施例中，眼镜腿还可以与显示模组分离配置，例如，眼镜腿可以与支撑显示模组支架的眼镜框架构造成一体。

具体的，增强现实眼镜还可以包括眼镜框架，眼镜框架包括第一眼镜腿和第二眼镜腿，第一眼镜腿可以包括上述第一光机、第一转动机构和第一控制器，第二眼镜腿可以包括上述第二光机、第二转动机构和第二控制器。

在这种情况下，上述设有第一衍射波导片和第二衍射波导片的显示模组支架可拆卸地设置在该眼镜框架上。可拆卸的目的在于，针对不同图像处理要求的场景，可以仅更换显示模组，而采用同一眼镜框架，节省物料成本。

此外，本公开的增强现实眼镜还包括外壳、处理芯片、控制按钮、存储单元等，本示例性实施方式中对此不做限定。

综上所述，本公开示例性实施方式的增强现实眼镜，一方面，由于显示模组支架未设置光机，因此，显示模组支架上提供了足够的区域放置例如摄像头模组的其他器件，可以节省专门为这些器件配置的空间，有助于减小增强现实眼镜的体积，实现增强现实眼镜的小型化设计，进而更加便于佩戴；另一方面，由于光机设置在眼镜腿上，光机可以直接将图像投射到入射光栅，而不需要例如棱镜来实现光路偏转，由此，减少了光能的损耗，有助于提高光效。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。