1.本发明涉及一种扩增实境眼镜装置。更具体地来说，本发明涉及一种具有分离光源模块的扩增实境眼镜装置。
背景技术：
2.传统的扩增实境(augmented reality,ar)眼镜装置内部通常设有光机(optical engine)，然而随着影像亮度的要求越来越高，光机内部的光源模块所需消耗的电力也会随之增加，但如此一来往往容易导致系统过热的问题产生。
3.有鉴于此，如何设计出一种可避免系统过热且能方便携带的扩增实境眼镜装置，始成为本技术领域研发人员的一重要挑战。
技术实现要素：
4.有鉴于前述现有问题点，本发明的一实施例提供一种扩增实境眼镜装置，包括一眼镜本体、一光纤、一光源模块以及一导光元件。前述眼镜本体具有至少一镜片，前述光纤设置于前述眼镜本体内。前述导光元件具有可挠性并且连接前述光源模块以及前述光纤，其中前述光源模块发出多个光信号，且前述多个光信号依序通过前述导光元件以及前述光纤之后在前述至少一镜片产生一数字影像(数字图像)。
5.在一实施例中，前述眼镜本体还具有一壳体、一第一镜脚以及一第二镜脚，前述至少一镜片设置于前述壳体上，且前述第一镜脚以及前述第二镜脚连接前述壳体，其中前述光纤设置于前述第一镜脚内部。
6.在一实施例中，前述第一镜脚枢接前述壳体，且当前述第一镜脚相对前述壳体弯折而处于一收纳状态时，前述光纤显露于前述第一镜脚的一端面。
7.在一实施例中，前述扩增实境眼镜装置还包括一透镜，设置于前述壳体内，且前述第一镜脚枢接前述壳体，其中当前述第一镜脚相对前述壳体处于一展开状态时，前述光纤的一端对准前述透镜。
8.在一实施例中，前述扩增实境眼镜装置还包括设置于前述壳体内部的一波导、一光学系统以及一反射单元，且由前述光源模块所发出的前述多个光信号依序通过前述导光元件、前述光纤、前述透镜、前述反射单元、前述光学系统以及前述波导后到达前述至少一镜片，用于呈现前述数字影像。
9.在一实施例中，前述扩增实境眼镜装置还包括一枢轴、一第一磁铁以及一第二磁铁，前述第一磁铁、第二磁铁分别设置于前述壳体以及前述第一镜脚内部，且当前述第一镜脚相对前述壳体处于前述展开状态时，前述第一磁铁、第二磁铁之间产生一磁性吸引力，用于使前述镜脚相对前述壳体维持于前述展开状态。
10.在一实施例中，前述扩增实境眼镜装置还包括一导杆、一挡块以及一弹簧，前述导杆贯穿前述第二磁铁并且连接前述第一磁铁，前述挡块设置于前述导杆上，且前述弹簧夹设于前述挡块和前述第二磁铁之间。
11.在一实施例中，前述扩增实境眼镜装置还包括一波导、一光学系统、一反射单元以及一透镜，前述波导设置于前述壳体内，且前述光学系统、前述反射单元以及前述透镜设置于前述第一镜脚内，其中由前述光源模块所发出的前述多个光信号依序通过前述导光元件、前述光纤、前述透镜、反射单元、前述光学系统以及前述波导后到达前述至少一镜片，用于呈现前述数字影像。
12.在一实施例中，前述扩增实境眼镜装置还包括一无线传输模块、一麦克风以及一喇叭，设置于前述眼镜本体内部，且前述麦克风以及前述喇叭通过前述无线传输模块而与前述光源模块或一外部的电子装置进行无线数据传输。
13.在一实施例中，前述扩增实境眼镜装置还包括一电池模块，设置于前述眼镜本体内部，用于提供电力给前述麦克风、前述喇叭以及前述无线传输模块。
附图说明
14.图1为本发明一实施例的扩增实境眼镜装置100的立体图；
15.图2为在图1中的壳体h以及镜脚r1内部设有波导wg、光学系统s、反射单元m、透镜l、麦克风k1、喇叭k2以及光纤f的示意图；
16.图3为图1中的镜脚r1相对于壳体h弯折时的立体图；
17.图4为图2中的眼镜本体g的局部放大示意图；
18.图5为镜脚r1相对于壳体h呈展开状态时的示意图；
19.图6为镜脚r1相对于壳体h朝外侧方向翻折时的示意图；
20.图7为镜脚r1相对于壳体h朝内侧方向弯折时的示意图；
21.图8为本发明另一实施例的扩增实境眼镜装置200的示意图；
22.图9为本发明另一实施例的扩增实境眼镜装置300的立体图；
23.图10为在图9中的壳体h以及镜脚r1内部设有波导wg、光学系统s、反射单元m、透镜l、麦克风k1、喇叭k2以及光纤f的示意图；
24.图11为图10中的眼镜本体g的局部放大示意图。
25.符号说明
26.100:扩增实境眼镜装置
27.200:扩增实境眼镜装置
28.300:扩增实境眼镜装置
29.b:电池模块
30.e:光源模块
31.f:光纤
32.g:眼镜本体
33.g1:镜片
34.g2:镜片
35.h:壳体
36.k1:麦克风
37.k2:喇叭
38.l:透镜
39.m:反射单元
40.m1:第一磁铁
41.m2:第二磁铁
42.n:导杆
43.n1:挡块
44.p:连接端口
45.r1:镜脚(第一镜脚)
46.r2:镜脚(第二镜脚)
47.s:光学系统
48.sp:弹簧
49.v:枢轴
50.w:导光元件
51.wg:波导
具体实施方式
52.以下说明本发明实施例的扩增实境眼镜装置。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所揭示的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。
53.除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇揭露所属的本领域技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本发明的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。
54.有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下各实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，实施方式中所使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
55.首先请一并参阅图1、图2、图3、图4，其中图1表示本发明一实施例的扩增实境眼镜装置100的立体图，图2表示在图1中的壳体h以及镜脚r1内部设有波导wg、光学系统s、反射单元m(mirror unit)、透镜l、麦克风k1、喇叭k2以及光纤f的示意图，图3表示图1中的镜脚r1相对于壳体h弯折时的立体图，图4表示图2中的眼镜本体g的局部放大示意图。为了方便理解眼镜本体g内部的元件配置，在图2、图4中的局部壳体h和镜脚r1是以虚线表示，合先叙明。
56.在一具体实施例中，反射单元m例如为微机电系统反射单元(mems mirror unit)。
57.如图1、图2、图3、图4所示，本发明一实施例的扩增实境眼镜装置100主要包括一眼镜本体g、一光源模块e以及一导光元件w，其中眼镜本体g包含有一壳体h、至少一镜片(例如两个镜片g1、g2)以及两个镜脚r1、r2，前述镜片g1、g2设置于壳体h上，前述镜脚r1(第一镜脚)以及镜脚r2(第二镜脚)则是枢接于壳体h的相反侧，当使用者结束使用时可将镜脚r1、r2相对于壳体h弯折(图3)，从而可节省空间以方便收纳。前述光源模块e与眼镜本体g分离设置，亦即光源模块e设置于眼镜本体g的外部。
58.应了解的是，前述光源模块e通过具有可挠性的导光元件w而连接到眼镜本体g的镜脚r1末端。举例而言，在前述导光元件w内部设有可弯折的单模光纤(single-mode fiber)，其中光源模块e可发出红(red)、绿(green)、蓝(blue)等不同频率的光信号，且该些光信号在通过导光元件w后会进入眼镜本体g内并投射到镜片g1或镜片g2的显示区上，从而能够在镜片g1、g2的至少其中一者呈现出数字影像。
59.从图1中可以看出，本实施例的光源模块e具有一连接端口p，其中光源模块e可通过该连接端口p1而电连接到一电源，如此一来即可通过该电源对光源模块e内的一电池单元进行充电；或者，一电子装置(例如手机或平板)也可以通过连接端口p(例如usb或hdmi连接端口)而将一影像信息传送到光源模块e中，然后该光源模块e可根据该影像信息产生相对应的光信号，且前述光信号可通过导光元件w而进入到眼镜本体g内部，最后投射在镜片g1或镜片g2的显示区上，以呈现出相对应的数字图像。
60.在一具体实施例中，显示区例如为一显示荧幕或一反射表面。
61.请继续参阅图2、图4，前述眼镜本体g的壳体h内部设有波导wg、光学系统s、反射单元m以及透镜l，前述眼镜本体g的镜脚r1内部则设有麦克风k1、喇叭k2以及光纤f，其中前述光纤f和导光元件w是以可分离的方式相互耦接。上述麦克风k1以及喇叭k2选择性地设置。
62.应了解的是，当镜脚r1、r2相对于壳体h呈展开状态时(如图1、图2、图4所示)，光源模块e可发出红、绿、蓝等三种不同频率的光信号，且前述光信号会依序通过导光元件w、光纤f、透镜l、反射单元m以及光学系统s而进入波导wg，然后再通过波导wg将光信号传递至镜片g1或镜片g2的显示区上，用于呈现出数字影像。
63.举例而言，前述透镜l可以是准直镜(collimator lens)，且当镜脚r1相对于壳体h呈展开状态时(图2、图4)，透镜l会对准光纤f的一端，用于将光纤f所输出的光信号导引至反射单元m。在本实施例中，前述光纤f的直径约为2mm，透镜l的直径约为4mm，且光纤f和透镜l之间的距离约介于0～0.2mm，由此可确保透镜l能够有效地接收到从光纤f出来的光信号。
64.在一实施例中，前述反射单元m可包含于壳体h内部的一激光光束扫描系统(laser beam scanning system,lbs)内，且其能够快速旋转并反射光信号，从而可在镜片g1或镜片g2的显示区上呈现出高品质的数字影像。
65.另一方面，从图2、图4中可以看出，在眼镜本体g的壳体h内部设有一枢轴v以及一第一磁铁m1，且在眼镜本体g的镜脚r1内部设有一第二磁铁m2，其中镜脚r1可通过枢轴v而相对于壳体h旋转。在本实施例中，当镜脚r1相对于壳体h呈展开状态时(图2、图4)，第一磁铁m1会靠近第二磁铁m2，并可通过第一、第二磁铁m1、m2之间所产生的磁性吸引力，以使镜脚r1能够相对于壳体h稳定地维持于前述展开状态。
66.然而，当使用者不需使用扩增实境眼镜装置100时，则可将镜脚r1、r2相对于壳体h弯折而呈收纳状态(如图3所示)，此时第一磁铁m1和透镜l会显露于壳体h的一端面，且光纤f也会显露于镜脚r1的一端面并远离透镜l。
67.再请参阅图5，其中图5表示镜脚r1相对于壳体h呈展开状态时的示意图。如前所述，当镜脚r1相对于壳体h呈展开状态时，第一、第二磁铁m1、m2之间可产生磁性吸引力，以使镜脚r1能够相对于壳体h维持在前述展开状态，此时光纤f的一端会对准透镜l，且由光源模块e所发出的光信号可依序通过导光元件w、光纤f以及前述透镜l而到达反射单元m。
68.从图5中可以看出，前述第一磁铁m通过1枢轴v枢接于壳体h的一侧壁，第二磁铁m2则是固定于镜脚r1的侧壁上，且一导杆n贯穿第二磁铁m2并且连接第一磁铁m1；此外，一弹簧sp则是套设在导杆n上，并且夹在第二磁铁m2和导杆n末端的一挡块n1间。
69.接着请参阅图6，其中图6表示镜脚r1相对于壳体h朝外侧方向翻折时的示意图(相对图3的相反侧)。如图6中的箭头方向所示，当镜脚r1受一外力作用而朝壳体h的外侧方向翻折时，导杆n及第一磁铁m1会随着镜脚r1一起相对于壳体h旋转，此时第二磁铁m2会沿着导杆n滑动并使弹簧sp受到压缩。然而，当前述外力释放后，弹簧sp可提供一弹性回复力使镜脚r1和其内部元件自动回复到如图5所示的展开状态。
70.再请参阅图7，其中图7表示镜脚r1相对于壳体h朝内侧方向弯折时的示意图(可同时参考图3)。如图7中的箭头方向所示，当使用者不需使用扩增实境眼镜装置100时，可将镜脚r1相对于壳体h弯折90度而呈收纳状态，此时镜脚r1的端面会抵接于壳体h的一内侧表面，从而能够使镜脚r1稳定地处于该收纳状态。
71.接着请参阅图8，其中图8表示本发明另一实施例的扩增实境眼镜装置200的示意图。如图8所示，本实施例的扩增实境眼镜装置200与图1、图2的主要不同之处在于：麦克风k1和一电池模块b设置于壳体h内部，而喇叭k2则是设置于镜脚r2(第二镜脚)内部。
72.应了解的是，在光源模块e和眼镜本体g的镜脚r2(第二镜脚)内部可分别设置相对应的无线传输模块(例如蓝牙模块或wifi模块)，且前述电池模块b可提供电力给前述麦克风k1、喇叭k2以及无线传输模块使用。
73.在本实施例中，前述麦克风k1以及喇叭k2也可与前述光源模块e或外部的电子装置进行有线或无线数据传输(例如音频信息或语音信息传输)。此外，在壳体h表面上可设置照相镜头，用以撷取环境的影像。
74.具体而言，一外部的电子装置(例如手机或平板)可通过连接端口p(例如usb或hdmi连接端口)将影像信息或音频信息传送至光源模块e，其中光源模块e内部的一处理器可将影像信息转换成光信号，且前述光信号可依序通过导光元件w、光纤f、透镜l、反射单元m、光学系统s以及波导wg而到达镜片g1或镜片g2的显示区。来自外部电子装置的音频信息可通过光源模块e内或电子装置的无线传输模块传送至对应的喇叭k2。相对地，前述光源模块e的无线传输模块也可接收来自麦克风k1的音频信息或语音信息，并可通过连接端口p将其传送到外部的电子装置。
75.请一并参阅图9、图10、图11，其中图9表示本发明另一实施例的扩增实境眼镜装置300的立体图，图10表示在图9中的壳体h以及镜脚r1内部设有波导wg、光学系统s、反射单元m、透镜l、麦克风k1(选择性)、喇叭k2(选择性)以及光纤f的示意图，图11表示图10中的眼镜本体g的局部放大示意图。为了方便理解眼镜本体g内部的元件配置，在图10、图11中的壳体h和镜脚r1是以虚线表示，合先叙明。
76.如图9、图10、图11所示，本实施例的扩增实境眼镜装置300与图1～图4的主要不同之处在于：光学系统s、反射单元m、透镜l、麦克风k1、喇叭k2以及光纤f都是设置在镜脚r1(第一镜脚)内部，而波导wg则是设置在壳体h内部。
77.由于本实施例中的光学系统s、反射单元m、透镜l与光纤f都是固定在镜脚r1内部，因此能强化彼此之间的定位精度并提升光信号的传输效率，从而可在镜片g1或镜片g2的显示区上呈现出高品质的数字影像。
78.综上所述，本发明提供一种扩增实境眼镜装置，其中光源模块e通过可弯折的导光元件w(例如单模光纤)连接眼镜本体g。如此一来，在使用时可将光源模块e放置在上衣口袋内以方便携带，且由于光源模块e是设置在眼镜本体g的外部，所以不仅能解决光源模块e所产生的耗能与过热问题，同时也可大幅降低眼镜本体g的重量与体积，从而有助于达到产品的微型化。
79.虽然本发明的实施例及其优点已揭露如上，但应该了解的是，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中具有通常知识者可从本发明揭示内容中理解现行或未来所发展出的制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果都可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述制作工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
80.虽然结合以上优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。