一种AR眼镜的制作方法

本技术涉及ar显示，尤其涉及一种ar眼镜。

背景技术：

1、增强现实(augmented reality，ar)显示，是真实世界信息和虚拟信息实时叠加至同一个画面或空间的新兴显示技术。使用者佩戴上相应的近眼显示设备后，人眼可实时接收自然环境光线以及叠加于自然环境中的虚拟图像，实现超越现实的感官体验。通常而言，在实际应用场景中，可通过诸如ar眼镜等近眼显示设备实现ar显示。

2、通常情况下，眼镜包括两个可以展开或收合的镜腿。在佩戴眼镜时，两个镜腿分别位于用户的两侧脸处，并分别搭接在两侧的耳部，以通过耳部对镜腿进行支撑，通过镜腿对用户侧脸的压紧保证眼镜佩戴的稳定。然而，ar眼镜主体内含有成像电子元件，为保证电子元件稳定工作，镜框及镜腿通常采用不可变形材料，这就导致容易造成用户的佩戴不适。如若镜腿紧压用户侧脸，就会造成痛感；而若镜腿完全脱离用户的侧脸，则使眼镜容易脱落。基于上述问题，严重影响用户体验。

技术实现思路

1、本实用新型实施例提供一种ar眼镜，用以提高眼镜的头径适用范围，并提升用户佩戴舒适度。

2、为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种ar眼镜，包括镜框，镜框内设置有镜片，镜框左右两侧分别设置左镜腿和右镜腿，所述的左镜腿和右镜腿均包括与镜框固定连接的不可变形部、与不可变形部固定连接的弹性件和铰接于弹性件末端的弹性夹紧件，不可变形部和弹性件均沿前后方向延伸，弹性夹紧件位于弹性件内侧，弹性夹紧件外侧面的中部具有第一铰接件，弹性件的末端具有第二铰接件，第一铰接件和第一铰接件通过沿垂直方向延伸的铰接轴铰接；

3、所述的左镜腿的不可变形部和/或右镜腿的不可变形部设置有用于安装图像显示元件的容置腔，所述的容置腔为前侧开口的腔体，所述的图像显示元件安装于所述的容置腔内，所述的图像显示元件包括向镜片出射图像光的图像源和设置于图像源出射光路上的成像镜组。

4、考虑到实现近眼显示设备的轻量化、小体积，对光学模组的要求较高，优选的，所述的图像源为光纤扫描图像源，配合相关的光学元件实现虚拟图像的显示，当然，应理解，扫描显示器件并不限于光纤扫描器，在其他的实施例中，还可采用诸如微机电系统(micro-electro-mechanical system，mems)扫描镜等扫描显示器件。

5、优选的，所述的光纤扫描图像源包括扫描驱动器和光纤，扫描驱动器具有固定端和自由端，扫描驱动器的自由端在驱动信号的驱动下相对于其固定端做二维扫描运动，光纤的出射端以悬臂支撑的方式固定设置于扫描驱动器的自由端，扫描驱动器的固定端固定安装于左镜腿或右镜腿的容置腔内。

6、进一步的，还包括用于佩戴于用户脖颈上的挂脖组件，所述的挂脖组件包括挂脖组件壳体，所述的容置腔或脖组件壳体内设置有激光器组及合束单元，激光器组包含多个单色激光器，所述多个单色激光器通过合束单元连接光纤的输入端，各单色激光器分别发出不同颜色的光束。

7、开始佩戴时，左镜腿和右镜腿的弹性夹紧件均绕各自的铰接轴旋转，呈打开的形态，即两个弹性夹紧件的末端处于距离最远的形态，这种开口的形状，能够有效避免弹性件产生形变。显而易见的是，用户在进行佩戴时，眼镜腿的末端需要先张开一个略大于用户头径的间距，再在佩戴的过程中随着眼镜腿末端到达用户头部后侧，眼镜腿的末端间距减小。因而，在佩戴开始时眼镜腿的末端张开的间距会大于完成佩戴时的间距。而本实用新型通过采用弹性夹紧件中部铰接的结构，能够避免这个两眼镜腿末端间距先增大、后减小的过程，在用户头部两侧开始接触弹性夹紧件的前侧部分的时候，随着弹性夹紧件前侧部分的受力，弹性夹紧件自动绕铰接轴旋转，从而使弹性夹紧件的后侧部分自动扣紧在用户头部后侧，避免了瞬间形变增大的产生。

8、铰接部的存在，能够给弹性夹紧件提供一个旋转自由度，进而第一方面，可以通过弹性夹紧件绕铰接轴的旋转来适配大头径的用户；第二方面，以第一铰接件为支点，通过弹性夹紧件自身的形变来适配大头径的用户；第三方面，以第二铰接件为实力点，通过弹性件的形变来适配大头径的用户。当然这三个方面是协同实现上述效果的，相比于传统眼镜腿或部分采用弹性件的眼镜腿，能够最大限度避免弹性件产生的形变，保证眼镜佩戴稳定的同时，避免过大的压紧力，进而提升佩戴者的佩戴体验，使镜腿对用户的压紧力始终维持在一个恰当的范围，不会因为头径的差异而产生明显的压紧力的提升。并且相比于传统镜腿结构，能够有效提高头径适用范围。

9、不可变形部采用弹性模量较大的材料制成，以使在佩戴过程中不可变形部不会发生形变；弹性件和弹性夹紧件采用弹性模量较大的材料制成，以使在佩戴过程中弹性件和弹性夹紧件发生形变，便于用户佩戴和摘取，并在佩戴过程中提供足够的夹紧力，避免ar眼镜脱落。

10、所述的左镜腿的不可变形部和右镜腿的不可变形部中，至少有一个不可变形部设置有图像显示元件，所述的图像显示元件包括向镜片出射图像光的图像源和设置于图像源出射光路上的成像镜组，接收图像显示元件出射的图像光的镜片为波导镜片，波导镜片具有用于接收图像显示元件出射的图像光的耦入单元，耦入单元沿图像显示元件出射光路置于图像显示元件的前方，波导镜片位于佩戴用户的眼睛的前方，图像显示元件将图像光投射至波导镜片的耦入单元，波导镜片用于将图像显示元件出射的光线以及外部真实环境光线导入人眼。

11、如前所述，铰接部的设置能够最大限度避免弹性件产生的形变，特别是弹性件与不可形变部连接处的形变，从而尽可能减小了不可形变部所承受的形变力，有效保证不可形变部与镜框的连接处不会受很大的力，保证两者之间的相对位置固定，而图像显示元件与耦入单元相对位置的固定，则是保证成像质量、维持图像成像稳定的关键。因而，本实用新型的结构在降低了佩戴难度、提高了佩戴舒适度及适应范围的基础上，还利于ar眼镜的高质量成像和稳定成像。

12、所述的左镜腿的不可变形部和/或右镜腿的不可变形部设置有用于安装图像显示元件的容置腔，所述的容置腔为前侧开口的腔体，所述的图像显示元件安装于所述的容置腔内。此时，与该图像显示元件相配合的波导镜片的耦入单元位于图像显示元件的正前方。

13、可选的，所述的镜片包括左镜片和右镜片，当所述的左镜腿的不可变形部设置有图像显示元件时，所述的左镜片为波导镜片；当所述的右镜腿的不可变形部设置有图像显示元件时，所述的右镜片为波导镜片。进一步的，所述的波导镜片内设置有用于衍射和/或反射光线的光学模组，光学模组用于接收于耦入单元导入的图像源光线，并将所述的光线导向人眼，同时将外部实际物体反射的光线导向人眼，以使人眼既可以看到外部实际物体的图像，也可以看到虚拟图像，实现增强现实显示。进一步的，所述的光学模组包括中继单元以及耦出单元。

14、进一步的，所述的ar眼镜还包括电池和主控电路板，主控电路板通过线缆连接图像源，电池与主控电路板电连接。电池用于为主控电路板和图像源供电。所述的主控电路板上设置有存储单元、运算处理单元和显示控制单元。

15、优选的，所述的镜框上设置有至少一个摄像头，所述的摄像头包括手势识别摄像头、长焦摄像头、中长焦摄像头和slam摄像头中的一种或多种。所述的摄像头通过信号传输线连接运算处理单元，摄像头拍摄的图片或视频存储于存储单元和\或通过数据接口或通信模块传输至外部。

16、优选的，所述的镜框或镜腿上设置有成像反馈单元，成像反馈单元与运算处理单元电连接，成像反馈单元用于检测图像显示元件的成像数据，并将成像数据反馈至运算处理单元，运算处理单元依据成像反馈单元检测得到的成像数据判断是否对显示控制单元的控制信号进行调整，以保证成像质量。

17、运算处理单元可以包括一个或者多个处理核。运算处理单元利用各种接口和线路连接ar眼镜的各个部分，通过运行或执行存储的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储的数据，执行ar眼镜内各元件的各种功能和处理数据。可选地，运算处理单元可以采用数字信号处理(digital signal processing，dsp)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array，pla)中的至少一种硬件形式来实现。运算处理单元可集成中央处理器(central processingunit，cpu)、图像处理器(graphics processing unit，gpu)和调制解调器等中的一种或几种的组合。

18、显示控制单元包括光源调制电路和驱动控制电路。

19、所述的显示控制单元与图像显示元件通过线缆连接，存储单元、电池和显示控制单元分别与运算处理单元电连接。存储单元用于储存待显示的图像数据和\或运算处理单元运算时的数据存储。运算处理单元将待显示的图像数据进行运算，并将生成的视频输出控制信号传输至显示控制单元，显示控制单元将运算处理单元的视频输出控制信号传送至图像显示元件进行图像光的出射。所述的图像数据包括图片数据或视频数据。

20、具体的，激光器组通过线缆连接光源调制电路，扫描驱动器通过线缆连接驱动控制电路，运算处理单元分别连接光源调制电路和驱动控制电路，运算处理单元可根据待显示的图像数据控制光源调制电路对激光器组进行调制，同时，运算处理单元控制驱动控制电路驱动扫描驱动器进行扫动，从而将传输光纤中传输的光束扫描输出。

21、可选的，所述的主控电路板上设置有通信模块，通信模块与运算处理单元电连接，从而运算处理单元也可以从通信模块获取待显示的图像数据。

22、可选的，所述的主控电路板上设置有音频芯片，音频芯片与运算处理单元电连接，音频芯片电性连接麦克风和扬声器。

23、所述的电池、主控电路板、麦克风和扬声器均设置于所述挂脖组件壳体内。

24、可选的，挂脖组件壳体上设置有数据接口，主控电路板通过数据线连接数据接口，数据接口用于连接移动终端。所述的移动终端包括但不限于智能手机、智能平板或者笔记本。从而运算处理单元可以从存储单元获取数据，也可以从数据接口获取数据。

25、可选的，挂脖组件壳体设置有充电接口和/或无线充电接收线圈。充电接口设置于挂脖组件壳体上，无线充电接收线圈设置于挂脖组件壳体内。主控电路板设置有对所述电池进行充电的电池管理模块。电池管理模块电性连接于所述充电接口与所述电池之间和\或电性连接于无线充电接收线圈与所述电池之间。

26、可选的，所述的充电接口与前述的数据接口为同一个接口，该接口同时具有数据传输功能和充电功能。

27、本实用新型实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

28、本实用新型通过采用弹性夹紧件中部铰接的结构，能够避免两眼镜腿末端间距先增大、后减小的过程，在用户头部两侧开始接触弹性夹紧件的前侧部分的时候，随着弹性夹紧件前侧部分的受力，弹性夹紧件自动绕铰接轴旋转，从而使弹性夹紧件的后侧部分自动扣紧在用户头部后侧，避免了瞬间形变增大的产生。

29、铰接部的存在，能够给弹性夹紧件提供一个旋转自由度，进而第一方面，可以通过弹性夹紧件绕铰接轴的旋转来适配大头径的用户；第二方面，以第一铰接件为支点，通过弹性夹紧件自身的形变来适配大头径的用户；第三方面，以第二铰接件为实力点，通过弹性件的形变来适配大头径的用户。当然这三个方面是协同实现上述效果的，相比于传统眼镜腿或部分采用弹性件的眼镜腿，能够最大限度避免弹性件产生的形变，保证眼镜佩戴稳定的同时，避免过大的压紧力，进而提升佩戴者的佩戴体验，使镜腿对用户的压紧力始终维持在一个恰当的范围，不会因为头径的差异而产生明显的压紧力的提升。并且相比于传统镜腿结构，能够有效提高头径适用范围。

30、铰接部的设置能够最大限度避免弹性件产生的形变，特别是弹性件与不可形变部连接处的形变，从而尽可能减小了不可形变部所承受的形变力，有效保证不可形变部与镜框的连接处不会受很大的力，保证两者之间的相对位置固定，而图像显示元件与耦入单元相对位置的固定，则是保证成像质量、维持图像成像稳定的关键。因而，本实用新型的结构在降低了佩戴难度、提高了佩戴舒适度及适应范围的基础上，还利于ar眼镜的高质量成像和稳定成像。