一种基于微结构平板波导的大视场角增强现实眼镜的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电集成器件，具体涉及增强现实眼镜。
【背景技术】
[0002]增强现实技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息集成的新技术，在日常生活中可以为人们带来便利。它可以实现超越电子屏幕的视觉体验，在展现真实世界的信息的同时，将虚拟的信息同时显示出来，数码世界和真实世界的信息相互补充和叠加，二者完美的结合在一起呈现在用户眼中。
[0003]但现有的增强现实眼镜成像效果不佳，视场角小。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提供一种基于微结构平板波导的大视场角增强现实眼镜。
[0005]本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0006]大视场角增强现实眼镜，包括一眼镜本体，所述眼镜本体包含镜架，其特征在于，所述镜架包含至少一个镜框，所述镜框安有镜片，所述镜片为一光波导片，所述光波导片呈板状，所述光波导片的前端部通过粘结剂粘结有由矩阵式排列的微型棱镜构成的棱镜组；
[0007]所述棱镜组纵向排列的微型棱镜大小相同，所述棱镜组横向排列的微型棱镜的大小不同，所述微型棱镜设有一反光面，所述反光面与所述光波导片的后端面呈一锐角。
[0008]本发明通过在传统的光波导片的前端粘设有一矩阵式排列的微型棱镜，通过优化微型棱镜排列大小的不同，增大了视场角，增强了舒适度，改善用户的体验效果，提高了用户体验满意度。
[0009]所述棱镜组的最左侧与所述光波导片的左端面之间的距离为8mm?12 mm。本发明通过限定棱镜组至光波导片左端面的距离，控制了光波导片的大小，保证微型棱镜的成像效果。
[0010]所述光波导片的右端部粘结有一反射棱镜，所述反射棱镜上设有反射膜，所述反射膜的反射面倾斜向下，所述反射膜与所述光波导片的后端面的夹角为20°-30°，优选为24.5°。
[0011]本发明通过在光波导片的右端部设有一反射棱镜，将光线经反射后进入光波导片，在所述光波导片内全反射前进，光线照射到棱镜组发生反射，最后发生反射的光线透过光波导片底部进入观察者的瞳孔。使得进入光波导片的入射端与出射端均位于光波导片的同侧，缩小面积。
[0012]所述反射膜朝向所述光传输部，以所述反射棱镜为所述镜片的光入射部。
[0013]所述棱镜组纵向排列的微型棱镜的间距相同，所述棱镜组横向排列的微型棱镜的间距差值不大于0.5mm。
[0014]通过相同间距的不同大小微型棱镜，便于用于通过相邻微型棱镜间距间的画面与棱镜组反射出的画面两者的结合，提高视觉感受。
[0015]所述棱镜组的横向长度不大于25mm，所述棱镜组的纵向长度不大于25mm。本发明通过控制棱镜组的大小，从而控制微型棱镜的成像面，保证成像效果。所述棱镜组在光波导片前端面的分布范围为400mm2。优选所述棱镜在20*20mm的范围内分布。
[0016]所述棱镜组的最左侧与所述光波导片的左端面之间的距离为10mm。
[0017]本发明通过限定棱镜组的分布范围与粘结的位置，使得视场角较现有的增强现实眼镜有很大的提高，视场角能达到40度，目视距离为18mm左右。
[0018]所述光波导片厚度为1.8mm?2.2mm，优选2mm。光波导片厚度减少，减少眼镜的重量，提高用户的舒适感。
[0019]所述镜架包括两个镜腿，分别为第一镜腿、第二镜腿，所述第一镜腿设有第一中空腔，所述第一中空腔设有一透光口，所述透光口处安装有投影装置，所述投影装置的投影口朝向所述反射棱镜的入射端面。将LCOS模组安装于镜腿的中空腔内可以美化外观，同时方便固定与安装。
[0020]所述投影装置的投影口与所述反射棱镜之间设有一耦合棱镜。
[0021]所述投影装置采用LCOS投影模组。LCOS投影模组体积较小，采用LCOS投影模组，可有效减少眼镜的体积。
[0022]所述第二镜腿设有第二中空腔，所述第二中空腔设有一开口，所述开口朝向镜片前方，所述第二中空腔内设有一测距装置，所述测距装置连接至一微型处理器系统，所述微型处理器系统还连接所述投影装置。
[0023]通过测量现实世界中物体的距离调整与物体匹配的画面的大小，使两者能够等尺寸结合，进而思想实际物体与虚拟物体的结合。
[0024]所述测距装置可以是激光测距仪，还可以是测距雷达。
[0025]所述LCOS投影模组连接一微型处理器系统系统，所述镜架还安装有一影像采集装置，所述影像采集装置设有至少一个摄像头，所述摄像头连接所述微型处理器系统，还设有一触摸屏系统，所述触摸屏系统设有一用于感应触摸动作的触摸感应膜，所述触摸感应膜贴在所述镜片前方，所述触摸屏系统连接所述微型处理器系统。设有影像采集功能，触摸感应功能，为微型处理器系统获取真实世界的信息提供了基础，用户复合式的信息交互，提高用户体验满意度。
[0026]所述触摸感应膜贴采用压电式触控技术，所述压电式触控技术介于电阻式与电容式触控技术之间。压电式传感器的触控屏幕同电容式触控屏一样支持多点触控，而且支持任何物体触控，不像电容屏只支持类皮肤的材质触控。这样，压电式触控屏幕可以同时具有电容屏幕的多点触控触感，又具有电阻屏的精准。
[0027]所述触摸感应膜贴通过紧压式固定方式。所述固定方式在所述触摸感应膜贴周边圈沿绕一圈泡棉，不仅能做到有效的防止尘防水，而且对所述触摸感应膜贴本身也没有损伤。
[0028]所述镜架还安装有一语音采集装置，所述语音采集装置设有至少一个麦克风，所述麦克风连接微型处理器系统，所述麦克风固定在第一镜腿或第二镜腿的中部，所述麦克风感应方向垂直向下。使更加简洁地安装固定，尽可能靠近用户的口部，达到较好的采集环境声音的效果，另一方面，在方便固定的同时，给所述镜架均衡的受力。
[0029]至少一所述镜片后方设有一可拆卸的凸透镜。以适应远视人群。所述凸透镜与所述镜片间设有空气，形成空气夹层。以避免破坏光传输中的全反射。至少一镜片后方设有一可拆卸的凹透镜。以适应近视人群。凹透镜与镜片间设有空气，形成空气夹层。以避免破坏光传输中的全反射。
【附图说明】
[0030]图1为本发明的部分结构示意图；
[0031 ]图2为本发明微型棱镜的一种排列结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
[0033]参照图1、图2，大视场角增强现实眼镜，包括一眼镜本体，眼镜本体包含镜架，镜架包含至少一个镜框，镜框安有镜片，镜片为一光波导片I，光波导片I呈板状，光波导片I的前端部通过粘结剂粘结有由矩阵式排列的微型棱镜构成的棱镜组2;棱镜组2纵向排列的微型棱镜大小相同，棱镜组2横向排列的微型棱镜的大小不同，微型棱镜设有一反光面，反光面与光波导片I的后端面呈一锐角。本发明通过在传统的光波导片的前端粘设有一矩阵式排列的微型棱镜，通过优化微型棱镜排列大小的不同，增大了视场角，增强了舒适度，改善用户的体验效果，提高了用户体验满意度。
[0034]棱镜组纵向排列的微型棱镜的间距相同，棱镜组横向排列的微型棱镜的间距差值不大于0.5mm。通过相同间距的不同大小微型棱镜，便于用于通过相邻微型棱镜间距间的画面与棱镜组反射出的画面两者的结合，提高视觉感受。
[00；35]棱镜组的最左侧与光波导片的左端面之间的距离为8mm?12 mm。本发明通过限定棱镜组至光波导片左端面的距离，控制了光波导片的大小，保证微型棱镜的成像效果。
[0036]光波导片的右端部粘结有一反射棱镜3，反射棱镜3上设有反射膜，反射膜的反射面倾斜向下，反射膜与光波导片的后端面的夹角为20°-30°，优选为24.5°。本发明通过在光波导片的右端部设有一反射棱镜3，将光线经反射后进入光波导片，在光波导片内全反射前进，光线照射到棱镜组发生反射，最后发生反射的光线透过光波导片底部进入观察者的瞳孔。使得进入光波导片的入射端与出射端均位于光波导片的同侧，缩小面积。
[0037]棱镜组的横向长度不大于25mm，棱镜组的纵向长度不大于25mm。本发明通过控制棱镜组的大小，从而控制微型棱镜的成像面，保证成像效果。棱镜组在光波导片前端面的分