CN106646877A - 双目头戴式可视设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的双目头戴式可视设备包括智能眼镜，所述智能眼镜包括眼镜架、两套光学***和两套图像源；所述光学***包括依次设置的后置透镜组件、中继镜、前置透镜组件和前置凹面镜；所述两套图像源，以及两套光学***的后置透镜组件、中继镜和前置透镜组件分别设置于所述眼镜架的两个镜腿上，所述两套光学***的前置凹面镜分别设置于所述眼镜架的两个镜框内；所述图像源位于所述后置透镜组件的物平面处。本发明的双目头戴式可视设备采用折衍射混合光学***，大大缩短了光学***的尺寸和重量，且更符合人机功效和产品的佩戴稳定性。

Description

双目头戴式可视设备
技术领域
本发明涉及头戴式可视设备，具体涉及一种双目头戴式可视设备。
背景技术
现有技术中，头戴式可视设备(Head Mount Display，HMD)多以头盔作为依托，并附有电子机箱、传输线路等繁重的设备仪器，头盔重量大，头部晃动或者震动时，成像光学***的微小错动或旋转被光学***成倍数放大，导致观察者观察到的成像有效性明显下降。
以谷歌眼镜、可穿戴腕表等设备为代表的可穿戴设备在便携性方面出人意料。谷歌公司的头戴式可视设备为一款单目眼镜，如图1所示，特点是小巧轻薄，在一个眼镜式设备上集成了摄像头、显示器、WIFI、蓝牙、骨传导传感器、麦克风、加速器、陀螺仪、地磁仪、光感应器和距离感应器等功能模块，通过触摸板或者语音识别命令等可操控的应用程序，增强用户体验；但是该头戴式可视设备为单目显示设备，在感官体验、长时间的配戴舒适性、左右平衡以及运动时候的配戴等人机功效方面没有双目眼镜的优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双目头戴式可视设备，采用折衍射混合光学***，大大缩短了光学***的尺寸和重量，且更符合人机功效和产品的佩戴稳定性。
为了达到上述的目的，本发明提供一种双目头戴式可视设备，包括智能眼镜，所述智能眼镜包括眼镜架、两套光学***和两套图像源；所述光学***包括依次设置的后置透镜组件、中继镜、前置透镜组件和前置凹面镜；所述两套图像源，以及两套光学***的后置透镜组件、中继镜和前置透镜组件分别设置于所述眼镜架的两个镜腿上，所述两套光学***的前置凹面镜分别设置于所述眼镜架的两个镜框内；所述图像源位于所述后置透镜组件的物平面处。
上述双目头戴式可视设备，其中，所述前置凹面镜为半反半透镜。
上述双目头戴式可视设备，其中，所述后置透镜组件包括多个非共轴非球面透镜，所述前置透镜组件包括多个非共轴非球面透镜。
上述双目头戴式可视设备，其中，在所述眼镜架的两个镜腿人耳后方的部位各设有内部电池和耳机，所述内部电池用于为所述图像源和耳机供电。
上述双目头戴式可视设备，其中，在所述眼镜架的两个镜腿人耳后方的部位还各设有阻断结构，所述内部电池通过所述阻断结构与所述图像源和耳机连接。
上述双目头戴式可视设备，其中，所述双目头戴式可视设备还包括外接控制设备，所述外接控制设备通过无线或有线方式控制所述智能眼镜。
上述双目头戴式可视设备，其中，所述双目头戴式可视设备还包括控制模块，所述控制模块与所述眼睛架可拆卸连接，与所述眼睛架连接时置于人脑后方处，所述控制模块用于控制所述智能眼镜。
本发明的双目头戴式可视设备，光学***采用折衍混合的光学***，大大缩短了光学***的尺寸，减轻了光学***的重量，使得在眼镜架左、右两个镜腿上各设一套光学***成为可能，从而实现了双目可视，双目头戴式可视设备更符合人机功效和产品的佩戴稳定性；两个图像源发射的光线经光学***折射、反射或衍射后分别进入人的两只眼睛，在两只眼睛的前方融合成一幅大尺寸的具有立体效果的清晰图像，增强了头戴式可视设备的图像显示感官体验更舒适；与将图像源设置在人眼前方的头戴式可视设备相比，本发明将图像源设置在人脸侧面，不阻挡视线，而且尺寸限制作用被降低，可选用尺寸相对比较大的图像源；
本发明的双目头戴式可视设备，前置凹面镜为半反半透镜，外界景物的光线和光学***的光线均可在人眼前方叠加，使本发明双目头戴式可视设备的佩戴者可在不影响正常行动行为的情况下，及时舒适地获取其它信息或者咨询；
本发明的双目头戴式可视设备，智能眼镜可与手机、腕表、手持盒等智能设备连接，方便用户操作，增加设备的实用度，增强用户体验，另外，外接方式也可减轻头部重量；
本发明的双目头戴式可视设备，除了内置电源外，还可通过外接控制设备供电，增加了设备的可持续供电时间。
附图说明
本发明的双目头戴式可视设备由以下的实施例及附图给出。
图1是谷歌眼镜的示意图。
图2是本发明的双目头戴式可视设备的示意图。
图3是本发明中光学***的示意图。
图4是本发明中光学***的工作原理示意图。
图5是本发明较佳实施例中双目头戴式可视设备的示意图(含外接控制设备)。
图6是本发明较佳实施例中双目头戴式可视设备的示意图(含控制模块)。
具体实施方式
以下将结合图1～图6对本发明的双目头戴式可视设备作进一步的详细描述。
图2所示为本发明的双目头戴式可视设备的示意图，图3所示为本发明中光学***的示意图。如图2和图3所示，本发明的双目头戴式可视设备包括智能眼镜，所述智能眼镜包括眼镜架1、两套光学***2和两套图像源3；所述光学***包括依次设置的后置透镜组件21、中继镜22、前置透镜组件23和前置凹面镜24；所述两套图像源3，以及两套光学***的后置透镜组件21、中继镜22和前置透镜组件23分别设置于所述眼镜架的两个镜腿上，所述两套光学***的前置凹面镜24分别设置于所述眼镜架的两个镜框内，作为眼镜片；所述图像源3位于所述后置透镜组件21的物平面处。
如图4所示，所述图像源3发出的光线经所述后置透镜组件21折射/衍射后射入所述中继镜22，经所述中继镜22反射/衍射后射入所述前置透镜组件23，经所述前置透镜组件23折射/衍射后射入所述前置凹面镜24，再由所述前置凹面镜24反射/衍射进人眼。
本发明的双目头戴式可视设备的光学***采用折衍混合的光学***，大大缩短了光学***的尺寸，减轻了光学***的重量，使得在眼镜架左、右两个镜腿上各设一套光学***成为可能，从而实现了双目可视，双目头戴式可视设备更符合人机功效和产品的佩戴稳定性；两个图像源发射的光线经光学***折射、反射或衍射后分别进入人的两只眼睛，在两只眼睛的前方融合成一幅大尺寸的具有立体效果的清晰图像，增强了头戴式可视设备的图像显示，感官体验更舒适；与将图像源设置在人眼前方的头戴式可视设备相比，本发明将图像源设置在人脸侧面，不阻挡视线，而且尺寸限制作用被降低，可选用尺寸相对比较大的图像源。
较佳地，所述前置凹面镜24为半反半透镜，即所述前置凹面镜24既能反射所述前置透镜组件23射出的光线，又能透射所述前置凹面镜24前方外界景物发射的光线，外界景物的光线和光学***的光线均可在人眼前方叠加，使本发明双目头戴式可视设备的佩戴者可在不影响正常行动行为的情况下，及时舒适地获取其它信息或者咨询。所述前置凹面镜24的外形可根据不同用户的不同需求设计，自由度较大。
较佳地，所述后置透镜组件21包括多个非共轴非球面透镜。所述前置透镜组件23包括多个非共轴非球面透镜。
较佳地，在所述眼镜架的两个镜腿人耳后方的部位还各设有耳机。
较佳地，在所述眼镜架的两个镜腿人耳后方的部位各设有内部电池4，如图2所示，该内部电池4通过阻断结构与所述图像源和耳机连接，所述阻断结构为机械阻断结构或电路阻断结构，所述内部电池4用于为所述图像源和耳机供电。将内部电池设置在人耳后方的部位即使长时间供电发热也不影响用户的体验。
本发明一较佳实施例中，所述双目头戴式可视设备还包括外接控制设备，所述外接控制设备例如腕表、手机、机载显示设备、手持设备，所述外接控制设备可通过其电路板的信号解码芯片以有线(如图6)或无线方式与所述图像源、耳机、内部电池、阻断结构连接。所述外接控制设备用于控制智能眼镜的开关、画面生成、供电、语音识别、手势操控以及存储等功能。使用外接控制设备可控制外部电池或内部电池供电时，当利用外部电池供电时，所述阻断结构阻断所述内部电池供电，当没有外部电池供电时，由所述内部电池供电。将控制设备与智能眼镜分离，可减轻头部重量，增加人机功效和用户体验；利用外部电池和内部电池供电，可增加双目头戴式可视设备的可持续供电时间。
本发明中，图像源、耳机、内部电池、外接控制设备和控制模块均可采用现有技术，外接控制设备或控制模块对智能眼镜的各种控制功能均可采用现有技术，本发明对此不作详细说明，但不影响本发明技术方案的实施。

Claims (7)

1.双目头戴式可视设备，包括智能眼镜，其特征在于，所述智能眼镜包括眼镜架、两套光学***和两套图像源；所述光学***包括依次设置的后置透镜组件、中继镜、前置透镜组件和前置凹面镜；所述两套图像源，以及两套光学***的后置透镜组件、中继镜和前置透镜组件分别设置于所述眼镜架的两个镜腿上，所述两套光学***的前置凹面镜分别设置于所述眼镜架的两个镜框内；所述图像源位于所述后置透镜组件的物平面处。
2.如权利要求1所述的双目头戴式可视设备，其特征在于，所述前置凹面镜为半反半透镜。
3.如权利要求1所述的双目头戴式可视设备，其特征在于，所述后置透镜组件包括多个非共轴非球面透镜，所述前置透镜组件包括多个非共轴非球面透镜。
4.如权利要求1所述的双目头戴式可视设备，其特征在于，在所述眼镜架的两个镜腿人耳后方的部位各设有内部电池和耳机，所述内部电池用于为所述图像源和耳机供电。
5.如权利要求4所述的双目头戴式可视设备，其特征在于，在所述眼镜架的两个镜腿人耳后方的部位还各设有阻断结构，所述内部电池通过所述阻断结构与所述图像源和耳机连接。
6.如权利要求1所述的双目头戴式可视设备，其特征在于，所述双目头戴式可视设备还包括外接控制设备，所述外接控制设备通过无线或有线方式控制所述智能眼镜。
7.如权利要求1所述的双目头戴式可视设备，其特征在于，所述双目头戴式可视设备还包括控制模块，所述控制模块与所述眼睛架可拆卸连接，与所述眼睛架连接时置于人脑后方处，所述控制模块用于控制所述智能眼镜。
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