多層式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種多層式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡，具體而言，涉及一種包括多層成像系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡。該多層成像系統(tǒng)例如包括濾光鏡片、顯示鏡片和功能鏡片，所述濾光鏡片和所述功能鏡片分別在所述顯示鏡片的兩側(cè)安裝在所述鏡框上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
多層式増強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種多層式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡。具體而言，涉及一種具有濾光鏡片、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示鏡片和若干功能鏡片的多層式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無(wú)縫”集成的新技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺(jué)信息，聲音，味道，觸覺(jué)等)，通過(guò)電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，被人類(lèi)感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一項(xiàng)前沿應(yīng)用，就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡。以智能眼鏡為載體，將多種虛擬技術(shù)信息與現(xiàn)實(shí)操作相結(jié)合，在培訓(xùn)、醫(yī)療、軍事、工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域，能夠產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用，正在得到越來(lái)越多的關(guān)注和重視。
[0003]對(duì)于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡而言，一個(gè)重要的問(wèn)題，是如何能夠使得佩戴者在使用過(guò)程中保持正常視野的同時(shí)，擁有更加清楚的虛擬視野，從而將虛擬與現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)“無(wú)縫”的結(jié)合。對(duì)于雙目式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，由于需要雙目成像，這一點(diǎn)尤其重要。由于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示鏡片顯示的虛擬屏幕是半透明地顯示在使用者眼睛正前方，在不同的光線(xiàn)場(chǎng)景下其虛擬屏幕顯示效果會(huì)發(fā)生變化，因而如何適應(yīng)不同的使用環(huán)境，成為本領(lǐng)域長(zhǎng)期期望解決的技術(shù)問(wèn)題。此外，考慮到不同佩戴者的個(gè)體差異以及不同的應(yīng)用場(chǎng)景需求，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡應(yīng)該能夠具備足夠靈活的適應(yīng)性，確保對(duì)于不同的人群、不同的使用需求，都能夠快速而簡(jiǎn)單地匹配，降低現(xiàn)場(chǎng)操作成本和復(fù)雜度。
[0004]現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡系統(tǒng)，存在系統(tǒng)復(fù)雜，適應(yīng)性差，成像效果不如人意等缺陷。例如，對(duì)于大部分現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡系統(tǒng)，當(dāng)處在強(qiáng)環(huán)境光條件下時(shí)，其成像效果受到環(huán)境光干擾較大，容易造成成像質(zhì)量下降。又例如，由于現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡系統(tǒng)普遍比較沉重，結(jié)構(gòu)適應(yīng)性差，因此對(duì)于近視或者遠(yuǎn)視或者其他因眼睛有問(wèn)題需要佩戴眼鏡的患者而言，大部分現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡或者要求佩戴者同時(shí)佩戴角膜接觸鏡片，或者需要對(duì)眼鏡系統(tǒng)的整體硬件和軟件系統(tǒng)都針對(duì)特定使用者進(jìn)行單獨(dú)改造，其過(guò)程復(fù)雜且代價(jià)高昂。此外，在一些特殊領(lǐng)域，可能還需要增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡系統(tǒng)具備夜視、頻譜過(guò)濾等特殊功能。而現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡系統(tǒng)，對(duì)此類(lèi)需求往往難以滿(mǎn)足。此外，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡的顯示鏡片昂貴而精密，如果長(zhǎng)期暴露于嚴(yán)苛的工作環(huán)境下(高油污、高粉塵環(huán)境等)，容易造成顯示鏡片損壞，而顯示鏡片的更換和維修價(jià)格高昂。
[0005]本領(lǐng)域?qū)τ诔上窀逦⑦m應(yīng)性更強(qiáng)、成本更低、能夠適應(yīng)嚴(yán)苛使用環(huán)境的的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡系統(tǒng)，存在著持續(xù)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的多個(gè)方面和優(yōu)點(diǎn)將在以下說(shuō)明中部分地闡述，或者可由該說(shuō)明而顯而易見(jiàn)，或者可通過(guò)實(shí)踐本發(fā)明而獲悉。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性方面，提供了一種多層式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡，其包括鏡腿、成像系統(tǒng)、鼻托、電池模塊和鏡框的一體化結(jié)構(gòu)，并且其中集成了電路板處理器模塊和控制系統(tǒng)。根據(jù)一個(gè)示例性方面，成像系統(tǒng)為三層結(jié)構(gòu)，其包括濾光鏡片、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能顯示鏡片和功能鏡片。但本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)需要選擇更多層或者更少層的結(jié)構(gòu)。在根據(jù)本發(fā)明的多層式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡的示例性實(shí)施例中，濾光鏡片和功能鏡片都通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)在鏡框上安裝在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能顯示鏡片兩側(cè)，從而在協(xié)助顯示鏡片更好成像的同時(shí)，對(duì)中間的顯示鏡片也起到保護(hù)作用。
[0008]對(duì)于以上三層結(jié)構(gòu)的成像系統(tǒng)而言，環(huán)境光在到達(dá)佩戴者的眼睛之前，依次通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡的濾光鏡片、顯示鏡片以及功能鏡片。其中，濾光鏡片可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇其濾光特性，以過(guò)濾環(huán)境光中對(duì)于智能眼鏡顯示鏡片的成像效果造成不利影響的光線(xiàn)。此外，濾光鏡片還起到圖像投影背景墻的作用。這是因?yàn)橹悄苎坨R顯示鏡片在人的眼睛正前方呈現(xiàn)的屏幕為半透明虛擬屏幕。過(guò)強(qiáng)的環(huán)境光會(huì)使得人眼難以清楚分辨該半透明虛擬屏幕上的顯示內(nèi)容。經(jīng)過(guò)濾光鏡片的過(guò)濾，為該半透明虛擬屏幕形成了相對(duì)較暗的背景區(qū)域，從而能夠增強(qiáng)智能眼鏡顯示鏡片的成像效果。此外，環(huán)境光在通過(guò)濾光鏡片和智能眼鏡顯示鏡片后，還會(huì)穿過(guò)功能鏡片。該功能鏡片的一個(gè)示范性實(shí)施例是視力矯正鏡片。對(duì)于患有近視、遠(yuǎn)視或散光等眼部疾病的佩戴者，可以直接選用具有合適矯正效果的鏡片，并通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)非常容易地安裝在鏡框上，從而能夠適應(yīng)不同的佩戴者而不需要對(duì)智能眼鏡本身做出實(shí)質(zhì)性的改造。并且，基于不同的需求，還可以選用不同的功能鏡片。
[0009]此外，通過(guò)在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能顯示鏡片的兩側(cè)分別設(shè)置濾光鏡片和功能鏡片，有效地將顯示鏡片與周邊環(huán)境相隔離，這在嚴(yán)苛的使用環(huán)境例如高油污、高粉塵環(huán)境下尤為重要。由于被濾光鏡片和功能鏡片包圍，周邊環(huán)境中的油污或粉塵大部分會(huì)沉積在濾光鏡片和功能鏡片上而不會(huì)對(duì)顯示鏡片造成過(guò)多影響。而濾光鏡片和功能鏡片可以通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)附接在鏡框上，使得它們能夠容易地從鏡框拆除進(jìn)行清洗或者直接更換，操作簡(jiǎn)單便捷，且成本極低。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性方面，涉及根據(jù)本發(fā)明的多層式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡的用途，其廣泛應(yīng)用于航空維修、汽車(chē)維修、實(shí)操類(lèi)培訓(xùn)、制造配裝、電力能源巡檢維保、醫(yī)療手術(shù)、倉(cāng)儲(chǔ)物流、實(shí)驗(yàn)室教育培訓(xùn)、軍機(jī)巡檢維修、軍隊(duì)指揮、單兵作戰(zhàn)、現(xiàn)場(chǎng)工程服務(wù)、各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的遠(yuǎn)程協(xié)助等。
[0011]參考以下說(shuō)明和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)將更好地理解。結(jié)合在說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)一部分的附圖圖示了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與說(shuō)明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說(shuō)明】
[0012]說(shuō)明書(shū)中描述了針對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的本發(fā)明的完整而能夠?qū)嵤┑墓_(kāi)，包括其最佳模式，其中引用了附圖，附圖包括:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的包括多層式成像系統(tǒng)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡的透視圖；
[0014]圖2是圖1所示的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡的多層式成像系統(tǒng)的細(xì)節(jié)視圖；
[0015]圖3是圖2所示的多層式成像系統(tǒng)的分解視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)在將參考附圖對(duì)本發(fā)明的多個(gè)非限制性實(shí)施例做出詳細(xì)描述。本說(shuō)明書(shū)中涉及的實(shí)施例僅意圖解釋本發(fā)明的原理而并非限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的可專(zhuān)利范圍僅由權(quán)利要求書(shū)所限定。
[0017]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的雙目式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡1，其包括一對(duì)鏡腿2、一套成像系統(tǒng)3、一套鼻托4、電池模塊5和鏡框6。圖中所示的成像系統(tǒng)3在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡領(lǐng)域創(chuàng)新地采用了多層結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生了多種前文所述的有益的技術(shù)效果。
[0018]圖2通過(guò)側(cè)視圖進(jìn)一步示出了根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡I的多層成像系統(tǒng)
3。如圖中所示，該多層成像系統(tǒng)3從左向右依次包括濾光鏡片7、顯示鏡片8和功能鏡片9。濾光鏡片7和功能鏡片9通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)，例如磁吸結(jié)構(gòu)，連接到鏡框6上。由此，濾光鏡片7和功能鏡片9對(duì)中間的顯示鏡片8形成保護(hù)，并且還可以根據(jù)需要更換不同的濾光鏡片7和功能鏡片9，或者對(duì)濾光鏡片7和功能鏡片9進(jìn)行維護(hù)。
[0019]圖3用分解視圖更加清楚地示出了圖2所示的多層成像系統(tǒng)3的構(gòu)成。其中可以清晰地看到，濾光鏡片7和功能鏡片9通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)連接到鏡框6上，從兩側(cè)包圍顯示鏡片8，從而不僅能夠進(jìn)一步改善顯示鏡片8上的成像效果，并對(duì)顯示鏡片8形成充分的保護(hù)。
[0020]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上所示的結(jié)構(gòu)僅僅是示例性的。取決于具體需要以及使用環(huán)境，以上成像系統(tǒng)3也可能包括更多鏡片，或者甚至只包括兩層或一層鏡片。舉例而言，對(duì)于在相對(duì)潔凈環(huán)境下使用的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡，對(duì)顯示鏡片的保護(hù)并不像在嚴(yán)苛環(huán)境下那么迫切。此時(shí)，如果環(huán)境光合適，或者佩戴者并無(wú)視力矯正或者其他的功能需求，則完全可以拆除濾光鏡片和功能鏡片而僅保持顯示鏡片，依然能夠獲得滿(mǎn)意的成像效果，并且進(jìn)一步降低整個(gè)系統(tǒng)的重量。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡可廣泛應(yīng)用于不同的場(chǎng)合。例如在維修應(yīng)用中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡能將維修操作手冊(cè)以文字、圖片、視頻、語(yǔ)音信息等方式展現(xiàn)給維修人員，并將維修數(shù)字信息疊加在真實(shí)操作對(duì)象上，提示指引維修工人使用何種工具、何種操作姿勢(shì)、如何搭配物料。在實(shí)操培訓(xùn)應(yīng)用中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡能夠讓學(xué)員學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)體驗(yàn)實(shí)操感覺(jué)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡還能夠應(yīng)用于一線(xiàn)工作人員管理、遠(yuǎn)程協(xié)助應(yīng)用等諸多場(chǎng)合。
[0022]雖然本文僅示出并描述了實(shí)施例的某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到許多改型和變化。因此，應(yīng)該理解的是所附權(quán)利要求書(shū)旨在覆蓋落入本發(fā)明的精神內(nèi)的全部此類(lèi)改型和變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多層式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡，其包括鏡腿、成像系統(tǒng)、鼻托、電池模塊和鏡框，其中，所述成像系統(tǒng)為多層結(jié)構(gòu)，其包括濾光鏡片、顯示鏡片和功能鏡片，所述濾光鏡片和所述功能鏡片分別在所述顯示鏡片的兩側(cè)安裝在所述鏡框上。2.如權(quán)利要求1所述的智能眼鏡，其特征在于，所述濾光鏡片和所述功能鏡片通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)安裝在所述鏡框上。3.如權(quán)利要求2所述的智能眼鏡，其特征在于，所述可拆卸結(jié)構(gòu)為磁吸結(jié)構(gòu)。4.如權(quán)利要求1所述的智能眼鏡，其特征在于，所述功能鏡片為視力矯正鏡片。5.如權(quán)利要求1所述的智能眼鏡，其特征在于，所述濾光鏡片起到圖像投影背景墻的作用。6.如權(quán)利要求1所述的智能眼鏡，其特征在于，所述濾光鏡片能夠過(guò)濾強(qiáng)環(huán)境光。7.如權(quán)利要求1-6的任一項(xiàng)所述的多層式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)智能眼鏡的用途，其用于航空維修、汽車(chē)維修、實(shí)操類(lèi)培訓(xùn)、制造配裝、電力能源巡檢維保、醫(yī)療手術(shù)、倉(cāng)儲(chǔ)物流、實(shí)驗(yàn)室教育培訓(xùn)、軍機(jī)巡檢維修、軍隊(duì)指揮、單兵作戰(zhàn)、現(xiàn)場(chǎng)工程服務(wù)、或各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的遠(yuǎn)程協(xié)助。
【文檔編號(hào)】G02B27/01GK105938250SQ201610316464
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】蘇波, 王友初
【申請(qǐng)人】深圳增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)有限公司