[实用新型]一种增强现实的智能眼镜

说明书

本实用新型提供了一种增强现实的智能眼镜，包括在光的传播路径上顺序设置的显示模块、转像镜、离轴曲面半反射镜；所述转像镜包括按所述顺序设置的自由曲面透镜、非球面透镜、球面正透镜和双胶合透镜组。本实用新型适用于多种增强现实应用场景。

技术领域

本实用新型涉及增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)领域，特别是基于增强现实技术、便于携带的智能眼镜。

背景技术

增强现实技术是一种于20世纪90年代被Thomas P.Caudell和David W.Mizell提出的技术，其主要特征是将虚拟的信息叠加到现实场景中，以实现对现实的增强。增强现实技术能够把虚拟信息(如物体、图片、视频、声音等等)融合在现实环境中，将现实世界丰富起来，构建一个更加全面、更加美好的世界。随着近年来可穿戴设备逐渐进入人们的事业和生活，特别是智能眼镜行业的发展使人们与增强现实技术之间的距离又进了一步。正是由于智能眼镜的发展，使得基于增强现实技术的便利应用成为可能。

基于增强现实技术的智能眼镜，集成了眼镜、手机、电脑的功能，在日常生活中带来了很多便利。基于增强现实技术的智能眼镜在工业现场、管道维修、智能家居等领域的应用越来越普及。

目前基于增强现实技术的智能眼镜在技术上正朝着高分辨率、轻便化、大视场和无附件的方向发展。智能眼镜的光学系统有采用平面光波导的方式，利用光线在平面光波导元件中的全反射传播光束。智能眼镜的光学系统还有使用自由曲面棱镜设计显示模组。上述设计中的光波导元件和自由曲面棱镜是作为放置在人眼前作为一种附加镜片，另外还需配置遮挡这些光波导元件和自由曲面棱镜的外部镜片，因此导致智能眼镜体积大，重量大，外形和人们常用的正常眼镜差异较大，外观怪异，佩戴非常不方便。

实用新型内容

为了解决现有基于增强现实技术的智能眼镜存在的体积大，重量大，佩戴不便的问题，本实用新型提供了一种增强现实的智能眼镜。

本实用新型的技术方案如下。

一种增强现实的智能眼镜，包括在光的传播路径上顺序设置的显示模块、转像镜、离轴曲面半反射镜；所述转像镜包括按所述顺序设置的自由曲面透镜、非球面透镜、球面正透镜和双胶合透镜组。

所述转像镜的光学系统为离轴系统。

所述球面正透镜的光轴和所述双胶合透镜组光轴一致。

所述自由曲面透镜和所述非球面透镜偏心设置。

所述球面正透镜和所述双胶合透镜组的材质为光学玻璃。

所述自由曲面透镜和所述非球面透镜的材质为塑料。

所述显示模块包括LCOS或OLED。

所述离轴曲面半反射镜的内外表面的曲面表达式为：

其中r为曲率半径，X,Y,Z为曲面上点的空间坐标，k为曲面二次系数。

所述非球面透镜的曲面表达式为：

其中r为曲率半径，X,Y,Z为曲面上点的空间坐标，k为曲面二次系数，A,B,C,D为偶次项系数。

所述自由曲面透镜的曲面表达式为：