[发明专利]具有结构光检测功能的扩增实境眼镜

说明书

本发明提供一种具有结构光检测功能的扩增实境眼镜，包括激光投影器、眼镜镜片、至少一第一衍射光学元件膜、不可见光相机及第二衍射光学元件膜。激光投影器用以发出至少一不可见光束与图像光束。此至少一第一衍射光学元件膜配置于眼镜镜片上。第一衍射光学元件用以将不可见光束衍射成结构光束，其中结构光束传递至待测物，以在待测物上形成光图案。不可见光相机用以拍摄待测物上的光图案。第二衍射光学元件膜配置于眼镜镜片上，第二衍射光学元件膜用以将图像光束传递至眼睛。

技术领域

本发明涉及一种扩增实境显示器，尤其涉及一种具有结构光检测功能的扩增实境眼镜。

背景技术

随着显示技术的进步，虚拟现实(virtual reality)显示技术与扩增实境(augmented reality)显示技术逐渐普及，且被充分地研究与发展。虚拟现实显示技术可让用户沉浸在显示器所显示的虚拟世界，且可显示有立体感的图像。扩增实境显示技术则除了让用户可以看到虚拟世界的图像之外，还可以看到真实世界的物体，甚至使虚拟世界的图像与真实世界的物体可以达到互动的效果。

当显示器对用户的眼睛提供虚拟世界的图像(即虚像)时，若系统能得知眼睛的位置与转动的角度，则可提供对应的虚像，而有更佳的显示效果。然而，欲在扩增实境显示设备加装眼球追踪器时，则有元件数量过多，系统过于复杂的缺点。

发明内容

本发明是针对一种具有结构光检测功能的扩增实境眼镜，其将结构光的光源整合至用以显示图像的激光投影器中，因而可具有较为简单的架构及较小数量的元件。

本发明的一实施例提出一种具有结构光检测功能的扩增实境眼镜，适于配戴于眼睛前方。具有结构光检测功能的扩增实境眼镜包括激光投影器、眼镜镜片、至少一第一衍射光学元件(diffractive optical element,DOE)膜、不可见光相机及第二衍射光学元件膜。激光投影器用以发出至少一不可见光束与图像光束，眼镜镜片配置于不可见光束与图像光束的路径上。此至少一第一衍射光学元件膜配置于眼镜镜片上，且位于不可见光束的路径上。第一衍射光学元件用以将不可见光束衍射成结构光束，其中结构光束传递至待测物，以在待测物上形成光图案。不可见光相机用以拍摄待测物上的光图案。第二衍射光学元件膜配置于眼镜镜片上，且位于图像光束的路径上，第二衍射光学元件膜用以将图像光束传递至眼睛。

在本发明的实施例的具有结构光检测功能的扩增实境眼镜中，激光投影器除了发出图像光束外，还发出了不可见光束，且不可见光束经由第一衍射光学元件的衍射作用而形成结构光束，其用以检测待测物。也就是说，本发明的实施例将结构光的光源整合至用以显示图像的激光投影器中，因而具有结构光检测功能的扩增实境眼镜可具有较为简单的架构及较少数量的元件，且同时达到显示图像与检测待测物的功能。

附图说明

图1为本发明的一实施例的具有结构光检测功能的扩增实境眼镜的光路示意图；

图2为图1中的激光投影器的光路示意图；

图3为图1的结构光束在眼睛上形成光图案的示意图；

图4示出图2的红色光束、绿色光束、蓝色光束及红外光束在眼镜镜片上的扫描路径与位置；

图5为图1中的第一衍射光学元件膜的一个实施例的立体示意图；

图6为图1中的第一衍射光学元件的另一个实施例的立体示意图；

图7为本发明的另一实施例的具有结构光检测功能的扩增实境眼镜的光路示意图；

图8为图7中的眼镜镜片从眼睛的视线方向看过去的正视示意图；

图9为图7中的激光投影器的光路示意图；

图10为另一实施例的具有结构光检测功能的扩增实境眼镜中的眼镜镜片从眼睛的视线方向看过去的正视示意图；