[发明专利]一种增强现实眼镜的光学系统

说明书

增强现实眼镜光学与显示系统，涉及增强现实眼镜光学设计技术领域，为解决现有AR眼镜视场角小，出瞳直径小，系统笨重的问题，包括透明显示系统、球面反射镜片、变焦调节系统、镜框和镜腿；人眼前方放置透明显示系统，透明显示系统前方设置球面反射镜片且位于球面反射镜片的焦面距离1cm的范围内，球面反射镜片的部分反射面和透射面的位置可对调；透明显示系统包括靠近人眼一侧的透明显示系统基底层，透明显示系统基底层上沿远离人眼一侧依次设置电致变色层、透明集成电路层、透明发光层以及透明显示系统发光侧保护膜；根据显示图案的远近，实现动态变焦，改善使用效果，解决眩晕，提高广泛性，大视场角，高分辨率，小体积，完善了变焦，近视矫正。

技术领域

本发明涉及增强现实眼镜光学设计技术领域，具体涉及一种增强现实眼镜的光学系统。

背景技术

增强现实(简称AR)，能够给使用者提供大画面和3D效果，是第三代计算平台和显示终端。具有非常广泛的应用前景。

目前，有多种AR技术，包括自由曲面棱镜，离轴折反射结构，波导眼镜等，属于面对称或者轴对称结构，都无法解决大视场角，大出瞳直径与体积之间的矛盾。且现有AR光学显示系统无法实现变焦以及矫正近视等功能。

发明内容

本发明为解决现有AR眼镜视场角小，出瞳直径小，系统笨重的问题，提供一种增强现实眼镜的光学系统。

一种增强现实眼镜的光学系统，包括透明显示系统、球面反射镜片、变焦调节系统、镜框和镜腿；人眼前方放置透明显示系统，透明显示系统前方设置球面反射镜片且位于球面反射镜片的焦面距离1cm的范围内，所述球面反射镜片的部分反射面和透射面的位置可对调；

所述透明显示系统包括靠近人眼一侧的透明显示系统基底层，在所述透明显示系统基底层上沿远离人眼一侧依次设置电致变色层、透明集成电路层、透明发光层以及透明显示系统发光侧保护膜；

透明显示系统中的显示像素单元分布在透明显示系统基底层，透明显示系统和球面反射镜片的球心均位于瞳孔中心1cm范围内；

所述透明显示系统基底层的外端面设置透明显示系统延伸端，所述透明显示系统通过透明显示系统延伸端连接到镜框上，球面反射镜片外沿连接到镜框上，所述变焦调节系统设置在镜框上，所述变焦调节系统用于调节透明显示系统与球面反射镜片之间的距离，实现动态变焦。

一种增强现实眼镜的光学系统，包括弧线状显示系统、弧线状显示系统延伸端、球面反射镜片、镜框、镜腿、透明保护层、定子驱动线圈、转子永磁体、滑动轴承、无线数据接收器、探测器和靶标；所述弧线状显示系统的外端面与弧线状显示系统延伸端连接，所述定子驱动线圈固定在镜腿上，转子永磁体、无线数据接收器和靶标与滑动轴承刚性连接，弧线状显示系统延伸端与滑动轴承刚性连接，所述滑动轴承与镜框接触；探测器与镜框刚性连接；

人眼前方依次为透明保护层，弧线状显示系统和球面反射镜片；所述球面反射镜片的部分反射面和透射面的位置可对调；

所述弧线状显示系统位于球面反射镜片的焦面1cm范围内，与透明保护层的距离小于1cm，其发出的光线通过球面反射镜片的部分反射面反射后进入人眼；

所述弧线状显示系统中的发光像素单元任意分布在弧线状显示系统上；

所述弧线状显示系统通过定子驱动线圈驱动转子永磁体，联动滑动轴承旋转刷新出整幅画面，通过视觉暂留效应，实现显示功能。

本发明的有益效果：提出了一种增强现实眼镜的可变焦的光学系统，根据所显示图案的远近，实现动态变焦，从而改善使用效果，解决眩晕的问题。同时，本发明提出的近视或老花矫正方案可以适应不同视力的人群，提高广泛性。

本发明提出了具体的透明显示屏幕的构造原理，提出的线阵显示系统的不同构造方案和制造方案，能够提升显示的分辨率，制造过程可行性高，能够实现量产。