[发明专利]基于MicroLED显示的增强现实眼镜

说明书

本发明公开了一种基于MicroLED显示的增强现实眼镜，镜片的内表面设置有MicroLED显示单元，所述MicroLED显示单元包括透明基板以及在所述透明基板上以阵列排列的像素单元，所述像素单元包括驱动单元和MicroLED芯片，所述驱动单元设置在所述透明基板与所述MicroLED芯片之间，所述MicroLED芯片包括可见光MicroLED芯片和红外光MicroLED芯片，所述可见光MicroLED芯片所发出的光在可见光波段，所述红外光MicroLED芯片所发出的光在红外波段，MicroLED芯片的顶面为透明出光层。MicroLED显示单元的透光率高于65％，避免影响眼镜的透光性，可见光MicroLED芯片可以提高显示的亮度，同时将红外光MicroLED芯片集成在MicroLED显示单元阵列内，能够为眼球提供均匀的、结构化的红外照明，有效提高眼球追踪稳健性。

技术领域

本发明涉及智能眼镜领域，特别是一种基于MicroLED显示的增强现实眼镜。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，AR)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。AR智能眼镜作为智能可穿戴设备的主要产品，将在人们的生产生活等方面发挥重要的应用。AR智能眼镜拥有广阔的市场价值，融资占比逐年走高。各大公司也争先布局AR智能眼镜，比如谷歌、微软、苹果、索尼、Magic Leap等都相继发布了有关AR智能眼镜的技术和产品计划。根据不同的场景以及不同的要求，AR眼镜都有着广泛的应用。在医疗方面，AR智能眼镜可以作为工具在诊疗过程和日常工作上帮助医生解决问题，如利用AR技术轻易地进行手术部位的精确定位。在教育方面，AR技术有潜力成为教育领域的标准工具，能够变革学生在基础教育和高等教育阶段的受教方式。教师可以利用增强现实技术让学生们在3D环境中与物体进行互动。在工业应用方面，可以通过AR眼镜实现远程指导、远程辅助以及远程售后服务。AR眼镜面临的主要技术难题包括：(1)如何提供高亮度的显示图像，由于AR眼镜为眼球提供的AR图像以环境光为背景，AR图像必须有足够高的亮度，否则会被环境背景光掩盖，现有的技术方案主要依靠镜片内的全反射波导效应进行扩瞳，光路的光学效率很低，导致亮度受损；(2)如何有效地实现眼球追踪，AR眼镜的图像必须跟随人眼眼球的转动进行图像调整，才能满足沉浸式使用体验的要求，因此必须监控眼球的转动，现有的技术方案通过红外光源持续照射眼球，由红外相机拍摄眼球的图像并识别判断出眼球中心线的方位从而实现眼球追踪，但是如何在眼镜框狭小的空间内进行红外光源的排布，给眼球表面提供均匀的照度，往往成为眼球追踪的瓶颈；(3)如何减轻重量，减重是可穿戴设备永恒的追求方向，AR眼镜的显示模块、电池模块是最有希望降低重量的组件，通过提高显示模块的电光转换效率，能够延长待机时长、减小电池重量。

MicroLED显示采用尺寸在几微米至几十微米之间的MicroLED芯片作为像素单元。由于MicroLED芯片具有自发光、高效、长寿命等优势，MicroLED显示具有高亮度、高效率、高可靠性等诸多优点，是AR智能眼镜的理想显示单元，能够同时解决提高亮度和降低重量两个难题。中国专利CN110610668A在AR智能眼镜的镜片上设置MicroLED芯片和光伏发电单元，进行AR显示的同时，光伏发电单元将照射到眼镜镜片上的部分环境光转化为电能，其缺点在于，MicroLED芯片和光伏发电单元设置于眼球前方遮挡/吸收进入眼球的环境光，造成“墨镜”效应，使用者会有严重的视觉不适。

中国专利CN110824699A、CN305791180S等均提供了AR眼镜的眼球追踪技术方案，通过在眼镜框内侧排布多颗红外LED光源，给眼球表面提供红外照射，但是由于眼镜框内侧排布的红外LED光源均只能斜向照射眼球，红外相机通常只能拍摄到眼球的部分图像，给眼球追踪造成困难。

有鉴于此，需要提出一种能够同时提高MicroLED显示亮度和眼球追踪效果的增强现实眼镜技术方案。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本申请的实施例提出了一种基于MicroLED显示的增强现实眼镜来解决以上的问题。