本實(shí)用新型涉及顯示器領(lǐng)域，具體涉及一種頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器。

背景技術(shù)：

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)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，將虛擬的實(shí)體信息和真實(shí)的環(huán)境實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同，被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器，將采集的現(xiàn)實(shí)圖像經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)，如現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)發(fā)射器，分析，編輯后選擇虛擬圖像，經(jīng)微透鏡陣列投射在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器上，從而使人眼透過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器看到虛擬圖像與現(xiàn)實(shí)圖像結(jié)合后的融合圖像。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器，包括頭盔本體及裝設(shè)于頭盔本體上的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)；

所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括：周圍光傳感器、電致變色透鏡控制電路、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器、微透鏡陣列、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器、貼合在所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器上的電致變色透鏡；所述周圍光傳感器捕獲周圍環(huán)境中的圖像信息和光亮度信息，并將捕獲的信息傳遞給所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器分析計(jì)算圖像信息和光亮度信息，并選擇內(nèi)置的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像信息和光亮度信息，將選擇的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像信息經(jīng)所述微透鏡陣列投射在所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器上，同時(shí)，將選擇的光亮度信息發(fā)送給所述電致變色透鏡控制電路，調(diào)節(jié)所述電致變色透鏡的透光度；人眼透過(guò)所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器看到周圍環(huán)境圖像與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像融合后的場(chǎng)景。

較佳地，所述周圍光傳感器將捕獲的周圍環(huán)境中的光亮度信息傳遞給所述電致變色透鏡控制電路，所述電致變色透鏡控制電路根據(jù)虛擬圖像的光亮度信息信息和周圍環(huán)境中的光亮度信息調(diào)節(jié)所述電致變色透鏡的透光度。

較佳地，所述周圍光傳感器具有單個(gè)光敏元件，光敏元件檢測(cè)外界光線強(qiáng)弱，通過(guò)所述電致變色透鏡控制電路主動(dòng)調(diào)節(jié)所述電致變色透鏡的透光度。

較佳地，所述周圍光傳感器具有多個(gè)的光敏元件，用以獲取周圍環(huán)境的圖像像素矩陣，并將信號(hào)傳遞給所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器。

較佳地，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器，所述微透鏡陣列設(shè)置于所述頭盔主體的內(nèi)側(cè)；所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器安裝在所述頭盔本體前端。

較佳地，所述頭盔本體內(nèi)側(cè)一次成型有能夠橫向縱向改變的軌道，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器，所述微透鏡陣列設(shè)置于所述軌道上。

較佳地，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器與所述頭盔本體通過(guò)磁吸的方式相連接。

較佳地，所述頭盔本體在對(duì)應(yīng)所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器安裝位置處預(yù)裝有磁鐵，所述磁鐵位置內(nèi)置導(dǎo)電觸點(diǎn)，所述電致變色透鏡與所述頭盔本體固定的同時(shí)將觸點(diǎn)導(dǎo)通，所述電致變色透鏡上的電路與所述頭盔本體上的電路接通。

所述電致變色透鏡包括從外到內(nèi)依次連接的透鏡襯底、離子絕緣氧化膜、透明導(dǎo)電膜、電致變色膜、透明導(dǎo)電膜、離子絕緣氧化膜。

優(yōu)選地，所述電致變色膜包括氧化顏色形成膜、電解質(zhì)膜和還原顏色形成膜。

所述微透鏡陣列包括顯示板、光導(dǎo)單元、入射窗和目鏡鏡頭，從所述顯示板入射到所述入射窗上的圖像光通過(guò)所述光導(dǎo)單元的內(nèi)部反射傳播，最后從目鏡鏡頭射出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型的頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器由所述周圍光傳感器捕獲周圍環(huán)境中的圖像信息和光亮度信息，并傳遞給所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器；所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器接受信息后，經(jīng)過(guò)計(jì)算、分析后，向所述微透鏡陣列發(fā)射相關(guān)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像的信息，經(jīng)過(guò)所述微透鏡陣列投射到所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器上，同時(shí)，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器向所述電致變色透鏡控制電路發(fā)射增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像的光亮度信息，驅(qū)動(dòng)所述電致變色透鏡變色，從而避免投射到所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像變?yōu)橥该?；人眼透過(guò)所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器看到的鏡像為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像與現(xiàn)實(shí)圖像的融合后的圖像，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)與虛擬的融合。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本實(shí)用新型所述頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器的顯示過(guò)程的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型所述頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器的顯示過(guò)程的流程圖；

圖3是本實(shí)用新型所述頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器的后視圖；

圖4是本實(shí)用新型所述頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器的正視圖；

圖5是本實(shí)用新型所述頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器從頭盔本體上拆下后反向磁吸固定在頭盔本體上的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型所述所述頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器的電致變色透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實(shí)用新型所述所述頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器的微透鏡陣列的圖像光線的傳播圖；

圖8是本實(shí)用新型所述所述頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器的微透鏡陣列的光線偏移圖。

圖9是本實(shí)用新型所述所述頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本實(shí)用新型所述所述頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器的再一結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

300、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器；302、微透鏡陣列；304、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像；306、電致變色透鏡控制器；308、周圍光傳感器；310、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器；312、電致變色透鏡；400、透鏡襯底；402、離子絕緣氧化膜；404、透明導(dǎo)電膜；406、電致變色膜；408、透明導(dǎo)電膜；410、離子絕緣氧化膜；512、頭盔本體；514、磁鐵；602、顯示板；604、光導(dǎo)單元；606、入射窗；608、目鏡鏡頭。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

參照?qǐng)D1和圖2，一種頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器，包括頭盔本體512及裝設(shè)于頭盔本體512上的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括：周圍光傳感器308、電致變色透鏡控制電路306、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300、微透鏡陣列302,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310、貼合在所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310上的電致變色透鏡312；所述周圍光傳感器308捕獲周圍環(huán)境中的圖像信息和光亮度信息，并將捕獲的信息傳遞給所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300。所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300分析計(jì)算圖像信息和光亮度信息，并選擇內(nèi)置的虛擬圖像信息和光亮度信息，將選擇的虛擬圖像信息經(jīng)所述微透鏡陣列302投射在所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310上。同時(shí)，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300將選擇的光亮度信息發(fā)送給所述電致變色透鏡控制電路306，調(diào)節(jié)所述電致變色透鏡312的透光度。具體而言，參照?qǐng)D2，所述周圍光傳感器308捕獲周圍環(huán)境中的圖像數(shù)據(jù)和光亮度值，并傳遞給所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300；所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300接受圖像數(shù)據(jù)和光亮度值后，經(jīng)過(guò)計(jì)算、分析后，向所述微透鏡陣列302發(fā)射相關(guān)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像的大小、形狀、顏色和坐標(biāo)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)所述微透鏡陣列302投射到所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310上，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310顯示出相關(guān)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像的大小、形狀、顏色和坐標(biāo)數(shù)據(jù)；所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300接收所述周圍光傳感器308傳遞來(lái)的周圍環(huán)境的亮度值信息，經(jīng)過(guò)分析后，選擇所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像的光亮度值，經(jīng)所述電致變色透鏡控制電路306驅(qū)動(dòng)所述電致變色透鏡312變色，從而避免投射到所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像變?yōu)橥该?；人眼透過(guò)所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310看到的鏡像為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像圖像的融合后的圖像。

參照?qǐng)D3，圖4和圖5，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300，所述微透鏡陣列302設(shè)置與所述頭盔主體512的內(nèi)側(cè)。作為本實(shí)用新型的一種的優(yōu)選實(shí)施例，所述頭盔本體512內(nèi)側(cè)一次成型有能夠橫向縱向改變的軌道，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300，所述微透鏡陣列302設(shè)置于所述軌道上。

所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310安裝在所述頭盔本體512前端。應(yīng)理解，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310的安裝方式有多種，本實(shí)用新型對(duì)此不進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型基本構(gòu)思的前提下，任何能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型所述功能的安裝方式，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。作為本實(shí)用新型的一個(gè)較優(yōu)的實(shí)施例，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310與所述頭盔本體512通過(guò)磁吸的方式相連接。進(jìn)一步地，所述頭盔本體512在對(duì)應(yīng)所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310安裝位置處預(yù)裝有磁鐵514。參照?qǐng)D5，在不需要增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310時(shí)，可將其拆卸后反向磁吸固定在所述頭盔本體512上。

較佳地，所述磁鐵514位置內(nèi)置導(dǎo)電觸點(diǎn)，所述電致變色透鏡312與所述頭盔本體512固定的同時(shí)將觸點(diǎn)導(dǎo)通，所述電致變色透鏡312上的電路與所述頭盔本體上512的電路接通，以此實(shí)現(xiàn)所述頭盔本體512與所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310的連接。

參照?qǐng)D6，所述電致變色透鏡312包括從外到內(nèi)依次連接的透鏡襯底400、離子絕緣氧化膜402、透明導(dǎo)電膜404、電致變色膜406、透明導(dǎo)電膜408、離子絕緣氧化膜410。優(yōu)選地，所述電致變色膜406包括氧化顏色形成膜、電解質(zhì)膜和還原顏色形成膜。

所述透明導(dǎo)電膜408由透明導(dǎo)電材料制成，如ITO(氧化銦錫)薄膜、AZO薄膜，所述還原顏色形成膜由還原顏色材料制成，如Cr2O3，RhOx,NiOx,SnO2-IRO2或其他可吸收的金屬氧化物，所述離子絕緣氧化膜由Al2O3制成。

所述透明導(dǎo)電膜408、電致變色膜406、氧化顏色形成膜、電解質(zhì)膜、還原顏色形成膜可以通過(guò)相同的膜形成方法形成，如濺射或氣相淀積的方式形成；所述離子絕緣氧化膜410可以完全禁止離子的遷移，并且所述透明導(dǎo)電膜408與所述電致變色膜406由外面的兩層離子絕緣氧化膜完全覆蓋，故所述電致變色膜406的性能可以穩(wěn)定。

進(jìn)一步地，所述周圍光傳感器308可以為單個(gè)的光敏元件，用于獲取周圍環(huán)境的光線亮度值，所述周圍光傳感器308檢測(cè)外界光線強(qiáng)弱，通過(guò)電致變色透鏡控制電路306主動(dòng)調(diào)節(jié)所述電致變色透鏡312的透光度，避免所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310顯示的增強(qiáng)顯示圖像透明。

較佳地，所述周圍光傳感器308也可以為多個(gè)的光敏元件，用以獲取周圍環(huán)境的圖像像素矩陣，并將信號(hào)傳遞給所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器。

進(jìn)一步地，參照?qǐng)D1，所述電致變色透鏡312通過(guò)所述周圍光傳感器308檢測(cè)外界光線強(qiáng)弱來(lái)主動(dòng)調(diào)節(jié)所述電致變色透鏡312的透光度，具有切換速度快的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300輸出的像素點(diǎn)的亮度也發(fā)生改變，導(dǎo)致投射到所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310上的亮度也發(fā)生改變。

所述電致變色透鏡控制電路306接收周圍光傳感器308傳遞來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后控制所述電致變色透鏡312改變所述電致變色透鏡312的透光度。

參照?qǐng)D7，所述微透鏡陣列302包括顯示板602、光導(dǎo)單元604、入射窗606和目鏡鏡頭608，從所述顯示板602入射到所述入射窗606上的圖像光通過(guò)所述光導(dǎo)單元604的內(nèi)部反射傳播，最后從目鏡鏡頭608射出。從圖8中可以看出光軸路徑的射出光線相對(duì)于目光的視線傾斜了θ角，眼睛觀看時(shí)眼珠需要偏移θ角對(duì)焦觀看。

另外，作為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，所述頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器，在某些情況下，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300發(fā)出的光不需要通過(guò)微透鏡陣列302投射到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示器310上。此時(shí)，參照?qǐng)D9，圖4和圖5，所述頭盔本體512內(nèi)側(cè)一次成型有能夠橫向縱向改變的軌道，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300設(shè)置于所述軌道上。

在本實(shí)用新型的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，參照?qǐng)D10，圖4和圖5，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)射器300，所述微透鏡陣列302設(shè)置與所述頭盔主體512的外側(cè)的側(cè)面。所述微透鏡陣列可上下、前后調(diào)節(jié)方向，方便和眼睛瞳孔對(duì)焦。

以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種頭戴式護(hù)目鏡的近眼式顯示器進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想和方法，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。