本發(fā)明涉及增強顯示技術領域，具體而言，涉及一種增強現(xiàn)實顯示裝置及增強現(xiàn)實眼鏡。

背景技術：

增強現(xiàn)實技術作為一種實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實結合的技術，已經(jīng)得到越來越多的關注。

增強現(xiàn)實眼鏡可以實現(xiàn)增強現(xiàn)實技術，當使用者佩戴這樣的增強現(xiàn)實眼鏡并透過其觀看真實場景時，通過增強現(xiàn)實眼鏡顯示數(shù)字圖像，從而使得使用者在真實場景的基礎上感受到數(shù)字圖像所產(chǎn)生的虛擬效果。

現(xiàn)有的增強現(xiàn)實顯示裝置，通常通過空間復用的方式實現(xiàn)虛擬景象與實際景象的融合。但對于近眼顯示而言，由于光路中同時存在用于虛景視場擴放和虛景實景融合疊加的光學組件，以空間復用的方式，系統(tǒng)架構會變得較為復雜、臃腫。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種增強現(xiàn)實顯示裝置及增強現(xiàn)實眼鏡，通過時分復用方式，使透明顯示模塊在第一顯示時域與第二顯示時域內(nèi)交替進行顯示與處于全透光狀態(tài)，利用視覺暫留效應，實現(xiàn)虛實景象的融合，結構簡單，以改善上述現(xiàn)有的增強現(xiàn)實顯示裝置結構復雜的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種增強現(xiàn)實顯示裝置，包括屈光可調(diào)模塊、透明顯示模塊以及控制模塊，所述屈光可調(diào)模塊以及透明顯示模塊層疊設置且具有預設距離，所述控制模塊分別電性連接于所述屈光可調(diào)模塊以及所述透明顯示模塊，其中，在第一顯示時域內(nèi)，所述控制模塊用于控制所述透明顯示模塊，使所述透明顯示模塊處于全透光狀態(tài)，控制所述屈光可調(diào)模塊，使通過所述屈光可調(diào)模塊的光線不產(chǎn)生折射；在第二顯示時域內(nèi)，所述控制模塊控制所述透明顯示模塊，使所述透明顯示模塊顯示圖像，控制所述屈光可調(diào)模塊，使所述屈光可調(diào)模塊對來自于所述透明顯示模塊的光進行偏折以對顯示的圖像進行放大。

一種增強現(xiàn)實眼鏡，所述眼鏡包括鏡架以及上述的增強現(xiàn)實顯示裝置，所述增強現(xiàn)實顯示裝置設置于所述鏡架的鏡框內(nèi)。

本發(fā)明實現(xiàn)的有益效果：本發(fā)明實施例提供的增強現(xiàn)實顯示裝置及增強現(xiàn)實眼鏡，第一顯示時域內(nèi)，控制模塊控制透明顯示模塊處于全透光狀態(tài)，屈光可調(diào)模塊不產(chǎn)生屈光作用，使透過該增強現(xiàn)實顯示裝置看到的為實際景象，第二顯示時域內(nèi)，控制模塊控制透明顯示模塊進行虛擬圖像顯示，并且控制屈光可調(diào)模塊對來自于所述透明顯示模塊的光進行偏折以對顯示的圖像進行放大，使此時可以看到放大的虛擬圖像?？刂颇K控制第一顯示時域以及第二顯示時域交替進行，通過視覺暫留效應，人眼將虛擬圖像與顯示圖像進行融合，實現(xiàn)增強現(xiàn)實顯示，結構簡單。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出了本發(fā)明實施例提供的增強現(xiàn)實顯示裝置的一種結構示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實施例提供的增強現(xiàn)實顯示裝置的一種使用場景圖；

圖3示出了本發(fā)明實施例提供的屈光單元的結構示意圖；

圖4示出了本發(fā)明實施例提供的增強現(xiàn)實眼鏡的一種結構示意圖。

圖標：100-增強現(xiàn)實顯示裝置；120-屈光可調(diào)模塊；140-透明顯示模塊；160-控制模塊；121-偏振單元；122-屈光單元；123-互補層；124-基底層；161-同步單元；162-第一控制單元；163-第二控制單元；200-增強現(xiàn)實眼鏡；210-鏡架；220-鏡框。

具體實施方式

現(xiàn)有的增強顯示顯示裝置利用空間服用機智實現(xiàn)現(xiàn)實場景與虛擬圖像的融合，結構復雜。

鑒于上述情況，發(fā)明人經(jīng)過長期的研究和大量的實踐，提供了一種增強現(xiàn)實顯示裝置及增強現(xiàn)實眼鏡以改善現(xiàn)有問題。該增強現(xiàn)實顯示裝置及增強現(xiàn)實眼鏡通過十分復用的方式實現(xiàn)顯示與虛擬景象的融合，結構簡單。

下面將結合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1示出了本發(fā)明實施例提供的增強現(xiàn)實顯示裝置100。如圖1所示，該增強現(xiàn)實顯示裝置100包括屈光可調(diào)模塊120、透明顯示模塊140以及控制模塊160。

其中，屈光可調(diào)模塊120以及透明顯示模塊140層疊設置且具有預設距離，該預設距離小于屈光可調(diào)模塊120的一倍焦距，如圖1所示，其具體值在本實施例中并不作為限制，可以由需要達到的視場角具體決定。另外，屈光可調(diào)模塊120的等效焦距、口徑等參數(shù)也可以根據(jù)需要達到的視場角決定?？刂颇K160分別電性連接于屈光可調(diào)模塊120以及所述透明顯示模塊140，用于控制屈光可調(diào)模塊120以及所述透明顯示模塊140。

在控制模塊160的控制下，屈光可調(diào)模塊120可以實現(xiàn)對通過的光線具有屈光作用和不具有屈光作用兩種狀態(tài)的切換。具有屈光作用時，使通過的光線發(fā)生偏折，當該光線對應的物體在屈光可調(diào)模塊120的一倍焦距以內(nèi)時，對該物體成的像起放大作用。不具有屈光作用時，通過該屈光可調(diào)模塊120的光線不發(fā)生偏折，不會對該光線對應的物體產(chǎn)生縮放作用。

另外，在控制模塊160的控制下，透明顯示模塊140可以在透明顯示和透明無顯示的狀態(tài)切換。透明顯示即為透明顯示模塊140對接收到的圖像信息進行圖像顯示，透明無顯示即為透明顯示模塊140處于全透光狀態(tài)，不顯示圖像，呈透明狀態(tài)。

在本實施例中，該透明顯示模塊140為透明顯示屏，除了全透光狀態(tài)外，應具備在光亮環(huán)境中也能呈現(xiàn)純黑的畫面以及在較黑暗的背景下也能自發(fā)光的能力，使在第二顯示時域內(nèi)，背景光不至于干擾該透明顯示模塊呈現(xiàn)的圖像，以達到時分復用效果。具體的，可以是，該透明顯示模塊不具有背光組件，可以是基于低溫多晶硅的透明OLED顯示屏或者基于柔性制造工藝的透明OLED顯示屏，或基于無機電致發(fā)光材料的透明顯示屏。當然，該透明顯示模塊也可以是其他滿足要求的透明顯示屏。

具體的，在本實施例中，控制模塊160控制交替進行的第一顯示時域以及第二顯示時域。

在第一顯示時域內(nèi)，所述控制模塊160用于控制所述透明顯示模塊140，使所述透明顯示模塊140處于全透光狀態(tài)，控制所述屈光可調(diào)模塊120，使通過所述屈光可調(diào)模塊120的光線不產(chǎn)生折射。

即在第一顯示時域內(nèi)，控制透明顯示模塊140不顯示圖像，屈光可調(diào)模塊120不產(chǎn)生屈光作用，此時，透明顯示模塊140呈透明狀態(tài)，透過屈光可調(diào)模塊120以及透明顯示模塊140可以看到現(xiàn)實場景中的景象，如圖2中T1所示。

在第二顯示時域內(nèi)，所述控制模塊160控制所述透明顯示模塊140，使所述透明顯示模塊140顯示圖像，控制所述屈光可調(diào)模塊120，使所述屈光可調(diào)模塊120對來自于所述透明顯示模塊140的光進行偏折以對顯示的圖像進行放大，如圖2中T2所示。

即在第二顯示時域內(nèi)，透明顯示模塊140進行圖像的顯示，屈光可調(diào)模塊120具有屈光作用，將透明顯示模塊140顯示的虛擬圖像進行放大，通過該增強現(xiàn)實顯示裝置100看到的為放大的透明顯示模塊140顯示的虛擬圖像。

控制模塊160控制第一顯示時域以及第二顯示時域交替進行，則通過該增強現(xiàn)實顯示裝置100看到現(xiàn)實場景與虛擬景象不斷交替變化。控制該第一顯示時域與第二顯示時域的交替周期小于人眼的視覺暫留時間，以使使用者感覺不到圖像的閃爍，而是感知到虛擬圖像和實景圖像的融合，實現(xiàn)增強現(xiàn)實顯示。

在本實施例中，在滿足交替周期小于人眼的視覺暫留時間的情況下，第一顯示時域以及第二顯示時域的具體時間長度并不作為限制，可以通過調(diào)整第一顯示時域與第二顯示時域的不同時間長度來調(diào)整實景圖像與虛擬圖像的亮度混合比例。

進一步的，如圖1及圖2所示，在本實施例中，屈光可調(diào)模塊120可以包括偏振單元121以及屈光單元122。其中，所述偏振單元121與所述屈光單元122層疊設置，所述偏振單元121位于所述透明顯示模塊140與所述屈光單元122之間，使來自于透明顯示模塊140的光線通過偏振單元121進入到屈光單元122。

其中，偏振單元121可以使通過該偏振單元121的光以兩種偏振狀態(tài)出射，在本實施例中，偏振單元121出射的兩種偏振狀態(tài)分別為第一偏振狀態(tài)以及第二偏振狀態(tài)。偏振單元121的兩種偏振狀態(tài)優(yōu)選為兩種正交的偏振狀態(tài)，如分別可以是S和P兩種偏振狀態(tài)。當偏振單元121處于第一電平狀態(tài)下時，通過偏振單元121的光以第一偏振狀態(tài)出射，當偏振單元121處于第二電平狀態(tài)下時，通過偏振單元121的光以第二偏振狀態(tài)出射。其中，第一電平狀態(tài)可以是高電平狀態(tài)，第二電平狀態(tài)可以為低電平狀態(tài)。

本實施例提供的偏振單元121可以由雙折射晶體制成，如液晶、方解石等。該偏振單元具體可以是不帶有偏振片的透射式的液晶光閥、扭曲向列相液晶盒等。

在本實施例中，屈光單元122為對于第一偏振狀態(tài)的光不具有屈光作用，對于第二偏振狀態(tài)的光具有屈光作用的光學器件。即第一偏振狀態(tài)的光線通過屈光單元122不會發(fā)生偏折，第二偏振狀態(tài)的光線通過屈光單元122會發(fā)生偏折。于是，對于發(fā)射第二偏振態(tài)的光且處于屈光單元122的一倍焦距以內(nèi)的圖像，屈光單元122對該圖像的像具有放大作用。

具體的，在本實施例中，屈光單元122可以包括層疊設置的互補層123與基底層124。如圖3中a及b所示，所述互補層123與所述基底層124相接觸，且在物理形狀上可以形成互補。

其中，所述基底層124由帶屈光度的光學透明各向同性基地材料制成，所述互補層123由雙折射材料制成，并且，互補層123滿足在一個主軸上的折射率等于該基底層124的折射率。第一偏振狀態(tài)的光通過該屈光單元122時，在互補層123以及基底層124的折射率均等于基底層124的折射率，使第一偏振狀態(tài)的光通過該屈光單元122時不發(fā)生偏折。第二偏振狀態(tài)的光經(jīng)過該屈光單元122時，在互補層123的折射率不等于在基底層124的折射率，使光發(fā)生偏折，產(chǎn)生屈光作用。

在本實施例中，基底層124可以是菲涅爾透鏡，互補層123可以是液晶涂層。當然，也可以是其他，如基底層124是普通的透鏡，互補層123為冰洲石晶體層。

當屈光可調(diào)模塊120包括偏振單元121以及屈光單元122，控制模塊160對屈光可調(diào)模塊120的控制可以主要為對偏振單元121的控制。如圖1及圖2所示，所述偏振單元121電性連接于所述控制模塊160，控制模塊160通過控制偏振單元121的電平狀態(tài)實現(xiàn)對屈光可調(diào)模塊120的控制。

于是，在第一顯示時域內(nèi)，所述控制模塊160控制所述偏振單元121處于第一電平狀態(tài)，使通過所述偏振單元121出射至所述屈光單元122的光處于第一偏振狀態(tài)，以使通過該增強現(xiàn)實顯示裝置100看到的為實景圖像。

在第二顯示時域內(nèi)，所述控制模塊160控制所述偏振單元121處于第二電平狀態(tài)，使通過所述偏振單元121出射至所述屈光單元122的光處于第二偏振狀態(tài)，以使該第二偏振狀態(tài)的光在屈光單元122產(chǎn)生屈光作用，對透明顯示模塊140的顯示圖像進行放大，看到放大后的虛擬圖像。

進一步的，在本實施例中，對透明顯示模塊140的控制也可以通過電平控制實現(xiàn)。具體的，所述控制模塊160通過控制所述透明顯示模塊140處于低電平狀態(tài)使所述透明顯示模塊140處于全透光狀態(tài)；所述控制模塊160通過控制所述透明顯示模塊140處于高電平狀態(tài)使所述透明顯示模塊140顯示圖像。

進一步的，為實現(xiàn)對屈光可調(diào)模塊120以及透明顯示模塊140的同步控制作用，控制模塊160還可以包括同步單元161、第一控制單元162以及第二控制單元163。所述第一控制單元162用于控制所述屈光可調(diào)模塊120的電平狀態(tài)，所述第二控制單元163用于控制所述透明顯示模塊140的電平狀態(tài)，所述同步單元161連接于所述第一控制單元162以及所述第二控制單元163，用于向所述第一控制單元162以及第二控制單元163同步發(fā)送電平控制信號以使第一控制單元162以及第二控制單元163分別對屈光可調(diào)模塊120以及透明顯示模塊140進行電平控制。以使在第一顯示時域內(nèi)，屈光可調(diào)模塊120以及透明顯示模塊140接收到電平信號的時間一致，在第二顯示時域內(nèi)，屈光可調(diào)模塊120以及透明顯示模塊140接收到電平信號的時間一致，實現(xiàn)同步控制。

第二實施例

本實施例提供了一種增強現(xiàn)實眼鏡200，請參見圖4，所述眼鏡包括鏡架210以及增強現(xiàn)實顯示裝置100，該增強現(xiàn)實顯示裝置100設置于所述鏡架210的鏡框220內(nèi)。

可以理解的，當增強現(xiàn)實眼鏡200如圖4所示，分為左右眼時，設置于鏡架210的增強現(xiàn)實顯示裝置100包括兩個透明顯示模塊140、兩個屈光可調(diào)模塊120，通過一個控制模塊160進行控制。

另外，也可以是，左右眼分別設置一個增強現(xiàn)實顯示裝置100，通過兩個增強現(xiàn)實顯示裝置100的分別控制實現(xiàn)該增強現(xiàn)實眼鏡200的增強現(xiàn)實顯示。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的增強現(xiàn)實顯示裝置100及增強現(xiàn)實眼鏡200，通過在第一顯示時域內(nèi)，控制模塊160控制透明顯示模塊140處于全透光狀態(tài)，屈光可調(diào)模塊120不產(chǎn)生屈光作用，使透過該增強現(xiàn)實顯示裝置100看到的為實際景象，第二顯示時域內(nèi)，控制模塊160控制透明顯示模塊140進行虛擬圖像顯示，并且控制屈光可調(diào)模塊120對來自于所述透明顯示模塊140的光進行偏折以對顯示的圖像進行放大，使此時可以看到放大的虛擬圖像?？刂颇K160控制屈光可調(diào)模塊120以及所述透明顯示模塊140交替運行于第一顯示時域以及第二顯示時域，通過視覺暫留效應，人眼將虛擬圖像與顯示圖像進行融合，實現(xiàn)增強現(xiàn)實顯示，結構簡單。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，上面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行了清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以上對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。