CN118575115A - 可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种具备后视功能的可穿戴设备，其中，包括：可穿戴部件本体，具有前视区域和后视区域；导像组件，固定于所述可穿戴部件本体，并跨接所述前视区域和所视区域，所述导像组件具有至少一个入光口和一个出光口，所述入光口位于所述后视区域，所述导像组件配置为将所述入光口所接收到的后视光线传导至所述出光口并进行出射；悬浮成像组件，固定于所述可穿戴部件本体，配置为根据所述出光口所出射光线在所述前视区域形成后视图像的悬浮像。

Description

可穿戴设备 技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别涉及一种具备后视功能的可穿戴设备。

背景技术

在人们出行过程中，对于后视功能的需求越来越多。当前，市面上出现了一些具备后视功能的可穿戴设备，其实现后视功能的原理如下：首先采集后视图像，然后将采集到的后视图像投射到可穿戴设备的护目罩上，以在护目罩上呈现后视图像。

将后视图像投射到护目罩的方式存在如下缺陷：其一、后视图像的呈现依赖于护目罩，在用户佩戴可穿戴设备但不想将护目罩放置于眼睛前方时，用户无法观看到后视图像；其二、传统的护目罩一般设计为不规则球面，后视图像投射到护目罩上后会形成扭曲变形，导致用户视觉感受较差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种可穿戴设备。

本公开实施例提供了一种具备后视功能的可穿戴设备，其中，包括：

可穿戴部件本体，具有前视区域和后视区域；

导像组件，固定于所述可穿戴部件本体，并跨接所述前视区域和所视区域，所述导像组件具有至少一个入光口和一个出光口，所述入光口位于所述后视区域，所述导像组件配置为将所述入光口所接收到的后视光线传导至所述出光口并进行出射；

悬浮成像组件，固定于所述可穿戴部件本体，配置为根据所述出光口所出射光线在所述前视区域形成后视图像的悬浮像。

在一些实施例中，所述悬浮成像组件包括：反射阵列板，所述反射阵列板包括：沿第一方向和第二方向呈阵列排布的多个光反射通道，所述第一方向与所述第二方向相交，所述光反射通道的内侧壁配置为具备光反射性。

在一些实施例中，所述光反射通道在平行于所述第一方向与所述第二方向所限定平面的截面的形状为正方形或菱形。

在一些实施例中，所述反射阵列板包括：反射层，所述反射层上形成有沿所述第一方向和所述第二方向呈阵列排布的多个透光孔，所述透光孔的侧壁具备光反射性，所述透光孔为所述光反射通道。

在一些实施例中，所述反射阵列板包括：层叠设置的两层反射层，两层所述反射层包括：第一反射层和第二反射层；

所述第一反射层包括：沿所述第一方向间隔排布的多个第一反射条，所述第一反射条沿所述第二方向延伸；

所述第二反射层包括：沿所述第二方向间隔排布的多个第二反射条，所述第二反射条沿所述第一方向延伸；

所述第一方向与所述第二方向相交，交叉设置的多个所述第一反射条和多个所述第二反射条限定出多个透光孔，所述透光孔的侧壁具备光反射性，所述透光孔为所述光反射通道。

在一些实施例中，所述反射层的材料为金属材料。

在一些实施例中，所述金属材料包括：铝、银、铬中至少之一。

在一些实施例中，所述透光孔内填充有第一透明填充物。

在一些实施例中，所述第一透明填充物包括：二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸脂中至少之一。

在一些实施例中，所述反射阵列板包括：第一介质层，所述第一介 质层上形成有沿所述第一方向和所述第二方向呈阵列排布多个过孔，所述过孔所围区域内部分的折射率小于所述第一介质层的折射率；

所述过孔为所述光反射通道。

在一些实施例中，所述第一介质层的折射率大于或等于1.5。

在一些实施例中，所述第一介质层的材料包括：硫化银、砷玻璃、二氧化钛、碘化镉中至少之一。

在一些实施例中，所述过孔内填充有第二透明填充物，所述第二透明填充物包括：二氧化硅、透明树脂中至少之一。

在一些实施例中，所述光反射通道的孔径小于或等于0.8mm。

在一些实施例中，所述光反射通道的孔径范围为0.4mm～0.6mm。

在一些实施例中，所述光反射通道在第三方向上的长度为0.5mm～1.5mm，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直。

在一些实施例中，所述反射阵列板具有在第三方向上相对设置的第一侧和第二侧，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直；

在所述反射阵列板的第一侧设置有第一保护层；和/或，在所述反射阵列板的第一侧设置有第二保护层。

在一些实施例中，所述导像组件包括至少一条光纤传像束，所述光纤传像束的两端分别设置有目镜组件和物镜组件；

所述物镜组件的入光面为所述导像组件的入光口，所述物镜组件的出光面为所述导像组件的出光口。

在一些实施例中，所述光纤传像束包括多条光纤丝，所述光纤传像束两端的光纤丝排布呈180度扭转。

在一些实施例中，所述光纤传像束的数量为2条或多条。

在一些实施例中，所述光纤传像束与所述物镜组件一一对应；

全部所述光纤传像束共用同一所述目镜组件。

在一些实施例中，所述导像组件还包括：集成固定件；

所述光纤传像束的一端与对应的物镜组件相连，所述光纤传像束的另一端穿过所述集成固定件后与所述目镜组件相连。

在一些实施例中，所述光纤传像束上位于对应的所述物镜组件与所述集成固定件之间的部分为第一部分，所述光纤传像束上位于所述集成固定件与所述目镜组件之间的部分为第二部分；

所述第一部分两端的光纤丝排布呈180度扭转，所述第二部分两端的光纤丝排布相同。

在一些实施例中，所述光纤传像束上位于对应的所述物镜组件与所述集成固定件之间的部分为第一部分，所述光纤传像束上位于所述集成固定件与所述目镜组件之间的部分为第二部分；

所述光纤传像束的第一部分的外围设置有第一保护软管，所述第一保护软管与所述光纤传像束的第一部分一一对应；

所述光纤传像束的第二部分的外围设置有第二保护软管，全部所述光纤传像束的第二部分对应同一所述第二保护软管。

在一些实施例中，所述第一保护软管为金属软管；和/或，

所述第二保护软管为金属软管。

在一些实施例中，所述反射阵列板朝向所述目镜组件的一侧表面的外轮廓形状，与所述目镜组件正对的全部光纤丝所排布出整体图形的外轮廓形状相匹配。

在一些实施例中，所述反射阵列板朝向所述目镜组件的一侧表面的外轮廓形状包括：矩形、圆形、椭圆形中之一。

在一些实施例中，与所述目镜组件正对的全部光纤丝所排布出整体图形的外轮廓形状为矩形；

所述反射阵列板朝向所述目镜组件的一侧表面的外轮廓形状为矩形。

在一些实施例中，所述光纤传像束的数量为2条，分别为第一光纤 传像束和第二光纤传像束；

所述第一光纤传像束内的全部所述光纤丝在靠近所述目镜组件一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为第一矩形；

所述第二光纤传像束内的全部所述光纤丝在靠近所述目镜组件一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为第二矩形；

所述第一光纤传像束和所述第二光纤传像束内全部所述光纤丝在靠近所述目镜组件一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为由所述第一矩形和所述第二矩形所拼接出的第三矩形；

所述反射阵列板朝向所述目镜组件的一侧表面的外轮廓形状为第四矩形。

在一些实施例中，所述物镜组件的入光面设置有透明护罩。

在一些实施例中，不同所述物镜组件的透明护罩具有不同颜色。

在一些实施例中，所述物镜组件包括：第一镜筒，所述第一镜筒内部形成有相连的第一中空结构和第二中空结构，所述第一中空结构内设置有第一透镜组件，所述第二中空结构配置为固定对应的所述光纤传像束。

在一些实施例中，所述第一透镜组件包括沿靠近所述第二中空结构的方向依次设置的光线收集透镜、第一光准直透镜和第一双胶合透镜。

在一些实施例中，所述目镜组件包括：第二镜筒，所述第二镜筒内部形成有相连的第三中空结构和第四中空结构，所述第三中空结构内设置有第二透镜组件，所述第四中空结构配置为固定对应的所述光纤传像束。

在一些实施例中，所述第二透镜组件包括沿靠近所述第四中空结构的方向依次设置的第二光准直透镜和第二双胶合透镜。

在一些实施例中，所述可穿戴部件本体上对应所述入光口的位置设置有开孔。

在一些实施例中，可穿戴设备还包括：与所述开孔适配的遮光屏蔽盖，所述遮光屏蔽盖配置为能够置于对应的所述开孔内以对射向所述开孔的光线进行遮挡。

在一些实施例中，所述开孔的内侧壁设置有内螺纹，所述遮光屏蔽盖的外侧壁设置有与所述开孔内的内螺纹适配的外螺纹。

在一些实施例中，可穿戴设备还包括：位置调整件；

所述悬浮成像组件通过位置调整件与所述可穿戴部件本体相连，所述位置调整件配置为可调整所述悬浮成像组件的位置。

在一些实施例中，所述可穿戴部件本体包括头盔或护目镜。

附图说明

图1A为本公开实施例提供的可穿戴设备的一种结构示意图；

图1B为用户佩戴可穿戴设备时的一种示意图；

图1C为本公开实施例中实现后视功能的一种原理示意图；

图2为本公开实施例中反射阵列板的一种结构示意图；

图3为一个发光物所发出的光经过反射阵列板后的光路示意图；

图4为图3中A-A'向的一种截面示意图；

图5为本公开实施例中利用反射阵列板实现悬浮成像的一种原理示意图；

图6为本公开实施例中反射阵列板的另一种结构示意图；

图7为本公开实施例中反射阵列板的又一种结构示意图；

图8为本公开实施例中反射阵列板的再一种结构示意图；

图9为本公开实施例中导像组件的一种结构示意图；

图10A～图10C为本公开实施例中与目镜组件正对的全部光纤丝所排布出的整体图形的外轮廓形状及其所对应的反射阵列板的外轮廓形状的三种示意图；

图11为本公开实施例中与目镜组件正对的全部光纤丝所排布出的整体图形的外轮廓形状及其所对应的反射阵列板的外轮廓形状的另一种示意图；

图12为本公开实施例中与目镜组件正对的全部光纤丝所排布出的整体图形的外轮廓形状及其所对应的反射阵列板的外轮廓形状的又一种示意图；

图13为本公开实施例中物镜组件的一种剖面示意图；

图14为本公开实施例中第一透镜组件的一种结构示意图；

图15为本公开实施例中目镜组件的一种剖面示意图；

图16为本公开实施例中第二透镜组件的一种结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。

以下将参照附图更详细地描述本公开。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分并没有都按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本公开的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本公开。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本公开。

另外，本公开中范围A～B的表述方式中，限定的范围包括A和B两个端点值。

图1A为本公开实施例提供的可穿戴设备的一种结构示意图，图1B为用户佩戴可穿戴设备时的一种示意图，图1C为本公开实施例中实现后视功能的一种原理示意图，如图1A至图1C所示，可穿戴设备包括：可穿戴部件本体1、导像组件2和悬浮成像组件3。

其中，可穿戴部件本体1可供用户进行头部佩戴，可穿戴部件本体1划分有划分有前视区域1a和后视区域1b；其中，前视区域1a与后视区域1b为可穿戴部件本体1上相对设置的两个区域，前视区域1a是指用户正确佩戴可穿戴部件本体1后与眼睛正对的区域，用户的眼睛可通过前视区域1a观看到前方景象，后视区域1b是指用户正确佩戴可穿戴部件本体1后后脑勺所正对区域，由于用户的眼睛背离后视区域1b，故用户的眼睛无法通过后视区域1b观看到后方景像。

在一些实施例中，可穿戴部件本体1为头盔或护目镜。附图1A和图1B仅示意出可穿戴部件本体1为头盔的情况。

导像组件2与可穿戴部件本体1相连，导像组件2具有至少一个入光口和一个出光口，入光口位于后视区域1b，导像组件2配置为将入光口所接收到的后视光线传导至出光口并进行出射。

悬浮成像组件3与可穿戴部件本体1和/或导像组件2相连，悬浮成像组件3配置为根据出光口所出射光线在前视区域1a形成后视图像的悬浮像。

在本公开实施例中，通过将导像组件2的入光口置于可穿戴部件本体1的入光口(即导像组件2的入光口可以接收到后视图像)，导像组件2将入光口所接收到的后视光线传导至出光口(即后视图像传导至出光口)，然后利用悬浮成像组件3将出光口所出射光线在前视区域1a形成后视图像的悬浮像(即将后视图像以悬浮像的形式呈现在前视区域1a)，在用户正确佩戴可穿戴部件本体1后，用户的眼睛可通过前视区域1a观察到后视图像的悬浮像。

在本公开实施例中，后视图形是以悬浮像的形式呈现，而不依赖于护目罩，因此即便用户未将护目罩置于眼睛前方，用户可以直接通过前视区域观看到后视图像，更方便使用；另外，以以悬浮像的形式呈现后视图形，也不会出现后视图形扭曲变形的问题，可有效提升用户视觉感 受。

图2为本公开实施例中反射阵列板的一种结构示意图，如图2所示，在一些实施例中，悬浮成像组件3包括：反射阵列板3a，反射阵列板3a包括：沿第一方向和第二方向呈阵列排布的多个光反射通道，第一方向与第二方向相交，光反射通道301a的内侧壁配置为具备光反射性。此时，反射阵列板3a呈网格状。

在一些实施例中，光反射通道301a在平行于第一方向与第二方向所限定平面的截面的形状为正方形或菱形。当然，光反射通道301a在平行于第一方向与第二方向所限定平面的截面的形状近似为正方形或菱形也可(例如在夹角的部分呈弧形)。

需要说明的是，在本公开实施例中光反射通道301a的内侧壁配置为具备光反射性是指，光反射通道301a的内侧壁的光反射率大于或等于30％。

图3为一个发光物所发出的光经过反射阵列板后的光路示意图，图4为图3中A-A'向的一种截面示意图，图5为本公开实施例中利用反射阵列板3a实现悬浮成像的一种原理示意图，如图3至图5所示。发光物发出的不同方向的光，经过反射阵列板3a上不同光反射通道的反射后，会形成四部分的光束：Q1部分光束、Q2部分光束、Q3部分光束和Q4部分光束，其中Q1部分光束、Q2部分光束、Q3部分光束均为发散光束，故无法在反射阵列板3a背向发光物的一侧成像。而Q4部分光束为汇聚光束，从而能够在反射阵列板3a背向发光物的一侧形成悬浮实像。

参见图5所示，图5中仅给出发光物上某一个物点所发出能够形成悬浮像的光路。具体地，发光物上某一个物点所发出的不同角度的光线经过不同光反射通道301a的内侧壁301反射后，反射光线会在反射阵列板3a背向发光物的一侧汇聚，以得到该物点的悬浮像。基于该原理，可在反射阵列板3a背向发光物的一侧得到发光物的完整悬浮像。其中，所 形成的发光物悬浮像与发光物本身关于反射阵列板3a呈镜面对称。

继续参见图2所示，在一些实施例中，反射阵列板3a包括：反射层302，反射层302上形成有沿第一方向和第二方向呈阵列排布的多个透光孔302a，透光孔302a的内侧壁具备光反射性，透光孔302a为光反射通道。

在一些实施例中，反射层302的材料为金属材料，金属表面具有较佳的镜面反射效果，直接在金属层上开设透光孔，该透光孔302a的内侧壁同样具备光反射性，故可以直接用作光反射通道301a。

在一些实施例中，上述金属材料可包括铝、银、铬中至少之一。

图6为本公开实施例中反射阵列板3a的另一种结构示意图，如图6所示，与前面实施例中反射阵列板3a包括单层反射层的技术方案所不同，在图6所示情况中反射阵列板3a包括：层叠设置的两层反射层303、304，两层反射层分别为第一反射层303和第二反射层303；第一反射层303包括：沿第一方向间隔排布的多个第一反射条，第一反射条沿第二方向延伸；第二反射层304包括：沿第二方向间隔排布的多个第二反射条，第二反射条沿第一方向延伸；第一方向与第二方向相交，交叉设置的多个第一反射条和多个第二反射条限定出沿第一方向和第二方向呈阵列排布的多个透光孔302a，透光孔302a的内侧壁具备光反射性；透光孔302a为光反射通道301a。

在一些实施例中，第一反射层303和第二反射层304的材料为金属材料；进一步可选地，上述金属材料包括铝、银、铬中至少之一。其中，第一反射层303和第二反射层304的材料可以相同，也可以不同。

需要说明的是，本公开实施例中的反射层的材料不限于金属材料，但凡其表面具有光反射性的材料均为作为本公开实施例中反射层的材料。

在一些实施例中，透光孔302a内填充有第一透明填充物(未示出)。 通过在透光孔302a内填充第一透明填充物，可有效避免呈网格状的反射阵列板3a发生形变，提升反射阵列板3a的结构稳定性。在一些实施例中，第一透明填充物包括：二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸脂中至少之一。

当然，在本公开实施例中，透光孔302a内也可以不填充第一透明填充物，而是填充空气，此时整个反射阵列板3a的质量相对较轻，有利于降低可穿戴设备的整体质量。

图7为本公开实施例中反射阵列板的又一种结构示意图，如图7所示，在一些实施例中，与前面实施例中基于金属表面具有光反射性来形成网格状的反射阵列板3a所不同，在图7所示情况中，反射阵列板3a包括：第一介质层305，第一介质层305上形成有沿第一方向和第二方向呈阵列排布多个过孔302b，过孔302b所围区域内部分的折射率小于第一介质层的折射率，位于过孔302b内的光线在到达过孔内侧壁时，至少部分光线会发生反射(当光线的入射角大于过孔内侧壁的全反射临界角，光线会反生全反射)；此时，过孔302b可作为光反射通道301a。在本公开实施例中，可基于不同折射率介质之间的界面对光线进行反射。

在一些实施例中，第一介质层305的折射率大于或等于1.5。在一些实施例中，第一介质层305的材料包括：硫化银、砷玻璃、二氧化钛、碘化镉中至少之一。

在图7所示情况中，过孔302b内为镂空结构。此时，过孔内可以填充空气。

图8为本公开实施例中反射阵列板的再一种结构示意图，如图8所示，与图7所示第一介质层305的过孔内为镂空结构所不同，在图8所示情况中过孔305内填充有第二透明填充物306，第二透明填充物306的折射率小于第一介质层305的折射率。在一些实施例中，第二透明填充物306包括：二氧化硅、透明树脂中至少之一。

在本公开实施例中，上述各种反射阵列板3a内光反射通道301a的孔径小于或等于0.8mm。一般地，光反射通道301a的孔径越小，则反射阵列板3a最终所呈现悬浮像的越清晰，但是反射阵列板3a的制备难度越大。

基于对反射阵列板3a的成像清晰度和制备难度的综合考虑，在一些实施例中，光反射通道301a的孔径范围为0.4mm～0.6mm。

在一些实施例中，光反射通道301a在第三方向上的长度为0.5mm～1.5mm，第三方向与第一方向和第二方向均垂直。即，反射阵列板3a的整体厚度在0.5mm～1.5mm。

在一些实施例中，反射阵列板3a具有在第三方向上相对设置的第一侧和第二侧，在反射阵列板3a的第一侧设置有第一保护层(未示出)；和/或，在反射阵列板3a的第一侧设置有第二保护层(未示出)。

在本公开实施例中，通过在反射阵列板3a的两侧设置保护层，可对反射阵列板3a进行保护以及有效防止反射阵列板3a发生变形。尤其是，当反射阵列板3a采用金属材料进行制备时，通过设置保护层可以有效隔绝水、氧等气体，有效防止反射阵列板3a被腐蚀，有利于延长产品的使用寿命。

当然，本公开实施例中的悬浮成像组件3还可以采用其他结构，但凡能够基于接收到的光线来呈现出悬浮像的悬浮成像组件3结构，均可适用于本公开的技术方案。

图9为本公开实施例中导像组件的一种结构示意图，如图9所示，在一些实施例中，导像组件2包括至少一条光纤传像束2a、2b，光纤传像束2a、2b的两端分别设置有目镜组件602和物镜组件601；物镜组件601的入光面为导像组件2的入光口，物镜组件601的出光面为导像组件2的出光口。

一般地，光纤传像束2a、2b包括多条光纤丝，光纤传像束2a、2b 的两端分别设置有套筒11、12，两端的套筒11、12可将光纤传像束中的所有光纤丝的两端分别进行固定。光纤传像束2a、2b两端所设置的套筒11、12能够与物镜组件601和目镜组件602适配，以实现光纤传像束11、12与物镜组件601和目镜组件602的装配固定；后面将结合具体示例作详细描述。

其中，光纤丝包括芯层与包层，其中芯层的折射率大于包层的折射率。在一些实施例中，芯层的材料为高纯度二氧化硅，包层的材料为掺杂有三氧化二硼的二氧化硅。

作为一个示例，光纤传像束内多个光纤丝与第一透镜组件正对的端面呈正方形，尺寸约为3mm×3mm；单个光纤丝的直径约为15μm，单个光纤丝的长度约为270mm，单个光纤传像束所包含的光纤丝OF数量约为4万根。光纤传像束所配置的套筒11、12的截面可以为圆形。

在本公开实施例中，考虑到当采用反射阵列板3a来作为悬浮成像组件3时，反射阵列板3a所呈现的发光物悬浮像与发光物本身是镜面对称，即发光物悬浮像相较于发光物本身二者存在180度扭转。为保证反射阵列板3a所呈现的后视图像的悬浮像与入光口所接收到的后视图像是一致的，故需要将光纤传像束2a、2b内部总体扭转180度，也就是说光纤传像束2a、2b两端的光纤丝排布呈180度扭转。

需要说明的是，光纤传像束2a、2b内全部光纤丝排布在某一端处排布出的整体图形的外轮廓形状，可以为圆形、椭圆形、矩形、六边形等规则形状，也可以为其他不规则形状。

一般地，由于1条光纤传像束所对应的观察角度有限，无法满足用户对后视大视角观察的需求。在一些实施例中，光纤传像束的数量为2条或多条(附图9中示例性画出了2条光纤传像束2a、2b)。通过设置2条或多条光纤传像束，可以有效扩大后视视角。

在实际应用中，在可穿戴设备内设置2条或多条独立的光纤传像束 时，会占用较大的空间，尤其是在每条光纤传像束2a、2b配置有独立的物镜组件601和目镜组件602时，所占用空间更大，从而使得可穿戴设备中用于供用户佩戴的佩戴空间减小。

针对上述技术问题，本公开提供了相应解决方案，在一些实施例中，光纤传像束2a、2b与物镜组件601一一对应；全部光纤传像束2a、2b共用同一目镜组件602。在本公开实施例中，通过将全部光纤传像束2a、2b共用同一目镜组件602，可以有效减少目镜组件602的数量，可在一定程度上减小导像组件2所占用空间。另外，各光纤传像束2a、2b的物镜组件601是独立存在的，以保证各光纤传像束的入光视角的灵活可调。

在一些实施例中，导像组件2还包括集成固定件13；光纤传像束2a、2b的一端与对应的物镜组件601相连，光纤传像束2a、2b的另一端穿过集成固定件13后与目镜组件602相连。

在一些实施例中，光纤传像束2a、2b上位于对应的物镜组件601与集成固定件13之间的部分为第一部分P1，光纤传像束2a、2b上位于集成固定件13与目镜组件602之间的部分为第二部分P2；第一部分P1两端的光纤丝排布呈180度扭转，第二部分P2两端的光纤丝排布相同。也就是说，各光纤传像束上仅第一部分P1存在扭转，而第二部分P2不存在扭转。

在一些实施例中，光纤传像束2a、2b的第一部分P1的外围设置有第一保护软管(未示出)，第一保护软管与光纤传像束2a、2b的第一部分P1一一对应；光纤传像束2a、2b的第二部分P2的外围设置有第二保护软管(未示出)，全部光纤传像束2a、2b的第二部分P2对应同一第二保护软管。

各光纤传像束2a、2b的第一部分P1的外围设置有独立的第一保护软管，可方便对各光纤传像束2a、2b的入光视角的灵活调整；全部光纤传像束2a、2b的第二部分P2包裹在同一第二保护软管内，可有效减少 保护软管的用量，也能在一定程度上减小导像组件2所占用空间。

在一些实施例中，上述保护软管为金属软管。在一些实施例中，金属软管的材料包括铝。

在一些实施例中，反射阵列板3a朝向目镜组件602的一侧表面的外轮廓形状，与目镜组件602正对的全部光纤丝所排布出整体图形的外轮廓形状相匹配。

图10A～图10C为本公开实施例中与目镜组件正对的全部光纤丝所排布出的整体图形的外轮廓形状及其所对应的反射阵列板3a的外轮廓形状的三种示意图，如图10A～图10C所示，在本公开实施例中，反射阵列板3a朝向目镜组件602的一侧表面的外轮廓形状一般选自矩形、圆形、椭圆形中之一。可根据与目镜组件602正对的全部光纤丝OF所排布出的整体图形的外轮廓形状，来设计反射阵列板3a的外轮廓形状。

参见图10A所示，作为一个示例，与目镜组件602正对的全部光纤丝OF所排布出的整体图形的外轮廓形状为矩形，则可将反射阵列板3a朝向目镜组件602的一侧表面的外轮廓形状设计为矩形。

参见图10B和图10C所示，作为另两个示例，与目镜组件602正对的全部光纤丝OF所排布出的整体图形的外轮廓形状为圆形，则可将反射阵列板3a朝向目镜组件602的一侧表面的外轮廓形状设计为圆形(图10B中所示)或椭圆形(图10C中所示)。

需要说明的是，在图10A和图10B所示情况中，反射阵列板3a朝向目镜组件602的一侧表面的外轮廓，与目镜组件602正对的全部光纤丝OF所排布出整体图形的外轮廓，两个轮廓的形状相同，但是尺寸不同。其中，反射阵列板3a朝向目镜组件602的一侧表面的外轮廓尺寸，大于与目镜组件602正对的全部光纤丝OF所排布出整体图形的外轮廓尺寸。这样设计，使得反射阵列板可以最大化利用，有利于反射阵列板的小尺寸化，以及有利于降低反射阵列板的质量和所占用空间。

图11为本公开实施例中与目镜组件正对的全部光纤丝所排布出的整体图形的外轮廓形状及其所对应的反射阵列板的外轮廓形状的另一种示意图，如图11所示，在一些实施例中，光纤传像束的数量为2条，分别为第一光纤传像束2a和第二光纤传像束2b；第一光纤传像束2a内的全部光纤丝OF在靠近目镜组件602一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为第一矩形SQ1(第一光纤传像束2a内的全部光纤丝OF在靠近物镜组件601一端处所排布出整体图形的外轮廓形状也呈矩形)；第二光纤传像束2b内的全部光纤丝OF在靠近目镜组件602一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为第二矩形SQ2(第二光纤传像束2b内的全部光纤丝OF在靠近物镜组件601一端处所排布出整体图形的外轮廓形状也呈矩形)；第一光纤传像束2a和第二光纤传像束2b内全部光纤丝OF在靠近目镜组件602一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为由第一矩形SQ1和第二矩形SQ2所拼接出的第三矩形SQ3；反射阵列板3a朝向目镜组件602的一侧表面的外轮廓形状为第四矩形。

图12为本公开实施例中与目镜组件602正对的全部光纤丝OF所排布出的整体图形的外轮廓形状及其所对应的反射阵列板3a的外轮廓形状的又一种示意图，如图12所示，在另一些实施例中，光纤传像束的数量为2条，分别为第一光纤传像束2a和第二光纤传像束2b；第一光纤传像束2a内的全部光纤丝OF在靠近目镜组件602一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为第一圆形SC1(第一光纤传像束2a内的全部光纤丝OF在靠近物镜组件601一端处所排布出整体图形的外轮廓形状也呈圆形)；第二光纤传像束2b内的全部光纤丝OF在靠近目镜组件602一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为第二圆形SC2(第二光纤传像束2b内的全部光纤丝OF在靠近物镜组件601一端处所排布出整体图形的外轮廓形状也呈圆形)；第一光纤传像束2a和第二光纤传像束2b内全部光纤丝OF在靠近目镜组件602一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为由 第一圆形和第二圆形所拼接出的“双圆”形；反射阵列板3a朝向目镜组件602的一侧表面的外轮廓形状为圆形(该情况未给出相应附图)或椭圆形(参见图12中所示)。

图13为本公开实施例中物镜组件的一种剖面示意图，如图13所示，在一些实施例中，物镜组件601包括：第一镜筒，第一镜筒包括相连的第一子部分6011和第二子部分6012，第一子部分6011内部形成有第一中空结构，第二子部分6012内部形成有第二中空结构，第一中空结构内设置有第一透镜组件6013，第二中空结构配置为固定对应的光纤传像束。

光纤传像束靠近所对应的物镜组件601一端所配置的套筒11可插入至对应的第二中空结构中。第二中空结构上开设一个或多个螺孔(图13中示意性画出了两个螺孔)，通过可通过旋转螺钉60(例如，无头螺钉)，以使得螺钉60端部与位于第二中空结构内的套筒11相接触，以对该套筒11进行固定，套筒11内多个光纤丝OF的端面与位于第二中空结构内的第一透镜组件6013相对设置。

图14为本公开实施例中第一透镜组件的一种结构示意图，如图13和图14所示，在一些实施例中，第一透镜组件6013包括沿靠近第二中空结构的方向依次设置的光线收集透镜60131、第一光准直透镜60132和第一双胶合透镜60133。

光线收集透镜60131配置为接收外部光线；第一光准直透镜60132配置为对光线进行准直处理；第一双胶合透镜60133为折射率和色散均不同的两个透镜所构成的双透镜结构，第一双胶合透镜能够有效消除图像色差。

在一些实施例中，光线收集透镜60131可以为凹凸透镜，其中凹面朝向第一光准直透镜60132，凸面背向第一光准直透镜60132，凸面的面积大于凹面的面积；光线收集透镜60131具有较大的采光角度，可有效 提升光纤传像束的后视视角。

在一些实施例中，第一光准直透镜60132可以为平凸透镜，其中平面朝向光线收集透镜60131，凸面朝向第一双胶合透镜60133。

在一些实施例中，第一双胶合透镜60133可以包括一双凸透镜和一平凹透镜，其中平凹透镜位于双凸透镜远离第一光准直透镜的一侧；双凸透镜朝向第一光准直透镜一侧的凸面的曲率小于双凸透镜朝向平凹透镜一侧的凸面的曲率；平凹透镜的凹面与双凸透镜朝向平凹透镜一侧的凸面适配。

再次参见图13所示，在一些实施例中，物镜组件601的入光面设置有透明护罩20。透明护罩20可在对物镜组件601进行有效保护的同时，还能保证外光光线能够入射至物镜组件601中。其中，透明护罩的材料可以为彩色透明塑料或橡胶材料。

在一些实施例中，不同物镜组件601的透明护罩具有不同颜色。故，不同光纤传像束实际所接收到的后视图形的整体颜色会存在明显差异，以便于用户能够区分视域。

以图1A～图1C中所示情况为例，其中物镜组件601a的透明护罩为蓝色，物镜组件601b的透明护罩为绿色，则在用户最终所观察到的两个悬浮像中，整体颜色偏蓝的后视图像为物镜组件601a所采集到的后视图像，整体颜色偏绿的后视图像为物镜组件601b所采集到的后视图像。

图15为本公开实施例中目镜组件的一种剖面示意图，如图15所示，在一些实施例中，目镜组件602包括：第二镜筒，第二镜筒包括相连的第三子部分6021和第四子部分6022，第三子部分6021内部形成第三中空结构，第三子部分6022内部形成有第四中空结构，第三中空结构内设置有第二透镜组件6023，第四中空结构配置为固定对应的光纤传像束。

光纤传像束靠近所对应的目镜组件602一端所配置的套筒12可插入至对应的第四中空结构中。第四中空结构上开设一个或多个螺孔(图15 中示意性画出了两个螺孔)，通过可通过旋转螺钉60(例如，无头螺钉)，以使得螺钉60端部与位于第四中空结构内的套筒12相接触，以对该套筒12进行固定，套筒12内多个光纤丝OF的端面与位于第三中空结构内的第二透镜组件6023相对设置。

需要说明的是，当光纤传像束的数量为2个或多个且全部光纤传像束共用同一目镜组件602时，全部光纤传像束所包含的全部光线丝靠近目镜组件602的一端可利用同一个套筒12进行固定。

图16为本公开实施例中第二透镜组件的一种结构示意图，如图15和图16所示，在一些实施例中，第二透镜组件6023包括沿靠近第四中空结构的方向依次设置的第二光准直透镜60231和第二双胶合透镜60232。

在一些实施例中，第二光准直透镜60231可以为双凸透镜，其中双凸透镜朝向第二双胶合透镜60232一侧的凸面的曲率，小于双凸透镜背向第二双胶合透镜60232一侧的凸面的曲率。

在一些实施例中，第二双胶合透镜60232可以包括一双凸透镜和一平凹透镜，其中平凹透镜位于双凸透镜远离第二光准直透镜的一侧；双凸透镜朝向第二光准直透镜60231一侧的凸面的曲率小于双凸透镜朝向平凹透镜一侧的曲面的曲率；平凹透镜的凹面与双凸透镜朝向平凹透镜一侧的凸面适配。

需要说明的是，上述实施例中所示意出的应用于物镜组件601内的第一透镜组件和应用于目镜组件602内的第二透镜组件的具体结构，仅为本公开实施例中的一种可选实施方案，其不会对本公开的技术方案产生限制。

继续参见图1A所示，在一些实施例中，可穿戴部件本体1上对应入光口的位置设置有开孔8，以保证后视光线的入射。

在一些实施例中，可穿戴设备还包括：与开孔8适配的遮光屏蔽盖 9，遮光屏蔽盖9配置为能够置于对应的开孔8内以对射向开孔8的光线进行遮挡。当用户不需要进行后视时，则可将遮光屏蔽盖9置于对应的开孔8中以阻挡光线入射至导像组件2的入光口；当用户需要进行后视时，则可将遮光屏蔽盖9从对应的开孔8中取出，以保证后视光线能够入射至导像组件2的入光口。

在一些实施例中，开孔8的内侧壁设置有内螺纹，遮光屏蔽盖9的外侧壁设置有与开孔8内的内螺纹适配的外螺纹。也就是说，本公开实施例中的遮光屏蔽盖9可与对应的开孔8进行螺纹固定。

在一些实施例中，可穿戴设备还包括：位置调整件10；悬浮成像组件3通过位置调整件10与可穿戴部件本体1相连，位置调整件10配置为可调整悬浮成像组件3的位置。通过位置调整件10可对悬浮成像组件3的设置位置进行调节，从而能够对悬浮像的成像位置进行调整，以满足不同用户的需求。

在另一些实施例中，悬浮成像组件3可以集成在目镜组件602中；具体可置于第二镜筒内且位于第二透镜组件6023的出光侧。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (40)

1. 一种具备后视功能的可穿戴设备，其中，包括：

   可穿戴部件本体，具有前视区域和后视区域；

   导像组件，固定于所述可穿戴部件本体，并跨接所述前视区域和所视区域，所述导像组件具有至少一个入光口和一个出光口，所述入光口位于所述后视区域，所述导像组件配置为将所述入光口所接收到的后视光线传导至所述出光口并进行出射；

   悬浮成像组件，固定于所述可穿戴部件本体，配置为根据所述出光口所出射光线在所述前视区域形成后视图像的悬浮像。
2. 根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述悬浮成像组件包括：反射阵列板，所述反射阵列板包括：沿第一方向和第二方向呈阵列排布的多个光反射通道，所述第一方向与所述第二方向相交，所述光反射通道的内侧壁配置为具备光反射性。
3. 根据权利要求2所述的可穿戴设备，其中，所述光反射通道在平行于所述第一方向与所述第二方向所限定平面的截面的形状为正方形或菱形。
4. 根据权利要求2或3所述的可穿戴设备，其中，所述反射阵列板包括：反射层，所述反射层上形成有沿所述第一方向和所述第二方向呈阵列排布的多个透光孔，所述透光孔的侧壁具备光反射性，所述透光孔为所述光反射通道。
5. 根据权利要求2或3所述的可穿戴设备，其中，所述反射阵列板 包括：层叠设置的两层反射层，两层所述反射层包括：第一反射层和第二反射层；

   所述第一反射层包括：沿所述第一方向间隔排布的多个第一反射条，所述第一反射条沿所述第二方向延伸；

   所述第二反射层包括：沿所述第二方向间隔排布的多个第二反射条，所述第二反射条沿所述第一方向延伸；

   所述第一方向与所述第二方向相交，交叉设置的多个所述第一反射条和多个所述第二反射条限定出多个透光孔，所述透光孔的侧壁具备光反射性，所述透光孔为所述光反射通道。
6. 根据权利要求4或5所述的可穿戴设备，其中，所述反射层的材料为金属材料。
7. 根据权利要求6所述的可穿戴设备，其中，所述金属材料包括：铝、银、铬中至少之一。
8. 根据权利要求2至7中任一所述的可穿戴设备，其中，所述透光孔内填充有第一透明填充物。
9. 根据权利要求8所述的可穿戴设备，其中，所述第一透明填充物包括：二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸脂中至少之一。
10. 根据权利要求2所述的可穿戴设备，其中，所述反射阵列板包括：第一介质层，所述第一介质层上形成有沿所述第一方向和所述第二方向呈阵列排布多个过孔，所述过孔所围区域内部分的折射率小于所述第一介质层的折射率；

    所述过孔为所述光反射通道。
11. 根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中，所述第一介质层的折射率大于或等于1.5。
12. 根据权利要求10所述的可穿戴设备，其中，所述第一介质层的材料包括：硫化银、砷玻璃、二氧化钛、碘化镉中至少之一。
13. 根据权利要求10至12中任一所述的可穿戴设备，其中，所述过孔内填充有第二透明填充物，所述第二透明填充物包括：二氧化硅、透明树脂中至少之一。
14. 根据权利要求2至13中任一所述的可穿戴设备，其中，所述光反射通道的孔径小于或等于0.8mm。
15. 根据权利要求14所述的可穿戴设备，其中，所述光反射通道的孔径范围为0.4mm～0.6mm。
16. 根据权利要求2至15中任一所述的可穿戴设备，其中，所述光反射通道在第三方向上的长度为0.5mm～1.5mm，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直。
17. 根据权利要求2至16中任一所述的可穿戴设备，其中，所述反射阵列板具有在第三方向上相对设置的第一侧和第二侧，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直；

    在所述反射阵列板的第一侧设置有第一保护层；和/或，在所述反射 阵列板的第一侧设置有第二保护层。
18. 根据权利要求2至17中任一所述的可穿戴设备，其中，所述导像组件包括至少一条光纤传像束，所述光纤传像束的两端分别设置有目镜组件和物镜组件；

    所述物镜组件的入光面为所述导像组件的入光口，所述物镜组件的出光面为所述导像组件的出光口。
19. 根据权利要求18所述的可穿戴设备，其中，所述光纤传像束包括多条光纤丝，所述光纤传像束两端的光纤丝排布呈180度扭转。
20. 根据权利要求18或19所述的可穿戴设备，其中，所述光纤传像束的数量为2条或多条。
21. 根据权利啊哟求20所述的可穿戴设备，其中，所述光纤传像束与所述物镜组件一一对应；

    全部所述光纤传像束共用同一所述目镜组件。
22. 根据权利要求21所述的可穿戴设备，其中，所述导像组件还包括：集成固定件；

    所述光纤传像束的一端与对应的物镜组件相连，所述光纤传像束的另一端穿过所述集成固定件后与所述目镜组件相连。
23. 根据权利要求22所述的可穿戴设备，其中，所述光纤传像束上位于对应的所述物镜组件与所述集成固定件之间的部分为第一部分，所述光纤传像束上位于所述集成固定件与所述目镜组件之间的部分为第二 部分；

    所述第一部分两端的光纤丝排布呈180度扭转，所述第二部分两端的光纤丝排布相同。
24. 根据权利要求22所述的可穿戴设备，其中，所述光纤传像束上位于对应的所述物镜组件与所述集成固定件之间的部分为第一部分，所述光纤传像束上位于所述集成固定件与所述目镜组件之间的部分为第二部分；

    所述光纤传像束的第一部分的外围设置有第一保护软管，所述第一保护软管与所述光纤传像束的第一部分一一对应；

    所述光纤传像束的第二部分的外围设置有第二保护软管，全部所述光纤传像束的第二部分对应同一所述第二保护软管。
25. 根据权利要求24所述的可穿戴设备，其中，所述第一保护软管为金属软管；和/或，所述第二保护软管为金属软管。
26. 根据权利要求21至25中任一所述的可穿戴设备，其中，所述反射阵列板朝向所述目镜组件的一侧表面的外轮廓形状，与所述目镜组件正对的全部光纤丝所排布出整体图形的外轮廓形状相匹配。
27. 根据权利要求26所述的可穿戴设备，其中，所述反射阵列板朝向所述目镜组件的一侧表面的外轮廓形状包括：矩形、圆形、椭圆形中之一。
28. 根据权利要求26所述的可穿戴设备，其中，与所述目镜组件正对的全部光纤丝所排布出整体图形的外轮廓形状为矩形；

    所述反射阵列板朝向所述目镜组件的一侧表面的外轮廓形状为矩形。
29. 根据权利要求28所述的可穿戴设备，其中，所述光纤传像束的数量为2条，分别为第一光纤传像束和第二光纤传像束；

    所述第一光纤传像束内的全部所述光纤丝在靠近所述目镜组件一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为第一矩形；

    所述第二光纤传像束内的全部所述光纤丝在靠近所述目镜组件一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为第二矩形；

    所述第一光纤传像束和所述第二光纤传像束内全部所述光纤丝在靠近所述目镜组件一端处所排布出整体图形的外轮廓形状为由所述第一矩形和所述第二矩形所拼接出的第三矩形；

    所述反射阵列板朝向所述目镜组件的一侧表面的外轮廓形状为第四矩形。
30. 根据权利要求21至29中任一所述的可穿戴设备，其中，所述物镜组件的入光面设置有透明护罩。
31. 根据权利要求30所述的可穿戴设备，其中，不同所述物镜组件的透明护罩具有不同颜色。
32. 根据权利要求18至31中任一所述的可穿戴设备，其中，所述物镜组件包括：第一镜筒，所述第一镜筒内部形成有相连的第一中空结构和第二中空结构，所述第一中空结构内设置有第一透镜组件，所述第二中空结构配置为固定对应的所述光纤传像束。
33. 根据权利要求32所述的可穿戴设备，其中，所述第一透镜组件包括沿靠近所述第二中空结构的方向依次设置的光线收集透镜、第一光准直透镜和第一双胶合透镜。
34. 根据权利要求18至33中任一所述的可穿戴设备，其中，所述目镜组件包括：第二镜筒，所述第二镜筒内部形成有相连的第三中空结构和第四中空结构，所述第三中空结构内设置有第二透镜组件，所述第四中空结构配置为固定对应的所述光纤传像束。
35. 根据权利要求34所述的可穿戴设备，其中，所述第二透镜组件包括沿靠近所述第四中空结构的方向依次设置的第二光准直透镜和第二双胶合透镜。
36. 根据权利要求1至35中任一所述的可穿戴设备，其中，所述可穿戴部件本体上对应所述入光口的位置设置有开孔。
37. 根据权利要求36所述的可穿戴设备，其中，还包括：与所述开孔适配的遮光屏蔽盖，所述遮光屏蔽盖配置为能够置于对应的所述开孔内以对射向所述开孔的光线进行遮挡。
38. 根据权利要求37所述的可穿戴设备，其中，所述开孔的内侧壁设置有内螺纹，所述遮光屏蔽盖的外侧壁设置有与所述开孔内的内螺纹适配的外螺纹。
39. 根据权利要求1至38中任一所述的可穿戴设备，还包括：位置调整件；

    所述悬浮成像组件通过位置调整件与所述可穿戴部件本体相连，所述位置调整件配置为可调整所述悬浮成像组件的位置。
40. 根据权利要求1至39中任一所述的可穿戴设备，其中，所述可穿戴部件本体包括头盔或护目镜。