雙屏立體成像增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，具體涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息集成的新技術(shù)，在日常生活中可以為人們帶來(lái)便利。它可以實(shí)現(xiàn)超越電子屏幕的視覺(jué)體驗(yàn)，在展現(xiàn)真實(shí)世界的信息的同時(shí)，將虛擬的信息同時(shí)顯示出來(lái)，數(shù)碼世界和真實(shí)世界的信息相互補(bǔ)充和疊加，二者完美的結(jié)合在一起呈現(xiàn)在用戶眼中。
[0003]它可以將顯示器屏幕擴(kuò)展到真實(shí)環(huán)境，使計(jì)算機(jī)窗口與圖標(biāo)疊映于現(xiàn)實(shí)對(duì)象，由眼睛凝視或手勢(shì)指點(diǎn)進(jìn)行操作；讓三維物體在用戶的全景視野中根據(jù)當(dāng)前任務(wù)或需要交互地改變其形狀和外觀；對(duì)于現(xiàn)實(shí)目標(biāo)通過(guò)疊加虛擬景象產(chǎn)生類似于X光透視的增強(qiáng)效果；將地圖信息直接插入現(xiàn)實(shí)景觀以引導(dǎo)駕駛員的行動(dòng)；通過(guò)虛擬窗口調(diào)看室外景象、使墻壁仿佛變得透明。
[0004]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種非常具有前途的技術(shù)。但是現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)平面圖像的顯示，因此在進(jìn)行圖像疊加時(shí)，僅僅能夠?qū)⒍S圖像疊加到現(xiàn)實(shí)中的三維影像中。二維圖像與三維影像很難融合，因此用戶體驗(yàn)難以顯著提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種雙屏立體成像增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，以解決上述問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]雙屏立體成像增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，包括一眼鏡主體，所述眼鏡主體包括一兩根眼鏡腿，以及兩片鏡片，其特征在于，還包括至少兩個(gè)顯示屏，兩個(gè)所述顯示屏分別位于兩片所述鏡片上；
[0008]兩個(gè)所述顯示屏為同種光學(xué)成像機(jī)理的顯示屏，并且均為透光的顯示屏；
[0009]兩個(gè)顯示屏具有獨(dú)立的畫(huà)面顯示功能，允許顯示不同畫(huà)面。
[0010]通過(guò)上述設(shè)計(jì)，在兩個(gè)鏡片上分別設(shè)置顯示屏，進(jìn)而允許兩個(gè)顯示不同畫(huà)面，為顯示三維影像中的左眼視圖和右眼視圖提供了物理基礎(chǔ)。進(jìn)而允許雙屏立體成像增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)播放三維影像。
[0011]又因?yàn)轱@示屏為透光的顯示屏，所以并不完整遮擋用戶視線?？梢粤己玫呐c實(shí)際空間中的三維影像進(jìn)行融合。大大提升虛擬影像與實(shí)際影像的融合程度，提升用戶體驗(yàn)。
[0012]所述顯示屏可以為液晶顯示屏。液晶顯示屏技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，成本較低易于實(shí)施。
[0013]所述顯示屏還可以為投影顯示屏。采用投影顯示屏，可以避免在鏡片上進(jìn)行導(dǎo)線排布。
[0014]所述顯示屏還可以為光波導(dǎo)片投影顯示屏，所述光波導(dǎo)片投影顯示屏包括依次排布的光入射部、光傳導(dǎo)部和成像部；
[0015]所述光入射部為一反光機(jī)構(gòu)；
[0016]所述光傳導(dǎo)部為一透明板，透明板作為光波導(dǎo)片；
[0017]所述成像部為包括至少10個(gè)凸起排布而成的凸起陣列面；
[0018]所述反光機(jī)構(gòu)的反光面傾斜朝向所述透明板入光一側(cè)，既入光側(cè)；反光面與透明板之間的夾角小于45度，大于30度；
[0019]所述成像部設(shè)有一入光口，所述入光口對(duì)接在所述光傳導(dǎo)部的出光一側(cè)，既出光側(cè)。
[0020]用于顯示的光線進(jìn)入所述光入射部，經(jīng)過(guò)反射后進(jìn)入光傳導(dǎo)部，光傳導(dǎo)部的光線通過(guò)入光口進(jìn)入成像部，成像部的凸起陣列面對(duì)光線形成反射，進(jìn)而使光線射出到外界。進(jìn)入眼睛后，成為被人所感知的圖像。
[0021]用于顯示的光線進(jìn)入所述光入射部，經(jīng)過(guò)反射后進(jìn)入光傳導(dǎo)部，因?yàn)椴ＡЩ蛘咄该鱽喛肆Φ娜瓷浣菫榇笥?2度左右，因此將反光面與透明板間的夾角設(shè)置在30度?45度之間，可以良好的處理全反射問(wèn)題。使反光機(jī)構(gòu)可以采用反射棱鏡，使透明板內(nèi)在不設(shè)置其他反光涂層的情況下，也能利用全反射實(shí)現(xiàn)良好的光線傳輸。
[0022]所述眼鏡主體還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器系統(tǒng)連接有一顯示系統(tǒng)，所述顯示系統(tǒng)電連接或者光線連接所述顯示屏。以實(shí)現(xiàn)成像。所述的光線連接的方式，可以是影像直接透射，或者通過(guò)光波導(dǎo)片間接透射的方式。
[0023]所述微型處理器系統(tǒng)和所述顯示系統(tǒng)固定在所述眼鏡腿上。減輕對(duì)鼻梁的壓力。
[0024]所述眼鏡主體包括兩根眼鏡腿以及兩片鏡片，兩跟所述眼鏡腿上分別設(shè)有朝向前方透射的投影儀，兩個(gè)所述鏡片上分別設(shè)有光波導(dǎo)片投影顯示屏；
[0025]兩個(gè)所述投影儀投射的方向，分別朝上兩個(gè)所述光波導(dǎo)片投影顯示屏的反光機(jī)構(gòu)。以便于透射的影像光線能夠順利進(jìn)入光波導(dǎo)片，并傳輸?shù)匠上癫俊?br>[0026]優(yōu)選為，所述鏡片一側(cè)設(shè)有所述光入射部，即所述反光機(jī)構(gòu)，所述成像部嵌入在所述鏡片內(nèi)，所述反光機(jī)構(gòu)與所述成像部之間的所述鏡片部分，作為所述光波導(dǎo)片；所述成像部的入光口，與所述光傳導(dǎo)部的出光側(cè)在所述鏡片內(nèi)無(wú)縫對(duì)接。
[0027]進(jìn)而使鏡片，具有光波導(dǎo)片和成像功能。從而可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
[0028]所述反光機(jī)構(gòu)，優(yōu)選為一反光棱鏡，所述反光棱鏡設(shè)置在鏡片靠近眼鏡腿的一側(cè)。以便于投影儀光線投射。
[0029]進(jìn)一步，所述反光棱鏡，與鏡片一體化成型。進(jìn)而使整個(gè)鏡片，同時(shí)具備反光機(jī)構(gòu)、光波導(dǎo)片和成像部的全部功能。從而可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且可以減少銜接結(jié)構(gòu)，并且大大減少因?yàn)殂暯涌p隙而造成的光能損耗，保證成像質(zhì)量。
[0030]所述眼鏡主體還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器系統(tǒng)連接有一顯示系統(tǒng)，所述顯示系統(tǒng)連接兩個(gè)所述投影儀。以便于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)投影儀之間影像顯示的協(xié)調(diào)性。
[0031]所述眼鏡主體還包括一微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器系統(tǒng)連接有一顯示系統(tǒng)，所述顯示系統(tǒng)設(shè)有兩個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，兩個(gè)所述顯示驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分別連接兩個(gè)所述投影儀。以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)投影儀不同畫(huà)面的顯示。
[0032]所述投影儀采用LC0S投影模組。LC0S投影模組體積較小，采用LC0S投影模組，可有效減少體積。
[0033]所述投影儀前方設(shè)置有光學(xué)修正透鏡組。投影儀射出的光線，經(jīng)過(guò)光學(xué)修正透鏡組后，進(jìn)入反射機(jī)構(gòu)。以保證成像效果。
[0034]所述成像部可以為點(diǎn)狀反光凸起排布而成的凸起陣列面。
[0035]所述成像部還可以為條狀反光凸起排布而成的凸起陣列面，所述條狀反光凸起的長(zhǎng)度方向，與所述反光機(jī)構(gòu)的反光面平行。從而便于光線修正。
[0036]所述成像部的凸起陣列面中的凸起的高度平滑變化。從而實(shí)現(xiàn)光線修正。
[0037]可以是自中部往邊緣逐步變高，也可以自中部往邊緣逐步變矮。以適應(yīng)投影儀參數(shù)，或者適應(yīng)人眼的不同焦距狀態(tài)。
[0038]所述成像部的凸起陣列面中的凸起朝向反光機(jī)構(gòu)的反光面的一側(cè)，反光角度平滑變化。從而實(shí)現(xiàn)光線修正。
[0039]可以是，反光角度可以是自中部往邊緣逐步變大，也可以自中部往邊緣逐步變小。以適應(yīng)投影儀參數(shù)，或者適應(yīng)人眼的不同焦距狀態(tài)。
[0040]至少一所述鏡片后方設(shè)有一可拆卸的凸透鏡。以適應(yīng)遠(yuǎn)視人群。
[0041]所述凸透鏡與所述鏡片間設(shè)有空氣，形成空氣夾層。以避免破壞光傳輸中的全反射。
[0042]至少一所述鏡片后方設(shè)有一可拆卸的凹透鏡。以適應(yīng)近視人群。
[0043]所述凹透鏡與所述鏡片間設(shè)有空氣，形成空氣夾層。以避免破壞光傳輸中的全反射。
[0044]兩片所述鏡片的相鄰處對(duì)接，實(shí)現(xiàn)一體化。以進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。并且因?yàn)椴捎靡惑w化結(jié)構(gòu)，加工過(guò)程中光學(xué)參數(shù)易于實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格一致，對(duì)于實(shí)現(xiàn)光學(xué)參數(shù)要求高的三維成像，提供了良好的材料基礎(chǔ)和物理基礎(chǔ)。
[0045]所述微型處理器系統(tǒng)還連接有一激光測(cè)距儀，所述激光測(cè)距儀的側(cè)量方向朝向眼鏡主體的前方。以測(cè)量前方物體的距離。比如前方的墻面、桌子、窗戶等的距離。
[0046]所述激光測(cè)距儀設(shè)有測(cè)量探頭，所述測(cè)量探頭包括激光發(fā)射器和光敏元件，所述測(cè)量探頭位于所述眼鏡腿上。
[0047]或者，所述眼鏡主體還包括一鏡框，兩根所述眼鏡腿固定在所述鏡框兩側(cè)；所述激光測(cè)距儀設(shè)有測(cè)量探頭，所述測(cè)量探頭包括激光發(fā)射器和光敏元件，所述測(cè)量探頭位于所述鏡框中部。
[0048]可以，測(cè)量探頭位于鏡框中部上方。避開(kāi)鼻梁。
[0049]也可以，測(cè)量探頭位于鏡框中部下方。獲得鼻梁對(duì)重力的支撐。
[0050]所述微型處理器系統(tǒng)將所述激光測(cè)距儀測(cè)得的距離，作為控制所述顯示系統(tǒng)將物體畫(huà)面顯示在顯示屏上大小的參數(shù)；所述激光測(cè)距儀測(cè)得的距離越遠(yuǎn)，顯示屏上物體畫(huà)面比例越小；所述激光測(cè)距儀測(cè)得的距離越近，顯示屏上物體畫(huà)面比例越大。
[0051 ] 以實(shí)現(xiàn)虛擬影像與實(shí)際物品，等比例融合。
[0052]因此本專利不但實(shí)現(xiàn)了虛擬三維影像與實(shí)際三維影像的簡(jiǎn)單疊加融合，而且引入了成像比例因?qū)⒁B加的實(shí)際物品的距離不同，而自動(dòng)調(diào)整大小的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了等比例自動(dòng)融合。使虛擬影像和實(shí)際影像融合的更加密切。
[0053]所述微型處理器系統(tǒng)將所述激光測(cè)距儀測(cè)得的距離，作為控制所述顯示系統(tǒng)將物體畫(huà)面顯示在兩個(gè)顯示屏上角度差的參數(shù)；所述激光測(cè)距儀測(cè)得的距離越遠(yuǎn)，兩個(gè)顯示屏上物體畫(huà)面角度差越小；所述激光測(cè)距儀測(cè)得的距離越近，兩個(gè)顯示屏上物體畫(huà)面角度差越大。
[0054]從而在視差方面，改善所顯示物體的距離感。
[0055]因此本專利不但實(shí)現(xiàn)了虛擬三維影像與實(shí)際三維影像的等比例疊加融合，而且引入了角度差參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)距離感融合。
[0056]從而實(shí)現(xiàn)虛擬三維影像與實(shí)際三維影像的自動(dòng)完美融合。
【附圖說(shuō)明】
[0057]圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0058]圖2為光波導(dǎo)片投影顯示屏成像原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0059]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0060]參照?qǐng)D1，雙屏立體成像增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，包括一眼鏡主體，眼鏡主體包括一兩根眼鏡腿11、12，以及兩片鏡片21、22，還包括至少兩個(gè)顯示屏31、32，兩個(gè)顯示屏31、32分別位于兩片鏡片21、22上；兩個(gè)顯示屏31、32為同種光學(xué)成像機(jī)理的顯示屏31、32，并且均為透光的顯示屏31、32 ;兩個(gè)顯示屏31、32具有獨(dú)立的畫(huà)面顯示功能，允許顯示不同畫(huà)面。通過(guò)上述設(shè)計(jì)，在兩個(gè)鏡片21、22上分別設(shè)置顯示屏31、32，進(jìn)而允許兩個(gè)顯示不同畫(huà)面，為顯示三維影像中的左眼視圖和右眼視圖提供了物理基礎(chǔ)。進(jìn)而允許雙屏立體成像增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)播放三維影像。又因?yàn)轱@示屏31