一種近眼顯示系統(tǒng)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種近眼顯示系統(tǒng)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備，所述近眼顯示系統(tǒng)包括：掃描光源、焦距鏡組、可反可透平面鏡和可反可透凹面鏡；所述掃描光源輸出的掃描光線經(jīng)過(guò)所述焦距鏡組后，被所述可反可透平面鏡反射至可反可透凹面鏡，經(jīng)過(guò)所述可反可透凹面鏡會(huì)聚反射后，再經(jīng)所述可反可透平面鏡后被人眼接收；外界環(huán)境光線依次經(jīng)過(guò)所述可反可透凹面鏡和所述可反可透平面鏡后被人眼接收。本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示系統(tǒng)中采用了傳統(tǒng)光學(xué)器件來(lái)將掃描光線和外界環(huán)境光線傳遞至人眼，保證了本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示光學(xué)系統(tǒng)提供的虛擬圖像色彩的準(zhǔn)確性，同時(shí)保證了虛擬圖像的亮度的均勻性。
【專利說(shuō)明】
一種近眼顯示系統(tǒng)及増強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，尤其涉及一種近眼顯示系統(tǒng)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(英文:Augmented Reality;簡(jiǎn)稱:AR)，是利用虛擬物體或信息對(duì)真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)的技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通常基于攝像頭等圖像采集設(shè)備獲得的真實(shí)物理環(huán)境影像，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)識(shí)別分析及查詢檢索，將與之存在關(guān)聯(lián)的文本內(nèi)容、圖像內(nèi)容或圖像模型等虛擬生成的擴(kuò)展信息或虛擬場(chǎng)景顯示在真實(shí)物理環(huán)境影像中，從而使用戶能夠獲得身處的現(xiàn)實(shí)物理環(huán)境中的真實(shí)物體的標(biāo)注、說(shuō)明等相關(guān)擴(kuò)展信息，或者體驗(yàn)到現(xiàn)實(shí)物理環(huán)境中真實(shí)物體的立體的、突出強(qiáng)調(diào)的增強(qiáng)視覺效果。
[0003]現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備一般通過(guò)平板波導(dǎo)技術(shù)或衍射波導(dǎo)技術(shù)將光線引入人眼中，以平板波導(dǎo)技術(shù)為例，請(qǐng)參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中平板波導(dǎo)技術(shù)對(duì)應(yīng)的光路圖，如圖1所示，每一光束被每一內(nèi)嵌反射鏡的多次反射和透射，在人眼100處觀察到的虛擬圖像的亮度不均，且由于不同波段的光譜在波導(dǎo)內(nèi)的折射率不一樣，反射和透射的角度不一樣，光透射和反射系數(shù)不一樣，從而導(dǎo)致在人眼100處觀察到的虛擬圖像的色彩不均，并且隨著光線的透射次數(shù)和反射次數(shù)的增加，光線的損失率也逐漸增高，導(dǎo)致虛擬圖像的亮度也逐漸降低，極大地影響了用戶體驗(yàn);而衍射波導(dǎo)技術(shù)中衍射元件本身就具有色散大的缺陷，并且衍射效率對(duì)入射光譜的波長(zhǎng)和角度很敏感，從而導(dǎo)致在人眼處觀察到的虛擬圖像的色彩和亮度不均，也會(huì)極大地影響用戶體驗(yàn)。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備提供的虛擬圖像的色彩和亮度不均的技術(shù)問(wèn)題，極大地影響了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的用戶體驗(yàn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種近眼顯示系統(tǒng)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備提供的虛擬圖像的色彩和亮度不均的技術(shù)問(wèn)題，能夠?yàn)橛脩籼峁┥屎土炼染鶆虻奶摂M圖像。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供了一種近眼顯示系統(tǒng)，包括:掃描光源、焦距鏡組、可反可透平面鏡和可反可透凹面鏡；
[0007]所述掃描光源輸出的掃描光線經(jīng)過(guò)所述焦距鏡組后，被所述可反可透平面鏡反射至可反可透凹面鏡，經(jīng)過(guò)所述可反可透凹面鏡會(huì)聚反射后，再經(jīng)所述可反可透平面鏡后被人眼接收；
[0008]外界環(huán)境光線依次經(jīng)過(guò)所述可反可透凹面鏡和所述可反可透平面鏡后被人眼接收。
[0009]可選地，所述掃描光源設(shè)置于所述焦距鏡組上方，所述可反可透平面鏡設(shè)置于所述焦距鏡組下方，且所述可反可透平面鏡位于所述可反可透凹鏡與人眼之間。
[0010]可選地，所述掃描光源包括光束提供單元和二維掃描器件，所述光束提供單元用于發(fā)出準(zhǔn)直光線，所述二維掃描器件用于將所述準(zhǔn)直光線在兩個(gè)不同的方向上進(jìn)行掃描，輸出所述掃描光線。
[0011 ] 可選地，所述光束提供單元具體包括激光發(fā)生器和準(zhǔn)直組件，所述激光發(fā)生器用于生成激光，所述準(zhǔn)直組件用于將所述激光進(jìn)行準(zhǔn)直處理，以輸出所述準(zhǔn)直光線。
[0012]可選地，所述光束提供單元還包括光纖耦合組件和光纖，所述光纖耦合組件用于將所述激光發(fā)生器生成的激光耦合進(jìn)入所述光纖，所述光纖將所述激光發(fā)射至所述準(zhǔn)直組件。
[0013]可選地，所述光纖的出射端研磨為曲面結(jié)構(gòu)。
[0014]可選地，所述二維掃描器件具體為DMD、二維MEMS振鏡、雙單軸MEMS振鏡、EOD或液晶光柵。
[0015]可選地，所述焦距鏡組包括定焦鏡組或可變焦鏡組。
[0016]可選地，所述可變焦鏡組具體為液晶透鏡。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供了一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備，包括如第一方面任一所述的近眼顯示系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例中的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或者優(yōu)點(diǎn):
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示系統(tǒng)中采用了傳統(tǒng)光學(xué)器件來(lái)將掃描光線和外界環(huán)境光線傳遞至人眼，由于傳統(tǒng)光學(xué)器件在傳遞圖像光線時(shí)具有低色散的優(yōu)點(diǎn)，所以保證了本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示光學(xué)系統(tǒng)提供的虛擬圖像色彩的準(zhǔn)確性，同時(shí)圖像光線進(jìn)入人眼的損失率相同，不存在同一圖像的一部分光線的損失率較低而另一部分光線的損失率較高而出現(xiàn)的亮度不均勻的現(xiàn)象，從而保證了虛擬圖像的亮度的均勻性，避免了因虛擬圖像的色彩和亮度不均而影響增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的用戶體驗(yàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(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，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(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)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖:
[0021 ]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中平板波導(dǎo)技術(shù)對(duì)應(yīng)的光路圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的掃描光源201的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4A和圖4B為光纖20114的出射端為曲面結(jié)構(gòu)的兩種實(shí)現(xiàn)方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供了一種近眼顯示系統(tǒng)，請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該近眼顯示系統(tǒng)包括:掃描光源201、焦距鏡組202、可反可透平面鏡203和可反可透凹面鏡204;
[0027]掃描光源201輸出的掃描光線經(jīng)過(guò)焦距鏡組202后，被可反可透平面鏡203反射至可反可透凹面鏡204，經(jīng)過(guò)可反可透凹面鏡204會(huì)聚反射后，再經(jīng)可反可透平面鏡203后被人眼接收，這樣，通過(guò)人眼的視網(wǎng)膜的視覺暫留現(xiàn)象，掃描光線在就能夠在人眼中形成虛擬圖像；
[0028]外界環(huán)境光線依次經(jīng)過(guò)可反可透凹面鏡204和可反可透平面鏡203后被人眼接收，從而能夠在人眼中形成外界環(huán)境圖像。
[0029]可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示系統(tǒng)能夠向用戶同時(shí)提供掃描光源201輸出的掃描光線和外界環(huán)境光線，使得掃描光線形成的虛擬圖像能夠疊加在外界環(huán)境光線形成的外界環(huán)境圖像上，從而能夠向用戶提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)。
[0030]通過(guò)上述結(jié)構(gòu)可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示系統(tǒng)中采用了傳統(tǒng)光學(xué)器件來(lái)將掃描光線和外界環(huán)境光線傳遞至人眼，由于傳統(tǒng)光學(xué)器件在傳遞圖像光線時(shí)具有低色散的優(yōu)點(diǎn)，所以保證了本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示光學(xué)系統(tǒng)提供的虛擬圖像色彩的準(zhǔn)確性，同時(shí)圖像光線進(jìn)入人眼的損失率相同，不存在同一圖像的一部分光線的損失率較低而另一部分光線的損失率較高而出現(xiàn)的亮度不均勻的現(xiàn)象，從而保證了虛擬圖像的亮度的均勻性，避免了因虛擬圖像的色彩和亮度不均而影響增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的用戶體驗(yàn)。
[0031]在本實(shí)施例中，掃描光源201設(shè)置于焦距鏡組202上方，可反可透平面鏡203設(shè)置于焦距鏡組202下方，且可反可透平面鏡203位于可反可透凹鏡與人眼之間。
[0032]在本實(shí)施例中，請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，如圖2所示，掃描光源201包括光束提供單元2011和二維掃描器件2012，光束提供單元2011用于發(fā)出準(zhǔn)直光線，二維掃描器件2012用于將準(zhǔn)直光線在兩個(gè)不同的方向上進(jìn)行掃描，輸出掃描光線。
[0033]請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的掃描光源201的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，光束提供單元2011具體包括激光發(fā)生器20111和準(zhǔn)直組件20112，激光發(fā)生器20111用于生成激光，準(zhǔn)直組件20112用于將激光進(jìn)行準(zhǔn)直處理，以輸出準(zhǔn)直光線。
[0034]在本實(shí)施例中，請(qǐng)繼續(xù)參考圖3，激光發(fā)生器20111具體包括紅色激光發(fā)生單元201111、藍(lán)色激光發(fā)生單元201112和綠色激光發(fā)生單元201113，以及第一濾波片201114和第二濾波片201115，第一濾波片201114能夠反射紅色激光且透射藍(lán)色激光和綠色激光，第二濾波片201115能夠反射藍(lán)色激光且透射綠色激光，這樣，通過(guò)第一濾波片201114和第二濾波片201115，即能夠?qū)⒓t色激光發(fā)生單元201111、藍(lán)色激光發(fā)生單元201112和綠色激光發(fā)生單元201113各自生成的激光親合到一起，同時(shí)，通過(guò)分別控制紅色激光發(fā)生單元201111、藍(lán)色激光發(fā)生單元201112和綠色激光發(fā)生單元201113輸出的能量，即能夠控制耦合后的激光的顏色。
[0035]在具體實(shí)施過(guò)程中，可以在第一濾波片201114和第二濾波片201115上鍍上選用二氧化硅(化學(xué)式:S12)和五氧化二鉭(化學(xué)式:Ta2O5)等材料形成的薄膜，使得第一濾波片201114能夠反射紅色激光且透射藍(lán)色激光和綠色激光，且第二濾波片201115能夠反射藍(lán)色激光且透射綠色激光，在此就不再贅述了。
[0036]請(qǐng)繼續(xù)參考圖3，在本實(shí)施例中，光束提供單元2011還包括光纖耦合組件20113和光纖20114，光纖耦合組件20113用于將激光發(fā)生器生成的激光耦合進(jìn)入光纖，光纖20114將激光發(fā)射至準(zhǔn)直組件。
[0037]在具體實(shí)施過(guò)程中，光纖20114的出射端研磨為曲面結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參考圖4A和圖4B，圖4A和圖4B為光纖20114的出射端為曲面結(jié)構(gòu)的兩種實(shí)現(xiàn)方式的示意圖，如圖4A所示，光纖20114的出射端201141為一個(gè)完整的曲面結(jié)構(gòu)，如圖4B所示，光纖20114的出射端201141為圓錐臺(tái)加上一個(gè)曲面結(jié)構(gòu)。
[0038]通過(guò)將光纖20114的出射端研磨為曲面結(jié)構(gòu)，可以擴(kuò)大出射光束的數(shù)值孔徑，在短距離的條件下更容易獲得更寬的光束，從而在較短的距離內(nèi)達(dá)到二維掃描器件2012需要的光束寬度，從而減少光纖20114的出射端與二維掃描器件2012之間的距離，增加了掃描光源201的緊湊程度，進(jìn)而減少了掃描光源201所占的體積。
[0039]在具體實(shí)施過(guò)程中，準(zhǔn)直組件20112可以由一個(gè)凸透鏡組成，也可以由能夠?qū)崿F(xiàn)同樣功能的多個(gè)透鏡組成，在此不做限制。
[0040]在另一實(shí)施例中，還可以將激光發(fā)生器20111發(fā)出的激光直接射入到準(zhǔn)直組件20112中，在此就不再贅述了。
[0041 ] 請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，在本實(shí)施例中，二維掃描器2012具體為DMD、二維MEMS振鏡、雙單軸MEMS振鏡、電光偏轉(zhuǎn)器或液晶光柵。
[0042]DMD(英文:Digital Micromirror Device;中文:數(shù)字微鏡裝置)包括控制電路和多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的微鏡片，通過(guò)向控制電路發(fā)送對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，就能夠通過(guò)控制電路控制對(duì)應(yīng)的微鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)控制對(duì)應(yīng)的光線偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)掃描的目的。
[0043]MEMS(英文:Micro-Electro-Mechanical System；中文:微機(jī)電系統(tǒng))振鏡又被稱為MEMS掃描振鏡，能夠?qū)⑶笆龅膾呙韫庠?01輸出的光線進(jìn)行反射，只要MEMS振鏡掃描的速度足夠快，就能夠根據(jù)人眼的視覺暫留現(xiàn)象，在用戶的人眼中形成相應(yīng)的虛擬圖像。
[0044]在具體實(shí)施過(guò)程中，可以采用一個(gè)二維的MEMS振鏡，或者采用兩個(gè)一維的MEMS振鏡組合也即雙單軸MEMS振鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)，在此不做限制。
[0045]EOD(英文= Electro Optic Deflector;簡(jiǎn)稱:電光偏轉(zhuǎn)器)是效率較高的光束角度改變器件，由電光材料制作而成，可以在電壓的作用下控制光線的偏轉(zhuǎn)角度，電光材料例如可以是鈮酸鉀晶體(化學(xué)式:KNbO3)或鈮酸鋰晶體(化學(xué)式:LiNbO3)等等，當(dāng)然，還可以在電光材料上加上四極子電場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生使得折射率隨著加的電壓而產(chǎn)生線性變化，以消除普通偏轉(zhuǎn)器上的壓電效應(yīng)，在此就不再贅述了。
[0046]液晶光柵是指通過(guò)電場(chǎng)來(lái)控制液晶分子形成光柵，并通過(guò)控制光柵周期中每個(gè)臺(tái)階的高度，也即通過(guò)控制入射光通過(guò)臺(tái)階前后的相位差，來(lái)實(shí)現(xiàn)掃描，液晶光柵可以實(shí)質(zhì)上等效為玻璃基質(zhì)的階梯型閃耀光柵，在此就不再贅述了。
[0047]在具體實(shí)施過(guò)程中，液晶光柵可以分為反射式液晶光柵和透射式液晶光柵，如圖2所示，在本實(shí)施例中，二維掃描器2012具體為反射式液晶光柵，在另一實(shí)施例中，二維掃描器2012可以為透射式液晶光柵，則光束提供單元2011的出射光路會(huì)穿過(guò)透射式液晶光柵，在此就不再贅述了。
[0048]上述部分介紹了掃描光源201的具體結(jié)構(gòu)，在接下來(lái)的部分中，將介紹掃描光源201的運(yùn)行原理:
[0049]首先，上位機(jī)(如近眼顯示系統(tǒng)所在的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的處理器)接收到需要顯示的虛擬圖像(或虛擬視頻)后，將每一幀圖像轉(zhuǎn)換成RGB三種顏色的灰度值數(shù)據(jù);例如，激光器設(shè)置的最大能量為E，每種顏色的灰度等級(jí)為8位，即有256個(gè)灰度等級(jí)，單位灰度對(duì)應(yīng)的激光需求能量為E/256;
[0050]然后，激光器驅(qū)動(dòng)組件和二維掃描器2012接收到顯示虛擬圖像的指令時(shí)，激光器驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)激光發(fā)生器20111中的各個(gè)激光發(fā)生單元發(fā)出對(duì)應(yīng)等級(jí)的激光，耦合之后即獲得虛擬圖像上對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)的顏色，而二維掃描器2012此時(shí)則將激光發(fā)生器20111發(fā)出的光線偏轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)的角度，同理，對(duì)于虛擬圖像上的下一個(gè)像素點(diǎn)，也前述方式進(jìn)行顯示，直到完成該幀圖像上所有的像素點(diǎn)，一個(gè)優(yōu)選的方案為，將二維掃描器2012的最大掃描位置或最小掃描位置作為掃描起點(diǎn)。
[0051]二維掃描器2012從O設(shè)置位開始掃描，O設(shè)置為可以是任意，優(yōu)選的，為mems掃描范圍的最大或最小為;掃描速率為V，mems驅(qū)動(dòng)模塊將當(dāng)前的mems位置信息傳遞給激光驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)接收到的mems位置信息獲得該位置信息對(duì)應(yīng)的需顯示圖像像素的灰度值，并將該灰度值轉(zhuǎn)換為調(diào)制激光能量，可以采用時(shí)序的方法依次顯示該顯示視場(chǎng)的RGB三色光信息，優(yōu)先的，三路GRB激光驅(qū)動(dòng)根據(jù)該顯示視場(chǎng)對(duì)應(yīng)每一幀的RGB灰度值同步調(diào)制RGB光源亮度
[0052]請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，如圖2所示，焦距鏡組202具體可以包括定焦鏡組或可變焦鏡組。
[0053]定焦鏡組可以包括位置固定的一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)透鏡，該定焦鏡組的焦距不可變化，此時(shí)也即人眼的最佳觀察位置是固定的，例如可以應(yīng)用在頭盔式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備或帽子式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備中。
[0054]可變焦鏡組可以機(jī)械變焦鏡組，也可以是非機(jī)械變焦鏡組，在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)如滑軌、齒輪或者鉸鏈等方式，來(lái)調(diào)節(jié)多個(gè)光學(xué)透鏡之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)整個(gè)光學(xué)鏡組的焦距的效果;在另一個(gè)實(shí)施例中，可變焦鏡組具體可以為液晶透鏡，液晶透鏡在電場(chǎng)的作用下改變折射率，所以通過(guò)改變電場(chǎng)即能夠?qū)崿F(xiàn)改變液晶透鏡的焦距的效果，與機(jī)械變焦鏡組相比，液晶透鏡具有體積小、厚度薄、易于集成、成像質(zhì)量較好和響應(yīng)時(shí)間較快的優(yōu)點(diǎn)。
[0055]可以看出，通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例提供的可變焦鏡組，能夠使得近視眼用戶或者遠(yuǎn)視眼用戶在使用本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示系統(tǒng)時(shí)無(wú)需再佩戴眼鏡，方便了近視眼用戶或者遠(yuǎn)視眼用戶的使用。
[0056]請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，如圖2所示，可反可透平面鏡203可以為平面可反可透平面鏡，該平面可反可透平面鏡所在的平面與人眼的水平視線呈30度?60度的夾角，較優(yōu)地，該平面可反可透平面鏡所在的平面與人眼的水平視線呈45度的夾角。
[0057]在實(shí)際應(yīng)用中，可反可透平面鏡203可以是在平板玻璃上鍍上一層可反可透膜而得到，可反可透膜具體可以通過(guò)在平板玻璃上鍍選用具有高折射率的硫化鋅(化學(xué)式:ZnS)和具有低折射率的氟化鎂(化學(xué)式:MgF2)等材料形成的膜層，具體地，以采用折射率為2.3的硫化鋅和折射率為1.38的氟化鎂為例，可以通過(guò)G IHLHL | A或者G | 2LHLHL | A的鍍膜結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)可透可反的功能，其中，G為玻璃基材，H為硫化鋅，L氟化鎂，2L表示鍍兩層氟化鎂，A表示空氣，在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過(guò)膜層的厚度來(lái)控制透射光和反射光的比例，例如可以將透射光和反射光的比例控制為I: I等等，在此就不再贅述了。
[0058]在具體實(shí)施過(guò)程中，請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，如圖2所示，可反可透凹面鏡204可以為一旋轉(zhuǎn)對(duì)稱非球面面型的凹面鏡，具有放大的功能，并在近人眼一側(cè)鍍有具有某一透射比的膜層，如透射光與反射光的比為3:7，或1:1等等，當(dāng)然，還可以在可反可透凹面鏡204在遠(yuǎn)離人眼一側(cè)鍍?nèi)缈棺贤饩€，抗輻射等多種功能性膜層，在此不做限制。
[0059]掃描光源201輸出的掃描光線在經(jīng)過(guò)焦距鏡組202后，就會(huì)被可反可透平面鏡203反射至可反可透凹面鏡204，經(jīng)過(guò)可反可透凹面鏡204會(huì)聚反射后，再經(jīng)可反可透平面鏡203后被人眼接收，這樣，通過(guò)人眼的視網(wǎng)膜的視覺暫留現(xiàn)象，掃描光線在就能夠在人眼中形成虛擬圖像；同時(shí)，外界環(huán)境光線依次經(jīng)過(guò)可反可透凹面鏡204和可反可透平面鏡203后被人眼接收，從而能夠在人眼中形成外界環(huán)境圖像，從而使得掃描光線形成的虛擬圖像能夠疊加在外界環(huán)境光線形成的外界環(huán)境圖像上，從而能夠向用戶提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)。
[0060]可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示系統(tǒng)中采用了傳統(tǒng)光學(xué)器件來(lái)將掃描光線和外界環(huán)境光線傳遞至人眼，由于傳統(tǒng)光學(xué)器件在傳遞圖像光線時(shí)具有低色散的優(yōu)點(diǎn)，所以保證了本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示光學(xué)系統(tǒng)提供的虛擬圖像色彩的準(zhǔn)確性，同時(shí)圖像光線進(jìn)入人眼的損失率相同，不存在同一圖像的一部分光線的損失率較低而另一部分光線的損失率較高而出現(xiàn)的亮度不均勻的現(xiàn)象，從而保證了虛擬圖像的亮度的均勻性，避免了因虛擬圖像的色彩和亮度不均而影響增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的用戶體驗(yàn)。
[0061]本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供了一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備，包括如第一方面介紹的近眼顯示系統(tǒng)。
[0062]在第一方面中已經(jīng)詳細(xì)介紹了近眼顯示系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行過(guò)程，在此就不再贅述了。
[0063]本發(fā)明實(shí)施例中的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或者優(yōu)點(diǎn):
[0064]本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示系統(tǒng)中采用了傳統(tǒng)光學(xué)器件來(lái)將掃描光線和外界環(huán)境光線傳遞至人眼，由于傳統(tǒng)光學(xué)器件在傳遞圖像光線時(shí)具有低色散的優(yōu)點(diǎn)，所以保證了本發(fā)明實(shí)施例提供的近眼顯示光學(xué)系統(tǒng)提供的虛擬圖像色彩的準(zhǔn)確性，同時(shí)圖像光線進(jìn)入人眼的損失率相同，不存在同一圖像的一部分光線的損失率較低而另一部分光線的損失率較高而出現(xiàn)的亮度不均勻的現(xiàn)象，從而保證了虛擬圖像的亮度的均勻性，避免了因虛擬圖像的色彩和亮度不均而影響增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的用戶體驗(yàn)。
[0065]本說(shuō)明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0066]本說(shuō)明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0067]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種近眼顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括:掃描光源、焦距鏡組、可反可透平面鏡和可反可透凹面鏡； 所述掃描光源輸出的掃描光線經(jīng)過(guò)所述焦距鏡組后，被所述可反可透平面鏡反射至可反可透凹面鏡，經(jīng)過(guò)所述可反可透凹面鏡會(huì)聚反射后，再經(jīng)所述可反可透平面鏡后被人眼接收； 外界環(huán)境光線依次經(jīng)過(guò)所述可反可透凹面鏡和所述可反可透平面鏡后被人眼接收。2.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描光源設(shè)置于所述焦距鏡組上方，所述可反可透平面鏡設(shè)置于所述焦距鏡組下方，且所述可反可透平面鏡位于所述可反可透凹鏡與人眼之間。3.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描光源包括光束提供單元和二維掃描器件，所述光束提供單元用于發(fā)出準(zhǔn)直光線，所述二維掃描器件用于將所述準(zhǔn)直光線在兩個(gè)不同的方向上進(jìn)行掃描，輸出所述掃描光線。4.如權(quán)利要求3所述的近眼顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述光束提供單元具體包括激光發(fā)生器和準(zhǔn)直組件，所述激光發(fā)生器用于生成激光，所述準(zhǔn)直組件用于將所述激光進(jìn)行準(zhǔn)直處理，以輸出所述準(zhǔn)直光線。5.如權(quán)利要求4所述的近眼顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述光束提供單元還包括光纖耦合組件和光纖，所述光纖耦合組件用于將所述激光發(fā)生器生成的激光耦合進(jìn)入所述光纖，所述光纖將所述激光發(fā)射至所述準(zhǔn)直組件。6.如權(quán)利要求5所述的近眼顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖的出射端研磨為曲面結(jié)構(gòu)。7.如權(quán)利要求3所述的近眼顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述二維掃描器件具體為DMD、二維MEMS振鏡、雙單軸MEMS振鏡、EOD或液晶光柵。8.如權(quán)利要求1所述的近眼顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述焦距鏡組包括定焦鏡組或可變焦鏡組。9.如權(quán)利要求8所述的近眼顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述可變焦鏡組具體為液晶透鏡。10.—種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9中任一權(quán)項(xiàng)所述的近眼顯示系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G02B27/01GK105892058SQ201610344148
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】黃琴華, 周旭東, 喻秀英
【申請(qǐng)人】成都理想境界科技有限公司