一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，尤其涉及一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(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?；跀z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(jué)效果。
[0003]現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備大都采用微顯示器作為虛擬顯示圖像源，如LCD、DLP、LCOS或OLED等，光學(xué)系統(tǒng)通常采用陣列波導(dǎo)、全息波導(dǎo)、離軸光學(xué)系統(tǒng)等，將虛擬圖像投影入人眼，同時(shí)可以通過(guò)相應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)看見外界的真實(shí)物體，但均存在視場(chǎng)較小的技術(shù)問(wèn)題，例如谷歌眼鏡的視場(chǎng)為14°，微軟的全息眼鏡的視場(chǎng)為30°等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備，解決現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備存在的視場(chǎng)較小的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大增強(qiáng)顯示設(shè)備的視場(chǎng)的技術(shù)效果。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備，包括光源輸出裝置、MEMS振鏡、可透可反裝置和光線反射會(huì)聚裝置，所述MEMS振鏡設(shè)置于所述光線反射會(huì)聚裝置的焦點(diǎn)上、或所述光線反射會(huì)聚裝置的光軸上且遠(yuǎn)離所述焦點(diǎn)；
[0006]所述光源輸出裝置用于輸出根據(jù)影像信息調(diào)制的光線;所述光源輸出裝置輸出的光線經(jīng)所述MEMS振鏡反射，再由所述可透可反裝置透射至所述光線反射會(huì)聚裝置，再經(jīng)所述光線反射會(huì)聚裝置進(jìn)行會(huì)聚后反射至所述可透可反裝置，最后由所述可透可反裝置反射至人眼形成投影圖像;環(huán)境光線經(jīng)所述可透可反裝置透射至人眼形成環(huán)境圖像。
[0007]可選地，所述MEMS振鏡能夠在第一方向和第二方向上進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，所述第一方向與所述第二方向垂直。
[0008]可選地，所述光源輸出裝置包括主控單元、三色激光發(fā)生單元和合光單元;所述主控單元對(duì)所述影像信息進(jìn)行解碼并生成所述三色激光發(fā)生單元的控制時(shí)序，所述三色激光發(fā)生單元根據(jù)所述控制時(shí)序發(fā)出激光，所述合光單元將所述三色激光發(fā)生單元發(fā)出的激光組合為相同光路。
[0009]可選地，所述三色激光發(fā)生單元具體為紅綠藍(lán)激光發(fā)生單元。
[0010]可選地，所述三色激光發(fā)生單元中每種激光發(fā)生單元具有準(zhǔn)直器和/或光束整形元件。
[0011]可選地，所述合光單元具體為X立方體棱鏡或二向色鏡合色結(jié)構(gòu)。
[0012]可選地，所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備還包括驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)所述主控單元生成的二維偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在所述三色激光發(fā)生單元根據(jù)所述控制時(shí)序發(fā)出激光時(shí)，同步控制所述MEMS振鏡進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。
[0013]可選地，所述可透可反裝置具體為表面鍍有可透可反膜層的平板玻璃，或包括由兩片直角棱鏡膠合而成的棱鏡結(jié)構(gòu)，所述棱鏡結(jié)構(gòu)的膠合面鍍有所述可透可反膜層。
[0014]可選地，所述可透可反膜層的透射光和反射光的比例為1:1。
[0015]可選地，所述可透可反膜層的平面與靜止時(shí)的所述MEMS振鏡的法線成75°?105°的夾角。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0017]由于本發(fā)明實(shí)施例提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備中MEMS振鏡設(shè)置于光線反射會(huì)聚裝置的焦點(diǎn)上、或光線反射會(huì)聚裝置的光軸上且遠(yuǎn)離焦點(diǎn)，保證了 MEMS振鏡與光線反射會(huì)聚裝置之間的光線路徑，明顯擴(kuò)大了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備的視場(chǎng)，從而能夠向用戶展示更多的內(nèi)容，繼而提高了用戶的使用體驗(yàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]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:
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的MEMS振鏡20位于光線反射會(huì)聚裝置40的焦點(diǎn)時(shí)視場(chǎng)的示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的MEMS振鏡20位于光線反射會(huì)聚裝置40的光軸上且遠(yuǎn)離焦點(diǎn)時(shí)視場(chǎng)的示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一個(gè)實(shí)施例的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的X立方體棱鏡1031的光路示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二個(gè)實(shí)施例的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的二向色鏡合色結(jié)構(gòu)1032的光路示意圖；
[0026]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的可透可反裝置30為表面鍍有可透可反膜層的平板玻璃31的光路不意圖；
[0027]圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的可透可反裝置30為由兩片直角棱鏡膠合而成的棱鏡結(jié)構(gòu)32的光路不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]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(méi)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。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例提供一種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備，請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該設(shè)備包括光源輸出裝置10、MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微機(jī)電系統(tǒng))振鏡20、可透可反裝置30和光線反射會(huì)聚裝置
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[0030]首先，介紹一下本發(fā)明實(shí)施例提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備的光路圖:請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，如圖1所示，光源輸出裝置10用于輸出根據(jù)影像信息調(diào)制的光線;光源輸出裝置10輸出的光線經(jīng)MEMS振鏡20反射，再由可透可反裝置30透射至光線反射會(huì)聚裝置40，再經(jīng)光線反射會(huì)聚裝置進(jìn)行會(huì)聚后反射至可透可反裝置30，最后由可透可反裝置30反射至人眼110形成投影圖像，從而在視網(wǎng)膜120上成像;環(huán)境光線經(jīng)可透可反裝置30透射至人眼110形成環(huán)境圖像。這樣，用戶不僅能夠看見增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備提供的虛擬圖像，還能夠看見外界環(huán)境的真實(shí)圖像，從而獲得虛擬圖像和真實(shí)圖像疊加后的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的顯示效果。
[0031]然后，介紹一下本發(fā)明實(shí)施例提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大視場(chǎng)的過(guò)程:在本實(shí)施例中，MEMS振鏡20設(shè)置于光線反射會(huì)聚裝置40的焦點(diǎn)上、或光線反射會(huì)聚裝置40的光軸上且遠(yuǎn)離焦點(diǎn)，繼續(xù)參考圖2和圖3，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的MEMS振鏡20位于光線反射會(huì)聚裝置40的焦點(diǎn)時(shí)視場(chǎng)的示意圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的MEMS振鏡20位于光線反射會(huì)聚裝置40的光軸上且遠(yuǎn)離焦點(diǎn)時(shí)視場(chǎng)的示意圖。在實(shí)際應(yīng)用中，MEMS振鏡20在水平方向和垂直方向上的偏轉(zhuǎn)角度可以達(dá)到40° Χ30°，甚至更大，在接下來(lái)的部分中，以40°X 30°為例進(jìn)行介紹:
[0032]如圖2所示，在MEMS振鏡20設(shè)置在光線反射會(huì)聚裝置40的焦點(diǎn)時(shí)，經(jīng)過(guò)MEMS振鏡20反射的光線由可透可反裝置30透射至光線反射會(huì)聚裝置40后，再經(jīng)光線反射會(huì)聚裝置40進(jìn)行會(huì)聚后反射至可透可反裝置30，最后由可透可反裝置30反射至人眼形成投影圖像，此時(shí)，從而在視網(wǎng)膜120上的成像角度為40° X 30°，提供給用戶的視場(chǎng)為40° X 30°，需要說(shuō)明的是，圖2中僅僅示出了一個(gè)方向，另一個(gè)方向同理可知。可以明顯看出，與現(xiàn)有技術(shù)中增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備的視場(chǎng)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備的視場(chǎng)明顯擴(kuò)大，從而能夠向用戶展示更多的內(nèi)容，繼而提高了用戶的使用體驗(yàn)；
[0033]請(qǐng)繼續(xù)參考圖3，由于MEMS振鏡20位于光線反射會(huì)聚裝置40的光軸上且遠(yuǎn)離焦點(diǎn)，所以光線反射會(huì)聚裝置40會(huì)聚的光線在人眼處會(huì)聚的角度會(huì)變大，本發(fā)明實(shí)施例提供的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)設(shè)備提供的視場(chǎng)也會(huì)大于40° Χ30°這一視場(chǎng)，從而使得本發(fā)明實(shí)施例提供