虛擬現(xiàn)實(shí)3d場景用的景深識(shí)別光學(xué)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)顯像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種虛擬現(xiàn)實(shí)3D場景用的景深識(shí)別光學(xué)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]虛擬現(xiàn)實(shí)3D場景顯示包括3D娛樂游戲和影視節(jié)目欣賞，是當(dāng)前科技領(lǐng)域的熱點(diǎn)。然而，目前3D立體影像的顯示，一般都需要大型3D立體電影放映系統(tǒng)(如電影院或家庭影院等)，不能做到小型化，也不夠輕便，因此難以實(shí)現(xiàn)家用手持式或穿戴式等簡易輕便的方式。
[0003]此外，據(jù)目前的報(bào)道顯示，也有一些大型網(wǎng)通公司準(zhǔn)備在未來幾年推出一些穿戴式虛擬現(xiàn)實(shí)3D顯示游戲或視頻的眼鏡，但據(jù)其報(bào)道的結(jié)構(gòu)都是僅用一個(gè)顯示屏，在實(shí)際使用中，這些結(jié)構(gòu)不具備景深識(shí)別功能，因此其三維立體的效果也不能令人滿意。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、輕巧小型、可實(shí)現(xiàn)穿戴式，且可較好地實(shí)現(xiàn)景深識(shí)別功能的虛擬現(xiàn)實(shí)3D場景用的景深識(shí)別光學(xué)裝置。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種虛擬現(xiàn)實(shí)3D場景用的景深識(shí)別光學(xué)裝置，包括電源、可變焦透鏡組、兩個(gè)反射鏡和兩個(gè)顯示屏，可變焦透鏡組設(shè)于人眼前方，兩個(gè)反射鏡對(duì)稱設(shè)于可變焦透鏡組前方，且兩個(gè)反射鏡之間成50?70°夾角放置，兩個(gè)顯示屏對(duì)應(yīng)設(shè)于兩個(gè)反射鏡的外側(cè)；電源分別與可變焦透鏡組和兩個(gè)顯示屏連接。其中，各反射鏡的大小、尺寸均與各顯示屏相同，該結(jié)構(gòu)中，位于左、右兩側(cè)的兩個(gè)顯示屏分別產(chǎn)生左、右眼所看到的存在視差的鏡像畫面，經(jīng)過位于左、右兩側(cè)的兩個(gè)反射鏡反射和可變焦透鏡組后，對(duì)兩眼視差加以放大，最后由人眼接收，使人感覺到遠(yuǎn)近不一的立體圖像；該過程中，通過對(duì)左右圖像(或視頻影像)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和調(diào)整，可以模擬出任何距離(從眼前到無窮遠(yuǎn))的物體圖像。
[0006]所述光學(xué)裝置還包括外殼，電源、可變焦透鏡組、兩個(gè)反射鏡和兩個(gè)顯示屏均設(shè)于外殼內(nèi)。其中，電源為兩個(gè)顯示屏供電，在可變焦透鏡組采用電動(dòng)變焦鏡時(shí)，也為可變焦透鏡組供電。
[0007]所述外殼為內(nèi)面是黑色的殼體，可屏蔽防止外部雜散光的干擾。
[0008]所述可變焦透鏡組包括左透鏡組和右透鏡組，兩個(gè)反射鏡包括左反射鏡和右反射鏡，兩個(gè)顯示屏包括左顯示屏和右顯示屏；左反射鏡位于左透鏡組前方，右反射鏡位于右透鏡組前方，左顯示屏位于左反射鏡左側(cè)，右顯示屏位于右反射鏡右側(cè)。
[0009]所述左透鏡組和右透鏡組均是焦距為10?15cm的正透鏡；
[0010]所述左反射鏡和右反射鏡均為可見光反射鏡，左反射鏡向左傾斜設(shè)置，左反射鏡與人眼所在平面之間的夾角為55?65°，右反射鏡向右傾斜設(shè)置，右反射鏡與人眼所在平面之間的夾角為55?65° ;
[0011]所述左顯示屏和右顯示屏均為4?5寸的高清數(shù)碼顯示屏，分辨率彡1920 X 1080，且左顯示屏和右顯示屏分別自帶存儲(chǔ)器；左顯示屏和右顯示屏對(duì)稱設(shè)置，左顯示屏向右傾斜設(shè)置，左顯示屏與人眼所在平面之間的夾角為54?64°，右顯示屏向左傾斜設(shè)置，右顯示屏與人眼所在平面之間的夾角為54?64°。
[0012]所述可變焦透鏡組與人眼的距離為I?3cm。
[0013]所述電源是電壓為1.5?5伏的可充電電池。
[0014]上述虛擬現(xiàn)實(shí)3D場景用的景深識(shí)別光學(xué)裝置的成像方法，包括以下步驟:
[0015](I)左顯示屏和右顯示屏上同時(shí)播放存在視差的鏡像圖像；
[0016](2)左顯示屏上的圖像先經(jīng)過左反射鏡反射，再通過左透鏡組折射后進(jìn)入使用者左眼，右顯示屏上的圖像先經(jīng)過右反射鏡反射，再通過右透鏡組折射后進(jìn)入使用者右眼；放大左顯示屏和右顯示屏圖像的視差，通過左右兩個(gè)反射鏡和透鏡組的進(jìn)一步放大后，在人腦中產(chǎn)生遠(yuǎn)近不一的立體圖像，從而在人眼中產(chǎn)生虛擬現(xiàn)實(shí)的3D場景。
[0017]上述虛擬現(xiàn)實(shí)3D場景用的景深識(shí)別光學(xué)裝置及其成像方法的作用原理是:人的雙眼由于相隔一定距離，故分別看到的圖像角度與側(cè)面均不同，這便是所謂的視差，視差的存在使人腦產(chǎn)生空間感，人看不同距離物體時(shí)，通過眼部肌肉控制眼球轉(zhuǎn)動(dòng)，雙眼視線的夾角不同，通過左右視線的交點(diǎn)來確定事物的距離，這是人眼判斷距離的主要方式；因此，在上述光學(xué)裝置通過位于左、有的兩個(gè)顯示屏和兩個(gè)反射鏡，可以讓左、右眼看到預(yù)先提供的不同角度與側(cè)面的圖像，從而讓觀察者觀察到模擬的3D空間圖像；另一方面，人眼在看物體時(shí)會(huì)通過睫狀肌控制晶狀體改變其焦距以看清不同距離的物體，通過對(duì)對(duì)焦位置的感覺以及近處和遠(yuǎn)處離焦位置模糊的情況，也可以大致判斷物體的距離，因此，本光學(xué)裝置通過給成像光路加入變焦透鏡組來模擬出這種效果。
[0018]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0019]1、本光學(xué)裝置采用了巧妙的光學(xué)設(shè)計(jì)，使得整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡單(僅需三對(duì)主要部件)，使整個(gè)裝置小型輕巧，可實(shí)現(xiàn)頭戴式，使用輕便，制作成本也低，能較好地推廣于家用娛樂以及健康診療設(shè)備領(lǐng)域。將本光學(xué)裝置結(jié)合目前的數(shù)字智能虛擬三維立體視頻影像技術(shù)，使之可產(chǎn)生具有景深識(shí)別功能的虛擬現(xiàn)實(shí)3D立體縱深場景，可使使用者感受虛擬世界的逼真感受。
[0020]2、本光學(xué)裝置通過雙顯示屏、反射鏡放大和變焦透鏡組調(diào)焦的綜合作用，使得整個(gè)裝置盡管尺度僅約20厘米，卻可產(chǎn)生上百米甚至更遠(yuǎn)(理論上無窮遠(yuǎn))的景深，能產(chǎn)生效果明顯的具有景深識(shí)別功能的立體三維縱深場景，可使使用者感受虛擬世界的逼真感受。
【附圖說明】
[0021]圖1為本光學(xué)裝置的原理示意圖。其中I和2分別為結(jié)構(gòu)相同的左透鏡組和右透鏡組，3和4分別為結(jié)構(gòu)相同的左顯示屏和右顯示屏，5和6分別為結(jié)構(gòu)相同的左反射鏡和右反射鏡，7為外殼，8為虛擬圖像。
[0022]圖2為本光學(xué)裝置中電源的供電原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0024]實(shí)施例1
[0025]本實(shí)施例一種虛擬現(xiàn)實(shí)3D場景用的景深識(shí)別光學(xué)裝置，如圖1所示，包括電源(圖中未示出)、可變焦透鏡組、兩個(gè)反射鏡和兩個(gè)顯示屏，可變焦透鏡組設(shè)于人眼前方，兩個(gè)反射鏡對(duì)稱設(shè)于可變焦透鏡組前方，且兩個(gè)反射鏡之間成50?70°夾角對(duì)稱放置，兩個(gè)顯示屏對(duì)應(yīng)設(shè)于兩個(gè)反射鏡的外側(cè)；電源分別與可變焦透鏡組和兩個(gè)顯示屏連接。其中，各顯示屏的大小、尺寸均與各反射鏡相同。
[0026]光學(xué)裝置還包括外殼7，電源、可變焦透鏡組、兩個(gè)反射鏡和兩個(gè)顯示屏均設(shè)于外殼內(nèi)。外殼為內(nèi)面是黑色的殼體，可屏蔽防止外部雜散光的干擾。
[0027]如圖1所示，可變焦透鏡組包括左透鏡組I和右透鏡組2，兩個(gè)反射鏡包括左反射鏡5和右反射鏡6，兩個(gè)顯示屏包括左顯示屏3和右顯示屏4 ;左反射鏡位于左透鏡組前方