CN107490867A - 虚拟现实（vr）投影成像系统 - Google Patents

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Abstract

一种虚拟现实投影成像系统，包括：3D眼镜，左眼设置第一偏振镜片，右眼设置第二偏振镜片；投影组件，包括设置于右眼右侧的第一偏振光投影仪以及设置于左眼左侧的第二偏振光投影仪；动作识别系统，其识别用户的空间位置变化，将所述变化传送给控制系统；控制系统，所述变化信息刷新相应的虚拟现实场景视频内容，通将刷新后的虚拟现实场景视频内容传输到投影组件，所述投影仪组件刷新后的虚拟现实场景视频投放显示空间上；遮挡组件，用于部分遮挡进入左眼的第一偏振光的散射光，以及部分遮挡进入右眼的第二偏振光的散射光。

Description

虚拟现实（VR）投影成像系统
技术领域
本发明涉及一种投影成像系统，尤其是涉及一种虚拟现实投影成像系统。
背景技术
虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是近年来出现的高新技术，通过使用计算机等一系列手段、方式对现实中的事物甚至一些还处在人们的想象中的事物进行虚拟模拟，并通过视觉、听觉甚至是触觉等方式，提供给用户以身临其境的感官感受。随后VR技术的日益成熟和发展，其应用领域也逐渐拓宽。到目前为止，虚拟技术在教学、制造工业、建筑和城市规划、娱乐业、医学、石油工业等领域已经获得了广泛的应用，并且取得了良好的成就。
虚拟现实技术具有沉浸感(Immersion)、交互性(Interactivity)和构想(Imagination)三个主要特征。沉浸感，指的是虚拟现实环境提供给用户的一种感受虚拟事物的真实程度，这种真实感受包括视觉、听觉、触觉等方面；交互性，指的是用户和虚拟环境之间存在一定的互动机制，用户可以通过一定的方式对虚拟环境中的事物进行操作。用户和虚拟现实(VR)实现沉浸交互的方式之一就是虚拟现实投影成像技术。
在能带来现场沉浸感的多种虚拟现实显示系统常有设备中，虚拟三维投影显示系统以其高度临场感和高度参与性，使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流与现实构想，成为目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真实现手段和方式，应用最为广泛。
投入型虚拟现实显示系统，比较常用的是以立体投影技术为基础的立体投影系统。立体显示的基本原理就是要以人工方式来重现视差，即将具有水平视差的左眼图像和右眼图像分别输送给观察者的左眼和右眼，使得观察者能够感知到立体深度，形成立体感。
在虚拟显示的投影显示中，当投影设备的投影点与用户的观看点位置相距较远时，投影的形状将因投影区域和投影角度的变化而变形或扭曲，用户观察到的投影画面将产生变形。为了解决上述问题，201610754119.7的发明专利提出了一种虚拟现实投影成像系统，其中将投影仪安装在3D眼镜的设定距离范围内，投影仪的投影方向与3D眼镜的视觉方向一致，从而得到抗扭曲投影成像系统，实现在任意投影角度，任意形状的投影区域下，投影画面不会产生变形或扭曲。
但是，201610754119.7发明专利的技术方案中，由于将投影仪设置在距离3D眼镜很近的位置，投射光在受到投影路径上空气中灰尘等颗粒影响会产生散射，尤其是距离眼镜较近的位置单位面积光强度较大，散射光照射到用户眼睛中会影响用户的观看效果。
为了解决上述问题，作为201610754119.7发明专利的改进，在先发明提出了一种改进的虚拟现实投影成像系统，通过设置遮挡组件，在不遮挡显示空间的显示光的情况下，部分遮挡所述投影组件投射光的投射路径上的散射光，从而减小投影光散射的影响。但是，上述改进仅能够屏蔽部分散射光，还存在影响虚拟现实观影效果的散射光。
发明内容
本发明作为现有技术的进一步改进，提出了一种便携式虚拟现实投影成像系统，其能够进一步对于投射路径的散射光进行屏蔽。
作为本发明的一个方面，提供一种虚拟现实投影成像系统，包括：一种虚拟现实投影成像系统，包括：3D眼镜，其设置于用户眼睛上，使通过3D眼镜到达人眼的光线形成三维效果；投影组件，用于将虚拟现实投影成像在显示空间内；动作识别系统，其识别用户的空间位置变化，将所述变化传送给控制系统；控制系统，其根据用户的空间位置变化信息刷新相应的虚拟现实场景视频内容，通将刷新后的虚拟现实场景视频内容传输到投影组件，所述投影仪组件刷新后的虚拟现实场景视频投放显示空间上；其特征在于：所述投影组件包括设置于右眼右侧的第一偏振光投影仪以及设置于左眼左侧的第二偏振光投影仪；所述3D眼镜左眼设置仅接收第一偏振光的第一偏振镜片，右眼设置仅接收第二偏振光的的第二偏振镜片；所述虚拟现实投影成像系统还包括遮挡组件，其在不遮挡显示空间的显示光的情况下，部分遮挡所述投影组件投射光的投射路径上的散射光；所述遮挡组件包括第一遮挡片以及第二遮挡片，所述第一遮挡片用于遮挡左眼，所述第二遮挡片用于遮挡右眼；所述第一遮挡片设置于左眼与投影空间最右侧所形成平面内，由左眼右侧延伸到左眼与投影空间最右侧所形成平面与右眼与投影空间最左侧所形成平面的交叉位置；所述第二遮挡片设置于右眼与投影空间最左侧所形成的平面内，由右眼左侧延伸到右眼与投影空间最左侧所形成平面与左眼与投影空间最右侧所形成平面的交叉位置。
优选的，所述第一偏振光投影仪距离左眼在设定距离内，所述第二偏振光投影仪距离右眼在设定范围内。
优选的，所述第一遮挡片遮挡第一偏振光投影仪投射路径上的部分投射光；所述第二遮挡片遮挡第二偏振光投影仪投射路径上的部分投射光。
优选的，所述第一遮挡片的材料与第二偏振镜片相同，所述第二遮挡片的材料与第一偏振镜片相同。
作为本发明的另外一个方面，提供一种虚拟现实投影成像系统，包括：虚拟现实头盔，其包括设置于左眼的第一镜片以及设置于右眼的第二镜片；投影组件，用于将虚拟现实投影成像在显示空间内；动作识别系统，其识别用户的空间位置变化，将所述变化传送给控制系统；控制系统，其根据用户的空间位置变化信息刷新相应的虚拟现实场景视频内容，通将刷新后的虚拟现实场景视频内容传输到投影组件，所述投影仪组件刷新后的虚拟现实场景视频投放显示空间上；其特征在于：所述投影组件包括设置于右眼右侧的第一偏振光投影仪以及设置于左眼左侧的第二偏振光投影仪；第一镜片为仅接收第一偏振光的第一偏振镜片，第二镜片为仅接收第二偏振光的的第二偏振镜片；所述虚拟现实投影成像系统还包括遮挡组件，其在不遮挡显示空间的显示光的情况下，部分遮挡所述投影组件投射光的投射路径上的散射光；所述遮挡组件包括第一遮挡片以及第二遮挡片，所述第一遮挡片用于遮挡左眼，所述第二遮挡片用于遮挡右眼；所述第一遮挡片设置于左眼与投影空间最右侧所形成平面内，由左眼右侧延伸到左眼与投影空间最右侧所形成平面与右眼与投影空间最左侧所形成平面的交叉位置；所述第二遮挡片设置于右眼与投影空间最左侧所形成的平面内，由右眼左侧延伸到右眼与投影空间最左侧所形成平面与左眼与投影空间最右侧所形成平面的交叉位置。
附图说明
图1是本发明实施例的光路示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。
本发明实施例的虚拟现实投影成像系统，包括3D眼镜，投影组件，动作识别系统以及控制系统。其中3D眼镜设置于用户眼睛上，使通过3D眼镜到达人眼的光线形成三维效果。3D眼镜为偏振式3D眼镜，左眼设置仅接收第一偏振光的第一偏振镜片，右眼设置仅接收第二偏振光的的第二偏振镜片。
本发明另外实施例的虚拟现实投影成像系统，可以包括虚拟现实头盔，投影组件，动作识别系统以及控制系统。其中虚拟现实头盔包括设置于左眼的第一镜片以及设置于右眼的第二镜片；第一镜片为仅接收第一偏振光的第一偏振镜片，第二镜片为设置仅接收第二偏振光的的第二偏振镜片。
投影组件，包括向显示空间投射第一偏振光的第一偏振光投影仪10以及向显示空间投射第二偏振光的第二偏振光投影仪20。其中，设置第一偏振光投影仪10以及第二偏振光投影仪20距离左眼30以及右眼40的距离，使第一偏振光投影仪10距离左眼30在小于设定50cm的设定距离内，第二偏振光投影仪20距离右眼40在小于设定50cm的设定范围内，从而使投影仪的投影方向与3D眼镜或者虚拟现实头盔眼睛的视觉方向一致，得到抗扭曲投影成像系统，从而投影画面不会产生变形或扭曲。
动作识别系统，其实时捕捉3D眼镜或者虚拟现实头盔的用户的空间位置变化，该空间位置变化包括头部和身体空间位置的变化，将捕捉的用户的空间位置变化通过传送元件传送到控制系统。
控制系统，其根据用户的空间位置变化信息刷新相应的虚拟现实场景视频内容，通将刷新后的虚拟现实场景视频内容传输到投影组件，投影仪组件刷新后的虚拟现实场景视频投放显示空间上。
遮挡组件，其可以设置在3D眼镜或者虚拟现实头盔上，用于在不遮挡显示空间的显示光的情况下，部分遮挡投影组件投射光的投射路径上的散射光。
具体的，参见附图1，第一偏振光投影仪10设置于右眼右侧，用于向显示空间200投射第一偏振光，显示空间200反射的第一偏振光通过设置于左眼30上的第一偏振片到达左眼。第二偏振光投影仪20设置于左眼左侧，用于向显示空间200投射第二偏振光，显示空间200反射的第二偏振光通过设置于右眼40上的第二偏振片到达右眼40。
第一偏振光投影仪10的投射路径上存在第一偏振光的散射光，第二偏振光投影仪20的投射路径上存在第二偏振光的散射光，其进入左眼30或者右眼40会影响用户观影效果。
遮挡组件包括第一遮挡片50以及第二遮挡片60，第一遮挡片50用于遮挡可能进入左眼30的第一偏振光的散射光，第二遮挡片60用于遮挡可能进入右眼40的第二偏振光的散射光。
第一遮挡片50设置于左眼30与投影空间200最右侧所形成平面101内，由左眼30右侧延伸到左眼30与投影空间200最右侧所形成平面101与右眼40与投影空间200最左侧所形成平面102的交叉位置。从而，第一偏振光投影仪10投射路径上区域110的第一偏振光的散射光都被第一遮挡片50屏蔽。第一遮挡片50可以使用屏蔽第一偏振光的材料制备，例如使用与第二偏振片相同的材料。
第二遮挡片60设置于右眼40与投影空间200最左侧所形成平面102内，由右眼40左侧延伸到右眼40与投影空间200最左侧所形成平面102与左眼30与投影空间200最右侧所形成平面101的交叉位置。从而，第二偏振光投影仪20投射路径上区域210的第二偏振光的散射光都被第二遮挡片60屏蔽。第二遮挡片60可以使用屏蔽第二偏振光的材料制备，例如使用与第一偏振片相同的材料。
通过上述实施例中偏振光投影仪，偏振镜片以及遮挡组件的结构设置，在不遮挡显示空间的显示光的情况，进一步屏蔽偏振光投影仪的投射路径上的散射光，从而进一步降低了投射路径上散射光对于用户虚拟现实观影效果的影响。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述公开内容之后，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，在不脱离本发明原理前提下，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (2)

1.一种虚拟现实投影成像系统，包括：3D眼镜，其设置于用户眼睛上，使通过3D眼镜到达人眼的光线形成三维效果；投影组件，用于将虚拟现实投影成像在显示空间内；动作识别系统，其识别用户的空间位置变化，将所述变化传送给控制系统；控制系统，其根据用户的空间位置变化信息刷新相应的虚拟现实场景视频内容，通将刷新后的虚拟现实场景视频内容传输到投影组件，所述投影仪组件刷新后的虚拟现实场景视频投放显示空间上；其特征在于：所述投影组件包括设置于右眼右侧的第一偏振光投影仪以及设置于左眼左侧的第二偏振光投影仪；所述3D眼镜左眼设置仅接收第一偏振光的第一偏振镜片，右眼设置仅接收第二偏振光的的第二偏振镜片；
所述虚拟现实投影成像系统还包括遮挡组件，其在不遮挡显示空间的显示光的情况下，部分遮挡所述投影组件投射光的投射路径上的散射光；所述遮挡组件包括第一遮挡片以及第二遮挡片，所述第一遮挡片用于遮挡左眼，所述第二遮挡片用于遮挡右眼；所述第一遮挡片设置于左眼与投影空间最右侧所形成平面内，由左眼右侧延伸到左眼与投影空间最右侧所形成平面与右眼与投影空间最左侧所形成平面的交叉位置；所述第二遮挡片设置于右眼与投影空间最左侧所形成的平面内，由右眼左侧延伸到右眼与投影空间最左侧所形成平面与左眼与投影空间最右侧所形成平面的交叉位置。
2.根据权利要求1所述的虚拟现实系统，其特征在于：所述第一偏振光投影仪距离左眼在设定距离范围内，所述第二偏振光投影仪距离右眼在设定距离范围内。
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