CN109164583A - 一种水下ar装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水下AR装置。所述眼镜包括激光器、空间光调制器、光束分束器、聚焦准直透镜、反射镜、传播全息器件和水下物镜，所述水下物镜为整形光束光具模组，从上到下依次包括整流罩、凸透镜、凹透镜、平凸透镜和非球面镜；所述激光器负责发射光束，提供光波；所述空间光调制器用来对所述激光器所发出光波的空间分布进行调制，生成要传输的虚拟画面；所述虚拟画面经过所述空间光调制器调制后的光波依次经过所述光束分束器、所述聚焦准直透镜、所述反射镜和所述传播全息器件进入人眼；所述水中现实场景发出的光经所述水下物镜和所述传播全息器件进入人眼。采用本发明的装置能够解决传统水下眼镜在深水中耐压力差、像差大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及增强现实技术领域，特别是涉及一种水下AR装置。
背景技术
在先技术中，专利CN108152965A中提出了一种水下VR体验设备，在该专利中针对如何防水及功能进行阐述。在专利CN108490620A中，提出了一种VR潜水镜，其核心在于解决相关产品需要控制平台进行操作的体验。以上技术均不能使得眼镜与使用者共同深入深水中，针对深水中的复杂情况对水压、像差等因素做优化，不能从本质上解决使用过程中的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种水下AR装置，能够解决传统水下眼镜在深水中耐压力差、像差大的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种水下AR装置，所述眼镜包括激光器、空间光调制器、光束分束器、聚焦准直透镜、反射镜、传播全息器件和水下物镜，所述水下物镜为整形光束光具模组，从上到下依次包括整流罩、凸透镜、凹透镜、平凸透镜和非球面镜；所述激光器负责发射光束，提供光波；所述空间光调制器用来对所述激光器所发出光波的空间分布进行调制，生成要传输的虚拟画面；所述虚拟画面经过所述空间光调制器调制后的光波依次经过所述光束分束器、所述聚焦准直透镜、所述反射镜和所述传播全息器件进入人眼；所述水中现实场景发出的光经所述水下物镜和所述传播全息器件进入人眼。
可选的，所述激光器为重复脉冲、可调谐、光泵式中的一种。
可选的，所述空间光调制器为透射式、反射式、LCOS微显示中的一种。
可选的，所述光束分束器为一维线状、二维面阵排列、衍射激光分束中的一种。
可选的，所述传播全息器件为全息透镜、全息光栅、全息滤波、全息扫描的一种。
可选的，所述整流罩为半硬壳透明结构、符合材料夹层结构、过顶式分离结构中的一种。
可选的，所述凸透镜为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的凸透镜中的一种。
可选的，所的凹透镜为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的凹透镜中的一种。
可选的，所述平凸透镜为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的平凸透镜中的一种。
可选的，所述非球面镜为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的非球面透镜中的一种。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供一种水下AR装置，所述眼镜包括激光器、空间光调制器、光束分束器、聚焦准直透镜、反射镜、传播全息器件和水下物镜，所述水下物镜为整形光束光具模组，从上到下依次包括整流罩、凸透镜、凹透镜、平凸透镜和非球面镜；所述激光器负责发射光束，提供光波；所述空间光调制器用来对所述激光器所发出光波的空间分布进行调制，生成要传输的虚拟画面；所述虚拟画面经过所述空间光调制器调制后的光波依次经过所述光束分束器、所述聚焦准直透镜、所述反射镜和所述传播全息器件进入人眼；所述水中现实场景发出的光经所述水下物镜和所述传播全息器件进入人眼。采用本发明的装置能够使得传播全息器件既可以让外部环境光进入人眼，同时也可以使经过调制处理的光线衍射进入人眼，最终实现虚拟场景和现实场景的叠加，解决了传统水下装置在深水中耐压力差、像差大的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例水下AR装置结构图；
图2为本发明实施例水下物镜内部结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种水下AR装置，能够解决传统水下装置在深水中耐压力差、像差大的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
随着科技的发展，增强现实技术可以把虚拟信息(物体、图片、视频、声音等等)融合在现实环境中，将现实世界丰富起来，构建一个更加全面、更加美好的世界。
增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。
增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。
图1为本发明实施例水下AR装置结构图。图2为本发明实施例水下物镜内部结构图。如图1和图2所示，一种水下AR装置，包括激光器1、空间光调制器2、光束分束器3、聚焦准直透镜4、反射镜5、传播全息器件6、水下物镜7，其中水下物镜7包括整流罩701、凸透镜702、凹透镜703、平凸透镜704、非球面镜705；激光器1负责发射光束，提供光波；空间光调制器2用来对激光器1所发出光波的空间分布进行调制，将信息写入光波中，生成要传输的虚拟画面；经过空间光调制器2调制后的光波经过光束分束器3进入聚焦准直透镜4；聚焦准直透镜4负责平稳无发散的发射经过光束分束器3的调制光波；反射镜5用于反射聚焦准直透镜4照射过来的调制光波；水下物镜7为整形光束光具模组，其中整流罩701负责抵抗水压和防护作用；凸透镜702负责汇集光线；凹透镜703负责适当发散聚集过来的光线；平凸透镜704负责将光线转化为平行光发射；非球面镜705用来消除球差和其他像差，修正影响，解决视界歪曲等问题；传播全息器件6既可以让外部环境光进入人眼，同时也可以使经过调制处理的光线衍射进入人眼，最终实现虚拟场景和现实场景的叠加。
激光器1为重复脉冲、可调谐、光泵式中的一种；空间光调制器2为透射式、反射式、LCOS微显示中的一种；光束分束器3为一维线状、二维面阵排列、衍射激光分束中的一种；聚焦准直透镜4为双胶合材质，具有消色差功能的凸透镜、玻璃、聚丙烯中的一种；反射镜5为平面反射镜、球面反射镜、非球面反射镜、全返反射、半透反射中的一种；传播全息器件6为全息透镜、全息光栅、全息滤波、全息扫描的一种；整流罩701为半硬壳透明结构、符合材料夹层结构、过顶式分离结构中的一种；凸透镜702为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的凸透镜中的一种；凹透镜703为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的凹透镜中的一种；平凸透镜704为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的平凸透镜中的一种；非球面镜705为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的非球面透镜中的一种。
本发明基于水下成像系统的基本模型，结合现AR技术，自主设计了一种带有整流罩的水下物镜。，采用同心整流罩，其作用在于避免深水中所承受的巨大压力。同时，为了补偿水下整流罩界面的像差，设计具有校正功能的水下物镜光学系统。水下物镜光学系统的光束经调制到传播全息器件上，达到在深水中可以三维全息成像的目的，同时又具有耐压力强、像差小、畸变小、易于生产、结构简单、成本低、性能稳定、易于操作、使用简单等优点。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种水下AR装置，其特征在于，所述眼镜包括激光器、空间光调制器、光束分束器、聚焦准直透镜、反射镜、传播全息器件和水下物镜，所述水下物镜为整形光束光具模组，从上到下依次包括整流罩、凸透镜、凹透镜、平凸透镜和非球面镜；所述激光器负责发射光束，提供光波；所述空间光调制器用来对所述激光器所发出光波的空间分布进行调制，生成要传输的虚拟画面；所述虚拟画面经过所述空间光调制器调制后的光波依次经过所述光束分束器、所述聚焦准直透镜、所述反射镜和所述传播全息器件进入人眼；所述水中现实场景发出的光经所述水下物镜和所述传播全息器件进入人眼。
2.根据权利要求1所述水下AR装置，其特征在于，所述激光器为重复脉冲、可调谐、光泵式中的一种。
3.根据权利要求1所述水下AR装置，其特征在于，所述空间光调制器为透射式、反射式、LCOS微显示中的一种。
4.根据权利要求1所述水下AR装置，其特征在于，所述光束分束器为一维线状、二维面阵排列、衍射激光分束中的一种。
5.根据权利要求1所述水下AR装置，其特征在于，所述传播全息器件为全息透镜、全息光栅、全息滤波、全息扫描的一种。
6.根据权利要求1所述水下AR装置，其特征在于，所述整流罩为半硬壳透明结构、符合材料夹层结构、过顶式分离结构中的一种。
7.根据权利要求1所述水下AR装置，其特征在于，所述凸透镜为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的凸透镜中的一种。
8.根据权利要求1所述水下AR装置，其特征在于，所的凹透镜为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的凹透镜中的一种。
9.根据权利要求1所述水下AR装置，其特征在于，所述平凸透镜为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的平凸透镜中的一种。
10.根据权利要求1所述水下AR装置，其特征在于，所述非球面镜为玻璃、树脂材质，具有消色差功能的非球面透镜中的一种。
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