CN208421423U - 一种基于透明屏幕的ar成像系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于透明屏幕的AR成像系统，包括：透明显示屏和半反射凹面镜，所述半反射凹面镜位于透明显示屏的发光面一侧，所述透明显示屏发出的光线经过半反射凹面镜反射并放大图像，再次穿过透明显示屏，最终成像在透明显示屏另一侧的观察者眼中。本实用新型具有结构简单，成本低廉，光学亮度损耗较低，视场角大，体积轻薄等诸多优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及透明屏幕，特别涉及一种基于透明屏幕的AR成像系统。
背景技术
增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。常用的三种形式有基于计算机的AR成像系统、光学透视式的AR成像系统、视频透视式的AR成像系统，其中光学透视式的AR成像系统具有结构简单、分辨率高、没有视觉偏差等优点，但由于利用了半透半反射技术，导致显示屏光路上有较高的光学亮度损耗，且体积较大，只适合做头盔式显示器的应用，同时也存在着定位精度要求高、延迟匹配难、视野相对较窄和价格高等不足。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种基于透明屏幕的AR成像系统。
为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：一种基于透明屏幕的AR成像系统，包括：透明显示屏和半反射凹面镜，所述半反射凹面镜位于透明显示屏的发光面一侧，所述透明显示屏发出的光线经过半反射凹面镜反射并放大图像，再次穿过透明显示屏，最终成像在透明显示屏另一侧的观察者眼中。
优选地，所述透明显示屏的双面皆透明，正面为发光面，能显示图像同时不显示图像的区域为透明状态；背面为不发光面，不显示图像且工作时保持透明状态。
优选地，所述半反射凹面镜各个部位厚度相同。
优选地，所述半反射凹面镜还包括凹凸透镜组件，所述凹凸透镜组件包括分别设置在半反射凹面镜两侧的凸透镜和凹透镜，所述凸透镜的凸面与凹透镜的凹面互补，所述凹凸透镜组件整体各个部位的厚度相同。
优选地，所述半反射凹面镜还包括菲涅尔透镜组件，所述菲涅尔透镜组件包括分别设置在半反射凹面镜两侧的菲涅尔透镜、菲涅尔补偿镜，所述半反射凹面镜为两面分别与菲涅尔透镜的锯齿面和菲涅尔补偿镜的锯齿面互补的半反射层，所述菲涅尔透镜的锯齿面与菲涅尔补偿镜的锯齿面互补，所述菲涅尔透镜组件整体各个部位的厚度相同。
采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：
本实用新型提供一种基于透明屏幕的AR成像系统，由于光路直接从透明显示屏发出，减少了光学亮度损耗；通过半反射凹面镜放大图像，减小了系统结构的体积，增大了视场角；使用凹凸透镜组件或菲涅尔透镜组件又进一步地使整个结构轻量化小型化；本实用新型采用简单的结构，降低了成本。
附图说明
图1为本实用新型一种实施方式的结构图；
图2为本实用新型一种实施方式的结构图；
图3为本实用新型图2实施方式的结构爆炸图；
图4为本实用新型一种实施方式的结构图；
图5为本实用新型图4实施方式的结构爆炸图；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进一步说明。
实施例1
参照图1的实施方式，本实用新型提供了一种基于透明屏幕的AR成像系统，包括：透明显示屏1和半反射凹面镜2，所述半反射凹面镜2位于透明显示屏1的发光面一侧，所述透明显示屏1发出的光线经过半反射凹面镜2反射并放大图像，再次穿过透明显示屏1，最终成像在透明显示屏1另一侧的观察者眼中。其中，所述透明显示屏1的双面皆透明，正面为发光面，能显示图像同时不显示图像的区域为透明状态；背面为不发光面，不显示图像且工作时保持透明状态。所述半反射凹面镜2各个部位厚度相同。
此种实施方式的工作原理为：
由于半反射凹面镜2各个部位厚度相同，不对穿透过的光线进行折射放大或缩小，所以外部环境光线依次穿过半反射凹面镜2和透明显示屏后1，能正常成像在后方的观察者眼中，最终在观测者眼中实现显示屏图像与外部环境光线的叠加效果。
实施例2
参照图2至图3的实施方式，在实施方式1的基础上，本实用新型添加了凹凸透镜组件3，所述凹凸透镜组件3包括分别设置在半反射凹面镜3.2两侧的凸透镜3.1和凹透镜3.3，所述凸透镜3.1的凸面与凹透镜3.3的凹面互补，半反射凹面镜3.2可看作凸透镜3.1与凹透镜3.3接触缝隙间的半反射膜层。所述凹凸透镜组件3整体各个部位的厚度相同。
此种实施方式的工作原理为：
所述凹凸透镜组件3整体各个部位的厚度相同，不对穿透过的光线进行折射放大或缩小。光线通过透明显示屏1发出，穿过凸透镜经3.1过第一次放大，照射到半反射凹面镜3.2被反射回透明显示屏1的方向经过第二次放大，再次穿过凸透镜3.1经过第三次放大，最终穿过透明显示屏1成像在观察者眼中，在观测者眼中实现显示屏图像与外部环境光线的叠加效果。此种实施方式进一步缩小了系统体积，同时提高了显示图像的放大倍数。
实施例3
参照图4至图5的实施方式，在实施方式1的基础上，本实用新型添加了菲涅尔透镜组件4，所述菲涅尔透镜组件4包括分别设置在半反射凹面镜4.2两侧的菲涅尔透镜4.1、菲涅尔补偿镜4.3，所述半反射凹面镜4.2为两面分别与菲涅尔透镜4.1的锯齿面和菲涅尔补偿镜4.3的锯齿面互补的半反射层，半反射层可看作菲尼尔透镜4.1与菲尼尔补偿镜4.3接触缝隙间的半反射膜层，所述菲涅尔透镜4.1的锯齿面与菲涅尔补偿镜4.3的锯齿面互补，所述菲涅尔透镜组件4整体各个部位的厚度相同。
此种实施方式的工作原理为：
所述菲涅尔透镜组件4整体各个部位的厚度相同，不对穿透过的光线进行折射放大或缩小。光线通过透明显示屏1发出，穿过菲尼尔透镜4.1经过第1次放大，照射到半反射层被反射回透明显示屏1的方向经过第2次放大，再次穿过菲尼尔透镜4.1经过第3次放大，最终穿过透明显示屏1成像在观察者眼中，在观测者眼中实现显示屏图像与外部环境光线的叠加效果。此种实施方式比实施方式2更进一步地缩小了系统体积，同时提高了显示图像的放大倍数。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于透明屏幕的AR成像系统，其特征在于，包括：透明显示屏和半反射凹面镜，所述半反射凹面镜位于透明显示屏的发光面一侧，所述透明显示屏发出的光线经过半反射凹面镜反射并放大图像，再次穿过透明显示屏，最终成像在透明显示屏另一侧的观察者眼中。
2.根据权利要求1所述的基于透明屏幕的AR成像系统，其特征在于，所述透明显示屏的双面皆透明，正面为发光面，能显示图像同时不显示图像的区域为透明状态；背面为不发光面，不显示图像且工作时保持透明状态。
3.根据权利要求1所述的基于透明屏幕的AR成像系统，其特征在于，所述半反射凹面镜各个部位厚度相同。
4.根据权利要求1所述的基于透明屏幕的AR成像系统，其特征在于，所述半反射凹面镜还包括凹凸透镜组件，所述凹凸透镜组件包括分别设置在半反射凹面镜两侧的凸透镜和凹透镜，所述凸透镜的凸面与凹透镜的凹面互补，所述凹凸透镜组件整体各个部位的厚度相同。
5.根据权利要求1所述的基于透明屏幕的AR成像系统，其特征在于，所述半反射凹面镜还包括菲涅尔透镜组件，所述菲涅尔透镜组件包括分别设置在半反射凹面镜两侧的菲涅尔透镜、菲涅尔补偿镜，所述半反射凹面镜为两面分别与菲涅尔透镜的锯齿面和菲涅尔补偿镜的锯齿面互补的半反射层，所述菲涅尔透镜的锯齿面与菲涅尔补偿镜的锯齿面互补，所述菲涅尔透镜组件整体各个部位的厚度相同。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201821081309.8U CN208421423U (zh) | 2018-07-09 | 2018-07-09 | 一种基于透明屏幕的ar成像系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821081309.8U CN208421423U (zh) | 2018-07-09 | 2018-07-09 | 一种基于透明屏幕的ar成像系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208421423U true CN208421423U (zh) | 2019-01-22 |
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ID=65126697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821081309.8U Active CN208421423U (zh) | 2018-07-09 | 2018-07-09 | 一种基于透明屏幕的ar成像系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208421423U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108761794A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-11-06 | 深圳市昊日科技有限公司 | 一种基于透明屏幕的ar成像系统 |
| CN111338081A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | Ar光学系统和ar显示设备 |
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2018
- 2018-07-09 CN CN201821081309.8U patent/CN208421423U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
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