光学叠加方法与光学叠加结构技术

本发明专利技术是关于一种光学叠加结构，其用以叠加一背景影像与一虚拟影像。该光学叠加结构包含：一第一显示面板，呈透明状并且设置成局部产生遮蔽影像；以及一第二显示面板，呈透明状并且以影像叠加方式产生该虚拟影像。该第一显示面板与该第二显示面板是设置在同一光路径上。当该背景影像经由该光路径入射到该第一显示面板时，该第一显示面板上产生该遮蔽影像的区域能够遮蔽该背景影像的光线，而该第一显示面板上未产生该遮蔽影像的区域能够允许该背景影像的光线穿透该第一显示面板而与该第二显示面板所产生的该虚拟影像叠加。本发明专利技术也关于一种光学叠加方法。

【技术实现步骤摘要】
光学叠加方法与光学叠加结构
本专利技术是关于一种光学叠加方法与光学叠加结构。
技术介绍
目前，在现有影像上叠加电脑所产生的虚拟对象影像或信息影像乃属常见的应用，例如扩增实境(AR，AugmentedReality)、汽车或飞机的抬头显示器(HUD，Head-UpDisplay)、AR眼镜(例如GoogleGlass)、透明屏幕等等。既有的现有技术大致上可分为『影像叠加(imageadding)』与『影像叠减(imagesubtracting)』两种，其各有缺点。上述『影像叠加』技术是指，在原始影像的光路径(opticalpath)上，利用增加亮度的方式，叠加上虚拟影像。也即，在该原始影像各个不同像素点位置，根据该虚拟影像在该像素点的色彩值，叠加上相对应的色光，而使结果影像同时具有该原始影像与该虚拟影像的效果。欲达到上述『影像叠加』的效果，常见方式有二。其方式一为将透明自发光型显示面板设置在原始影像的光路径上，并且使该透明自发光型显示面板产生虚拟影像，以达到虚拟影像与原始影像叠加的效果。该透明自发光型显示面板可为透明发光二极管显示面板(LED)、透明有机发光二极管显示面板(OLED)、透明主动矩阵有机发光二极管显示面板(AMOLED)、透明高分子发光二极管显示面板(PLED)等等，但不限于此。举例而言，图1是显示使用『影像叠加』方式的现有光学叠加结构的示意图。图1所示的光学叠加结构是使用透明自发光型显示面板1来产生发光影像(即，虚拟影像)，借以在背景影像(外界景象)上叠加虚拟影像。图1所示的光学叠加结构可应用于产品展示橱窗。其方式二则是利用投射式影像设备，将虚拟影像投射到位在原始影像的光路径上的半透反射镜上，以达到虚拟影像与原始影像叠加的效果。该投射式影像设备可为数字光处理投影机(DLPProjector，DigitalLightProcessingProjector)、液晶显示投影机(LCDProjector)、反射式液晶平面显示投影机(LCoSProjector，LiquidCrystalonSiliconProjector)等等，但不限于此。举例而言，图2是显示使用『影像叠加』方式的另一现有光学叠加结构的示意图。图2所示的光学叠加结构是通过投射式影像设备3与半透反射镜5之间的光路径设计来达成影像的叠加。图2所示的光学叠加结构可应用于汽车或飞机的抬头显示器以及AR眼镜。然而，如图3所示，图1、2的光学叠加结构具有下列缺点：虽然可显示较亮的影像，但深色影像的显示效果不佳，具体来说，在叠加影像的深色区域会出现背景影像(外界景象)。以图1-图3为例，若叠加影像为人像的话，则会在深色头发处看到前方的外界景象而无法使外界景象被完全遮蔽，因此会使得人像呈现半透明而缺乏真实感。上述『影像叠减』技术则是指，在原始影像的光路径上，利用减少亮度的方式，产生虚拟影像。也即，在该原始影像各个不同像素点位置，根据该虚拟影像在该像素点的色彩值，遮蔽不需要的色光，而使结果影像同时具有该原始影像与该虚拟影像的效果。欲达到上述『影像叠减』的效果，其方式为将透明非自发光型显示面板设置在原始影像的光路径上，并且使该透明非自发光型显示面板产生虚拟影像，以达到虚拟影像与原始影像叠加的效果。该透明非自发光型显示面板可为透明液晶显示面板(LCD)、透明扭曲向列液晶显示面板(TN)、透明超扭曲向列液晶显示面板(STN)、透明非晶硅薄膜晶体管显示面板(a-SiTFT-LCD)、透明低温多晶硅薄膜晶体管显示面板(LTPS)、透明高温多晶硅薄膜晶体管显示面板(HTPS)、透明氧化铟镓锌薄膜晶体管显示面板(IGZO)等等，但不限于此。举例来说，图4是显示使用『影像叠减』方式的现有光学叠加结构的示意图。图4所示的光学叠加结构是使用透明非自发光型显示面板7来产生虚拟影像，借以在背景影像(外界景象)上叠加虚拟影像。图4所示的光学叠加结构可应用于产品展示橱窗或数字窗帘。然而，如图5所示，图4的光学叠加结构具有下列缺点：浅色影像的显示效果不佳，具体来说，在叠加影像的亮色区域会出现背景影像(外界景象)。此外，若外界景象的背景光线不足，也会导致成像不佳。以图4-图5为例，若叠加影像为人像的话，则会在人像的脸孔处看到前方的外界景象而无法使外界景象被完全遮蔽，因此会使得人像呈现半透明而缺乏真实感。
技术实现思路
鉴于上述问题，依据本专利技术的一实施例，提供一种光学叠加结构，用以叠加一背景影像与一虚拟影像，该光学叠加结构包含：一第一显示面板，呈透明状并且设置成局部产生遮蔽影像；及一第二显示面板，呈透明状并且以影像叠加方式产生该虚拟影像，其中该第一显示面板与该第二显示面板是设置在同一光路径上；其中，当该背景影像经由该光路径入射到该第一显示面板时，该第一显示面板上产生该遮蔽影像的区域能够遮蔽该背景影像的光线，而该第一显示面板上未产生该遮蔽影像的区域能够允许该背景影像的光线穿透该第一显示面板而与该第二显示面板所产生的该虚拟影像叠加。其中，该第一显示面板更设置成局部产生半遮蔽影像，当该背景影像经由该光路径入射到该第一显示面板时，该半遮蔽影像能够允许该背景影像的一部分光线穿透该第一显示面板而与该第二显示面板所产生的该虚拟影像叠加。其中，该第一显示面板整体设置成仅产生该遮蔽影像，以使该背景影像的光线完全无法穿透该第一显示面板。其中，该半遮蔽影像为具有颜色的半遮蔽影像。其中，该第一显示面板为透明液晶显示面板、透明扭曲向列液晶显示面板、透明超扭曲向列液晶显示面板、透明非晶硅薄膜晶体管显示面板、透明低温多晶硅薄膜晶体管显示面板、透明高温多晶硅薄膜晶体管显示面板、或透明氧化铟镓锌薄膜晶体管显示面板。其中，该第二显示面板为透明发光二极管显示面板、透明有机发光二极管显示面板、透明主动矩阵有机发光二极管显示面板、或透明高分子发光二极管显示面板。依据本专利技术的一实施例，提供一种光学叠加结构，用以叠加一背景影像与一虚拟影像，该光学叠加结构包含：一显示面板，呈透明状并且设置成局部产生遮蔽影像；一投射式影像设备，用以产生并投射该虚拟影像；及一半透反射镜，与该显示面板设置在同一光路径上，并且通过使该虚拟影像的反射方向与该背景影像的入射方向为同向的方式，将该投射式影像设备所投射的该虚拟影像反射到该光路径上；其中，当该背景影像经由该光路径入射到该显示面板时，该显示面板上产生该遮蔽影像的区域能够遮蔽该背景影像的光线，而该显示面板上未产生该遮蔽影像的区域能够允许该背景影像的光线穿透该显示面板而与该半透反射镜所反射的该虚拟影像叠加。其中，该显示面板更设置成局部产生半遮蔽影像，当该背景影像经由该光路径入射到该显示面板时，该半遮蔽影像能够允许该背景影像的一部分光线穿透该显示面板而与该半透反射镜所反射的该虚拟影像叠加。其中，该显示面板整体设置成仅产生该遮蔽影像，以使该背景影像的光线完全无法穿透该显示面板。其中，该半遮蔽影像为具有颜色的半遮蔽影像。其中，该显示面板为透明液晶显示面板、透明扭曲向列液晶显示面板、透明超扭曲向列液晶显示面板、透明非晶硅薄膜晶体管显示面板、透明低温多晶硅薄膜晶体管显示面板、透明高温多晶硅薄膜晶体管显示面板、或透明氧化铟镓锌薄膜晶体管显示面板。其中，该投射式影像设备为数字光处理投影机、液晶显示投影机、或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学叠加结构，用以叠加一背景影像与一虚拟影像，其特征在于，该光学叠加结构包含：一第一显示面板，呈透明状并且设置成局部产生遮蔽影像；及一第二显示面板，呈透明状并且以影像叠加方式产生该虚拟影像，其中该第一显示面板与该第二显示面板是设置在同一光路径上；其中，当该背景影像经由该光路径入射到该第一显示面板时，该第一显示面板上产生该遮蔽影像的区域能够遮蔽该背景影像的光线，而该第一显示面板上未产生该遮蔽影像的区域能够允许该背景影像的光线穿透该第一显示面板而与该第二显示面板所产生的该虚拟影像叠加。

【技术特征摘要】
2016.06.22 TW 1051194881.一种光学叠加结构，用以叠加一背景影像与一虚拟影像，其特征在于，该光学叠加结构包含：一第一显示面板，呈透明状并且设置成局部产生遮蔽影像；及一第二显示面板，呈透明状并且以影像叠加方式产生该虚拟影像，其中该第一显示面板与该第二显示面板是设置在同一光路径上；其中，当该背景影像经由该光路径入射到该第一显示面板时，该第一显示面板上产生该遮蔽影像的区域能够遮蔽该背景影像的光线，而该第一显示面板上未产生该遮蔽影像的区域能够允许该背景影像的光线穿透该第一显示面板而与该第二显示面板所产生的该虚拟影像叠加。2.如权利要求1所述的光学叠加结构，其特征在于，该第一显示面板更设置成局部产生半遮蔽影像，当该背景影像经由该光路径入射到该第一显示面板时，该半遮蔽影像能够允许该背景影像的一部分光线穿透该第一显示面板而与该第二显示面板所产生的该虚拟影像叠加。3.如权利要求1所述的光学叠加结构，其特征在于，该第一显示面板整体设置成仅产生该遮蔽影像，以使该背景影像的光线完全无法穿透该第一显示面板。4.如权利要求2所述的光学叠加结构，其特征在于，该半遮蔽影像为具有颜色的半遮蔽影像。5.如权利要求1所述的光学叠加结构，其特征在于，该第一显示面板为透明液晶显示面板、透明扭曲向列液晶显示面板、透明超扭曲向列液晶显示面板、透明非晶硅薄膜晶体管显示面板、透明低温多晶硅薄膜晶体管显示面板、透明高温多晶硅薄膜晶体管显示面板、或透明氧化铟镓锌薄膜晶体管显示面板。6.如权利要求1所述的光学叠加结构，其特征在于，该第二显示面板为透明发光二极管显示面板、透明有机发光二极管显示面板、透明主动矩阵有机发光二极管显示面板、或透明高分子发光二极管显示面板。7.一种光学叠加结构，用以叠加一背景影像与一虚拟影像，其特征在于，该光学叠加结构包含：一显示面板，呈透明状并且设置成局部产生遮蔽影像；一投射式影像设备，用以产生并投射该虚拟影像；及一半透反射镜，与该显示面板设置在同一光路径上，并且通过使该虚拟影像的反射方向与该背景影像的入射方向为同向的方式，将该投射式影像设备所投射的该虚拟影像反射到该光路径上；其中，当该背景影像经由该光路径入射到该显示面板时，该显示面板上产生该遮蔽影像的区域能够遮蔽该背景影像的光线，而该显示面板上未产生该遮蔽影像的区域能够允许该背景影像的光线穿透该显示面板而与该半透反射镜所反射的该虚拟影像叠加。8.如权利要求7所述的光学叠加结构，其特征在于，该显示面板更设置成局部产生半遮蔽影像，当该背景影像经由该光路径入射到该显示面板时，该半遮蔽影像能够允许该背景影像的一部分光线穿透该显示面板而与该半透反射镜所反射的该虚拟影像叠加。9.如权利要求7所述的光学叠加结构，其特征在于，该显示面板整体设置成仅产生该遮蔽影像，以使该背景影像的光线完全无法穿透该显示面板。10.如权利要求8所述的光学叠加结构，其特征在于，该半遮蔽影像为具有颜色的半遮蔽影像。11.如权利要求7所述的光学叠加结构，其特征在于，该显示面板为透明液晶显示面板、透明扭曲向列液晶显示面板、透明超扭曲向列液晶显示面板、透明非晶硅薄膜晶体管显示面板、透明低温多晶硅薄膜晶体管显示面板、透明高温多晶硅薄膜晶体管显示面板、或透明氧化铟镓锌薄膜晶体管显示面板。12.如权利要求7所述的光学叠加结构，其特征在于，该投射式影像设备为数字光处理投影机、液晶显示投影机、或反射式液晶平面显示投影机。13.一种光学叠加结构，用以叠加一背景影像与一虚拟影像，其特征在于，该光学叠加结构包含：一第一显示面板，呈透明状并且设置成局部产生发光影像；及一第二显示面板，呈透明状并且以影像叠减方式产生该虚拟影像，其中该第一显示面板与该第二显示面板是设置在同一光路径上；其中，当该背景影像经由该光路径入射到该第一显示面板时，该第一显示面板上产生该发光影像的区域能够遮蔽该背景影像的光线，而该第一显示面板上未产生该发光影像的区域能够允许该背景影像的光线穿透该第一显示面板而与该第二显示面板所产生的该虚拟影像叠加；以及该发光影像所发出的光用以对该虚拟影像提供补强背光。14.如权利要求13所述的光学叠加结构，其特征在于，该发光影像所发出的光为白光或其他颜色的光。15.如权利要求13所述的光学叠加结构，其特征在于，该第一显示面板整体设置成仅产生该发光影像，以使该发光影像完全遮蔽该背景影像的光线。16.如权利要求13所述的光学叠加结构，其特征在于，该第一显示面板为透明发光二极管显示面板、透明有机发光二极管显示面板、透明主动矩阵有机发光二极管显示面板、或透明高分子发光二极管显示面板。17.如权利要求13所述的光学叠加结构，其特征在于，该第二显示面板为透明液晶显示面板、透明扭曲向列液晶显示面板、透明超扭曲向列液晶显示面板、透明非晶硅薄膜晶体管显示面板、透明低温多晶硅薄膜晶体管显示面板、透明高温多晶硅薄膜晶体管显示面板、或透明氧化铟镓锌薄膜晶体管显示面板。18.一种光学叠加结构，用以叠加一背景影像与一虚拟影像，其特征在于，该光学叠加结构包含：一显示面板，呈透明状并且以影像叠减方式产生该虚拟影像；一投射式影像设备，设置成局部产生发光影像，并且投射该发光影像；及一半透反射镜，与该显示面板设置在同一光路径上，并且通过使该发光影像的反射方向与该背景影像的入射方向为同向的方式，将该投射式影像设备所投射的该发光影像反射到该光路径上；其中，当该背景影像经由该光路径入射并穿透该半透反射镜时，由该半透反射镜所反射的该发光影像能够局部遮蔽该背景影像的光线，而未被该发光影像所遮蔽的该背景影像的光线能够与该显示面板所产生的该虚拟影像叠加；以及该发光影像所发出的光用以对该虚拟影像提供补强背光。19.如权利要求18所述的光学叠加结构，其特征在于，该发光影像所发出的光为白光或其他颜色的光。20.如权利要求18所述的光学叠加结构，其特征在于，该投射式影像设备整体设置成仅产生该发光影像，以使该半透反射镜所反射的该发光影像完全遮蔽该背景影像的光线。21.如权利要求18所述的光学叠加结构，其特征在于，该显示面板为透明液晶显示面板、透明扭曲向列液晶显示面板、透明超扭曲向列液晶显示面板、透明非晶硅薄膜晶体管显示面板、透明低温多晶硅薄膜晶体管显示面板、透明高温多晶硅薄膜晶体管显示面板、或透明氧化铟镓锌薄膜晶体管显示面板。22.如权利要求18所述的光学叠加结构，其特征在于，该投射式影像设备为数字光处理投影机、...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁伯嵩，
申请(专利权)人：梁伯嵩，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71