AR显示方法、设备及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种AR显示方法、设备及装置，其中，装置包括：显示组件、透镜以及设于透镜上的微反射镜阵列；其中，显示组件包括显示屏以及投影组件，投影组件设于显示屏和微反射镜阵列之间；微反射镜阵列包括按照设定的排列维度以及行列间距进行排列的多个微反射单元，且微反射镜阵列设于显示组件发出的光的传播路径上；显示屏上包含多个有效显示区域，多个有效显示区域均为矩形区域，且多个有效显示区域的排列维度以及排列间距分别与微反射镜阵列的排列维度以及行列间距对应。本发明专利技术提供的技术方案，能够增大虚拟图像的景深，使得当眼睛观看不同空间深度的现实场景时，能够清晰地看到以矩形的视场展示虚拟图像。

【技术实现步骤摘要】
AR显示方法、设备及装置
本专利技术涉及增强现实
，尤其涉及一种AR显示方法、设备及装置。
技术介绍
增强现实技术(AugmentedReality，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。这种技术将虚拟信息叠加到真实世界的场景中，实现真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成。现有的AR显示设备中，通常采用棱镜反射方式、离轴曲面反射方式、自由曲面棱镜方式、几何波导方式或全息波导方式将虚拟图像成像在无穷远处或成像在眼前某个特定距离处。但是，上述虚像的成像方式不能够兼顾较大的虚像景深需求以及多样化的视场需求。
技术实现思路
本专利技术的多个方面提供一种AR显示方法、设备及装置，能够增大虚拟图像的景深，使得当眼睛观看不同空间深度的现实场景时，能够清晰地看到以矩形的视场展示虚拟图像。本专利技术提供一种AR显示方法，适用于AR显示装置，包括：根据多个矩形视场的排列状态，确定投影组件投影后得到的多个有效投影区域对应的排列间距；根据所述多个有效投影区域对应的排列间距以及所述投影组件对应的投影尺寸比例系数，确定显示屏上与所述多个有效投影区域对应的多个有效显示区域之间的排列间距；根据所述多个有效显示区域之间的排列间距，在所述显示屏上确定与微反射镜阵列的视场匹配的多个矩形区域，作为多个有效显示区域；在所述多个有效显示区域展示虚拟图像，以在人眼处形成符合所述排列状态的矩形视场。本专利技术还提供一种AR显示设备，包括：存储器以及处理器；所述存储器用于存储一条或多条计算机指令；所述处理器用于执行所述一条或多条计算机指令以用于：根据多个矩形视场的排列状态，确定投影组件投影后得到的多个有效投影区域对应的排列间距；根据所述多个有效投影区域对应的排列间距以及所述投影组件对应的投影尺寸比例系数，确定显示屏上与所述多个有效投影区域对应的多个有效显示区域之间的排列间距；根据所述多个有效显示区域之间的排列间距，在所述显示屏上确定与微反射镜阵列的视场匹配的多个矩形区域，作为多个有效显示区域；在所述多个有效显示区域展示虚拟图像，以在人眼处形成符合所述排列状态的矩形视场。本专利技术还提供一种AR显示装置，包括：用于展示虚拟图像的显示组件、透镜以及设于所述透镜上的微反射镜阵列；其中，所述显示组件包括显示屏以及投影组件，所述投影组件设于所述显示屏和所述微反射镜阵列之间；所述微反射镜阵列包括按照设定的排列维度以及行列间距进行排列的多个微反射单元，且所述微反射镜阵列设于所述显示组件发出的光的传播路径上；所述显示屏上包含多个有效显示区域，所述多个有效显示区域均为矩形区域，且所述多个有效显示区域的排列维度以及排列间距分别与所述微反射镜阵列的排列维度以及行列间距对应；所述显示组件发出的光，经所述微反射镜阵列反射后，与入射在所述透镜上的环境光合光后透射至人眼。在本专利技术中，在透镜上设置微反射镜阵列，虚拟图像可通过微反射镜阵列与从光学系统入射的环境光合光后进入人眼。在上述的结构中，微反射镜阵列中的微反射镜作为孔径光阑，具有较小的尺寸，进而虚拟图像的景深得以增大。与此同时，显示屏上设有多个有效显示区域，多个有效显示区域均为矩形区域且其排列维度以及排列间距与微反射镜阵列的排列维度以及行列间距对应。基于上述结构，展示虚拟场景时，在显示屏的有效显示区域内进行显示，其他区域不显示，能够使得用户的眼睛观看不同空间深度的现实场景时，能够清晰地看到以矩形的视场展示虚拟图像。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1a为本专利技术一实施例提供的AR显示装置的结构示意图；图1b为本专利技术一实施例提供的AR显示装置的等效光路示意图；图1c为本专利技术一实施例提供的有效显示区域与微反射镜阵列的对应示意图；图1d为本专利技术一实施例提供的具有不同排列状态的矩形视场的示意图；图1e为本专利技术另一实施例提供的有效显示区域与微反射镜阵列的对应示意图；图1f为本专利技术另一实施例提供的AR显示装置的结构示意图；图1g为本专利技术一实施例提供的AR显示装置的结构俯视图；图1h为本专利技术另一实施例提供的AR显示装置的结构俯视图；图1i为本专利技术又一实施例提供的AR显示装置的结构示意图；图2a为本专利技术一实施例提供的AR显示方法的方法流程图；图2b是本专利技术提供的一AR显示装置的等效光路图；图2c为图2b对应的叠加的圆形视场；图2d是本专利技术提供的另一AR显示装置的等效光路图；图2e为图2c对应的不叠加的圆形视场；图2f为图2c对应的不叠加且连续的圆形视场；图3a为本专利技术另一实施例提供的AR显示方法的方法流程图；图3b为图3a对应的实施例提供的有效显示区域的示意图；图3c为图3b提供的有效显示区在人眼处形成的叠加视场的示意图；图3d为图3b提供的有效显示区在人眼处形成的不叠加视场的示意图；图4a为本专利技术又一实施例提供的AR显示方法的方法流程图；图4b为图4a对应的实施例提供的有效显示区域的示意图；图4c为图4b提供的有效显示区在人眼处形成的叠加视场的示意图；图4d为图4b提供的有效显示区在人眼处形成的不叠加视场的示意图；图5为本专利技术一实施例提供的AR显示设备的设备结构图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。图1a为本专利技术一实施例提供的AR显示装置的结构示意图。如图1a所示，该AR显示装置包括用于展示虚拟图像的显示组件100、透镜12以及设于透镜12上的微反射镜阵列13。其中，显示组件100包括显示屏10以及投影组件11，投影组件11设于显示屏10和微反射镜阵列13之间。微反射镜阵列13包括按照设定的排列维度以及行列间距进行排列的多个微反射单元，且微反射镜阵列13设于显示组件100发出的光的传播路径上。其中，微反射镜阵列13的排列维度，指的是由多个微反射单元组成的阵列的行数及列数。例如，微反射镜阵列13的维度为2×2，则表示微反射单元13由两行两列共4个微反射单元组成。微反射镜阵列13的行列间距，指的是由多个微反射单元组成的阵列中，位于同一行的两个相邻的微反射单元之间的间距，或位于同一列的两个相邻的微反射单元之间的间距。其中，显示屏10上包含多个有效显示区域，多个有效显示区域均为矩形区域，且多个有效显示区域的排列维度以及排列间距分别与微反射镜阵列13的排列维度以及行列间距对应。在上述的AR显示装置中，显示组件100发出的光，经微反射镜阵列13反射后，与入射在透镜12上的环境光合光后，先后经过瞳孔14和晶状体15后成像在视网膜16上，进而人眼能够看到以矩形视场展示的真实场景与显示组件100所展示的虚拟图像叠加后的图像。本实施例中，在透镜上设置微反射镜阵列，虚拟图像可通过微反射镜阵列与从光学系统入射的环境光合光后进入人眼。在上述的结构中，微反射镜阵列中的微反射镜作为孔径光阑，具有较小的尺寸，进而虚拟图像的景深得以增大。与此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AR显示方法，其特征在于，包括：根据多个矩形视场的排列状态，确定投影组件投影后得到的多个有效投影区域对应的排列间距；根据所述多个有效投影区域对应的排列间距以及所述投影组件对应的投影尺寸比例系数，确定显示屏上与所述多个有效投影区域对应的多个有效显示区域之间的排列间距；根据所述多个有效显示区域之间的排列间距，在所述显示屏上确定与微反射镜阵列的视场匹配的多个矩形区域，作为多个有效显示区域；在所述多个有效显示区域展示虚拟图像，以在人眼处形成符合所述排列状态的矩形视场。

【技术特征摘要】
1.一种AR显示方法，其特征在于，包括：根据多个矩形视场的排列状态，确定投影组件投影后得到的多个有效投影区域对应的排列间距；根据所述多个有效投影区域对应的排列间距以及所述投影组件对应的投影尺寸比例系数，确定显示屏上与所述多个有效投影区域对应的多个有效显示区域之间的排列间距；根据所述多个有效显示区域之间的排列间距，在所述显示屏上确定与微反射镜阵列的视场匹配的多个矩形区域，作为多个有效显示区域；在所述多个有效显示区域展示虚拟图像，以在人眼处形成符合所述排列状态的矩形视场。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个矩形视场的排列状态包括：多个矩形视场不叠加或多个矩形视场叠加；根据多个矩形视场的排列状态，确定投影组件投影后得到的多个有效投影区域对应的排列间距，包括：当所述排列状态为所述多个矩形视场不叠加时，确定投影组件投影后得到的多个有效投影区域对应的排列间距等于所述微反射镜阵列的行列间距；或，当所述排列状态为所述多个矩形视场叠加时，确定投影组件投影后得到的多个有效投影区域对应的排列间距小于所述微反射镜阵列的行列间距。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述多个有效显示区域之间的排列间距，在所述显示屏上确定与微反射镜阵列的视场匹配的多个矩形区域，包括：根据所述微反射镜阵列的光学参数，确定所述微反射镜阵列中的每一个微反射单元的视场在所述显示屏上对应的圆形区域；在所述显示屏上的每一个所述圆形区域内确定一矩形区域，且相邻的矩形区域之间的间隔等于所述有效显示区域之间的排列间距。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述多个有效显示区域之间的排列间距，在所述显示屏上确定与微反射镜阵列的视场匹配的多个矩形区域，作为多个有效显示区域，包括：在所述显示屏上确定长度为a`＝[a-y(M-1)]/M，以及宽度b`＝[b-y(N-1)]/N，且两两间隔等于y的多个矩形区域，作为所述多个有效显示区域；其中，a、b分别为所述显示屏的长度和宽度，a`∈(0、a]，b`∈(0、b]，y为所述多个有效显示区域之间的排列间距，y＜max(a，b)，M、N分别为所述微反射镜阵列的行数以及列数。5.一种AR显示设备，其特征在于，包括：存储器以及处理器；所述存储器用于存储一条或多条计算机指令；所述处理器用于执行所述一条或多条...

【专利技术属性】
技术研发人员：高震宇，赵东峰，
申请(专利权)人：歌尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37