显示系统技术方案

本发明专利技术涉及显示系统，该显示系统使用由透镜各种布置制成的材料和其他光学材料。这些材料的精心设计和使用可以用于实现具有许多期望视觉效果的显示系统，这些视觉效果可应用于图像和视频显示器、虚拟现实、沉浸式环境，以及建筑、艺术、娱乐和交互系统。娱乐和交互系统。娱乐和交互系统。

【技术实现步骤摘要】
显示系统
[0001]本申请为于2020年10月9日提交、申请号为201980024731.0、专利技术名称为“显示系统”的中国专利申请的分案申请。所述母案申请的国际申请日为2019年2月13日，国际申请号为PCT/CA2019/000019。
[0002]相关申请
[0003]本申请要求于2018年2月20日提交的美国临时专利申请第62/632,526号和2018年7月4日提交的美国临时专利申请第62/693,959号的优先权，上述申请中的每个的全部内容通过引用并入本文。


[0004]本专利技术一般地涉及改进的显示系统，并且特别地涉及使用与光相互作用的材料来创建适用于模拟或沉浸式环境的改进的显示器。

技术介绍

[0005]已知结合允许用户至少部分地与模拟环境交互的增强现实技术、模拟器、虚拟现实系统使用的显示系统。尽管有时利用音频或触觉反馈来增强这样的系统，但是该传统系统通常依赖于计算机监视器或立体显示器，并且本质上主要是视觉的。受欢迎的示例包括飞行模拟器视频游戏，其中玩家在计算机模拟的数字环境中驾驶虚拟飞机。
[0006]增强现实(AR)通常是指真实世界对象和计算机生成的数字数据的组合。传统上，AR使用被数字处理并通过添加计算机生成的图形增强的视频和图像。
[0007]还已知涉及使用捕获和跟踪用户的位置和移动的摄像机的系统。例如，美国专利第8,009,022号描述了一种系统，该系统包括捕捉用户位置和移动的深度摄像机、以三维(3D)向用户呈现虚拟环境的3D显示装置以及触觉反馈装置，该触觉反馈装置通过向用户施加例如力、振动和运动中的一个或更多个来经由触觉与用户对接以在他或她与虚拟环境中的虚拟对象交互时提供触觉反馈。
[0008]当用户移动通过他的物理空间时，他或她的图像被深度摄像机捕获。来自该深度摄像机的数据被解析以将用户的位置与虚拟环境中的位置相关联。在用户位置或移动使用户在虚拟环境中的表示触摸虚拟对象的情况下，向用户提供对应的触觉反馈。通过使用耦合到用户手臂的手套来提供触觉反馈，该手套包含可以向用户提供温和电刺激的多个电极。当用户在他或她的物理环境中做出与抓握虚拟圆柱相对应的移动时，系统可以确定这已发生，并且向用户的手掌和手指提供触觉反馈，该触觉反馈向用户提供如同他或她已经抓握物理空间内的物理圆柱的类似的触觉体验。
[0009]其他形式的交互式或虚拟系统包括促成隐藏、伪装和其他模拟视觉效果的显示器。这有助于激发对光和光弯曲材料的研究以及对有效布置光学仪器的相关研究，以实现期望的效果。对于有时被称为变换光学的研究领域，在尝试建模方面已经取得了许多理论上的进展达成理论框架。
[0010]尽管存在许多模拟感兴趣且有用的视觉环境的系统，但是这样的系统通常被证明
是昂贵的，需要复杂且强大的处理能力、用于跟踪位置和移动的摄像机、以及使所生成或显示的视频数据适于预期的视觉表象的算法。因此需要改进。本专利技术的目的是使用有成本效益的方法提供用于模拟、交互式显示或沉浸式环境的改进的系统。

技术实现思路

[0011]本专利技术的各方面涉及显示器和模拟系统，其使用由透镜的各种布置制成的材料和其他光学材料来实现视觉效果，其可应用于显示系统、虚拟现实、沉浸式环境以及建筑、艺术、娱乐、显示器、交互式系统等。这些材料利用电磁光谱中的光和其他射线的折射和反射来实现期望的视觉效果。
[0012]由多个透镜构成的、被布置成折射或反射可见、近红外、近紫外或其他形式的光或更一般的电磁波中的一种或更多种的材料，被用于实现期望的视觉效果和模拟环境以及沉浸式体验。这样的材料的示例是柱状透镜片，其可以具有线性或非线性形状透镜的规则或半规则图案，其可以与透镜内的线性线混合以至少部分地反射或折射光。典型的透镜塑料片是半透明塑料片，其具有一个光滑的面，而另一面由被称为微透镜的小凸透镜制成，该小凸透镜允许将二维(2D)图像转换为各种视觉错觉。每个微透镜用作放大镜以放大并且显示下面(即，在光滑面上)的图像的部分。可以使用的其他材料包括被称为蝇眼透镜阵列的小球面透镜阵列，或者由大量小凸透镜组成的屏幕。可以使用的材料的另一示例是线性或阵列棱镜片。
[0013]根据本专利技术的一个方面，提供了一种显示系统，该显示系统包括：第一透镜片，其具有第一极性，用于从第一投影仪接收图像；第二透镜片，其具有第二极性，该第二透镜片靠近第一透镜片；其中，第一极性与第二极性相反，并且其中，在第一投影仪使第一图像穿过第一透镜片投影到第二透镜片上时，第一图像在第二透镜片上可见但在第一透镜片上不可见。
[0014]根据本专利技术的一个方面，提供了一种防暴盾牌，该防暴盾牌包括：透明本体，其具有外表面和内表面；第一透镜片，其具有第一极性，该第一透镜片设置在外表面之上；第二透镜片，其具有第二极性，该第二透镜片被靠近内表面和第一透镜片设置，第一极性与第二极性相反，其中，在与第一图像源通信的第一投影仪使图像穿过第二透镜片投影到第一透镜片上，该图像在第一透镜片上可见但在第二透镜片上不可见。
[0015]根据本专利技术的一个方面，提供了一种显示系统，该显示系统包括：第一透镜片，其具有第一极性，从第一投影仪和第二投影仪接收第一图像，并且从第二投影仪接收第二图像；第二透镜片，其具有第二极性，该第二透镜片靠近第一透镜片；其中，第一极性与第二极性相反，并且其中，当第一投影仪使第一图像穿过第一透镜片投影到第二透镜片上时，第一图像和第二图像在第二透镜片上可见但在第一透镜片上不可见，并且其中，在相对于第二透镜片的第一位置处，第一图像对于观察者可见但第二图像对于观察者不可见，并且在相对于第二透镜片的第二位置处，第二图像对于观察者可见但第一图像对于观察者不可见。
[0016]根据本专利技术的一个方面，提供了一种显示系统，该显示系统包括：第一透镜片，其具有第一极性，用于从第一投影仪接收图像；以及多个第二透镜片，每个第二透镜片具有第二极性，该多个第二透镜片被布置成彼此相邻以形成靠近第一透镜片的至少部分封闭的空间；其中，第一极性与第二极性相反，第一投影仪使图像穿过第一透镜片投影到第二透镜片
中的至少一个的内表面上，并且从封闭空间外部看第二透镜片中的任何两个不同第二透镜片的外表面的观察者，观察到看起来在封闭空间内形成的虚拟假目标图像的不同视图。
[0017]根据本专利技术的一个方面，提供了一种使用透镜片的方法，该方法包括：将具有第一极性的第一透镜片放置成靠近具有第二极性的第二透镜片，第一极性与第二极性相反；以及使表示对象的图像数据穿过第一片投影到第二片上，其中，在第一投影仪使第一图像穿过第一透镜片投影到第二透镜片上时，第一图像在第二透镜片上可见但在第一透镜片上不可见。
[0018]根据本专利技术的一个方面，提供了一种将图像投影到半透明显示表面上的方法。该方法涉及：使用投影装置将图像或视频播送穿过沿一个平行方向(例如，左/右或水平)延伸的微透镜的一个透镜片，并且然后在距第一片较远的距离处，使图像投影到具有以相反极性(例如，上/下或垂直)延伸的微透镜的第二透镜片上，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显示系统，包括：第一透镜片，其具有第一极性；第二透镜片，其具有第二极性，所述第二透镜片靠近所述第一透镜片；其中，所述第一极性与所述第二极性相反，并且其中，在第一投影仪和第二投影仪分别使第一图像和第二图像穿过所述第一透镜片投影到所述第二透镜片上时，所述第一图像和所述第二图像在所述第二透镜片上可见但在所述第一透镜片上不可见，并且其中，在相对于所述第二透镜片的第一位置处，所述第一图像对于观察者可见但所述第二图像对于观察者不可见，并且在相对于所述第二透镜片的第二位置处，所述第二图像对于观察者可见但所述第一图像对于观察者不可见，所述第二位置不同于所述第一位置。2.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述第一透镜片小于所述第二透镜片。3.根据权利要求2所述的显示系统，其中，所述第一透镜片比所述第二透镜片更接近所述第一投影仪。4.根据权利要求3所述的显示系统，其中，所述第一投影仪包括投影仪透镜，并且所述第一透镜片形成在所述投影仪透镜之上。5.根据权利要求1所述的显示系统，还包括所述第一投影仪和所述第二投影仪中的至少一个。6.根据权利要求5所述的显示系统，包括所述第一投影仪和所述第二投影仪两者。7.一种防暴盾牌，包括：透明本体，其具有外表面和内表面；第一透镜片，其具有第一极性，所述第一透镜片设置在所述外表面之上；第二透镜片，其具有第二极性，所述第二透镜片被靠近所述内表面和所述第一透镜片设置，所述第一极性与所述第二极性相反，其中，在与第一图像源通信的第一投影仪使图像穿过所述第二透镜片投影到所述第一透镜片上时，所述图像在所述第一透镜片上可见但在所述第二透镜片上不可见。8.根据权利要求7所述的防暴盾牌，其中，所述图像在所述外表面上可见但在所述内表面上不可见。9.根据权利要求7所述的防暴盾牌，还包括附接至所述内表面的至少第一手柄，并且其中，所述第二透镜片与所述内表面的一部分物理接触。10.根据权利要求9所述的防暴盾牌，其中，所述第一投影仪附接至所述第一手柄，所述投影仪包括投影仪柱状透镜，并且所述第二透镜片形成在所述第一投影仪的所述投影仪柱状透镜之上。11.根据权利要求10所述的防暴盾牌，还包括第二手柄，其中，第二投影仪附接至所述第二手柄，所述第二投影仪还包括投影仪柱状透镜，并且第三透镜片形成在所述第二投影仪的投影仪柱状透镜之上，所述第三透镜片还具有与所述第一透镜片相反的极性。12.一种显示系统，包括：第一透镜片，其具有第一极性，用于从第一投影仪接收图...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖伊，
申请(专利权)人：超级隐形生物科技公司，
类型：发明
国别省市：