一種虛擬影像顯示系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種虛擬影像顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)投影是將影像直接成像在一個不透明或者透明的屏幕平面上，是2D平面影像，沒有立體或全息觀賞效果。雖然已有部分用于大型舞臺的投影反射型幻影成像系統(tǒng)，如專利CN 1294517C、CN1166210A、CN1035777A，其所使用的用于反射投影系統(tǒng)的影像光的反射屏幕，均無制備有特別對應(yīng)于影像源三色特定波長發(fā)光的具有波長選擇性反射特性的光學(xué)膜層，因此觀察者看到的通過反射成像的影像質(zhì)量較差(亮度與對比度低，色彩飽和度低)，無法獲得逼真、清晰、色彩艷麗、高對比度、高影像亮度的、從而具有高擬真度的彩色影像，從而難以欣賞到逼真的立體和全息感受的影像顯示。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)通常使用的是具有寬譜反射特性的反射膜系，其光反射針對的是一個從包括大部分可見光范圍內(nèi)(420nm到750nm)的、具有較廣連續(xù)波長范圍的光波全部予以反射，這樣會導(dǎo)致無分別地將環(huán)境光與影像光全部予以反射，會因環(huán)境光的大量摻入而造成影像光本身最終成像顯示品質(zhì)的劣化，難以讓觀看者看到清晰的、高對比度的、具有真實感以及融入環(huán)境感的擬真化全息立體影像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有的投影反射型幻影成像系統(tǒng)難以讓觀看者看到清晰的高對比度的、具有真實感以及融入環(huán)境感的擬真化全息立體影像的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種虛擬影像顯示系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0006]一種虛擬影像顯示系統(tǒng)，其特殊之處在于:包括機(jī)體、透光屏幕以及設(shè)置在機(jī)體內(nèi)的影像源；
[0007]所述影像源用于產(chǎn)生彩色影像光并發(fā)送至透光屏幕上；
[0008]所述透光屏幕包括透明基板和設(shè)置在透明基板的表面上的光學(xué)薄膜，所述光學(xué)薄膜對于影像源產(chǎn)生的彩色影像光以及環(huán)境光中與彩色影像光的波長相同的第一環(huán)境光具有高反射率，對于第二環(huán)境光具有高透過率，所述第二環(huán)境光為不符合第一環(huán)境光的波長條件的環(huán)境光。
[0009]上述影像源產(chǎn)生的彩色影像光是波長在605?680nm的第一光、波長在500?565nm的第二光和波長在420?490nm的第三光中一種或多種的混合。
[0010]上述光學(xué)薄膜包括反射層，所述反射層為對彩色影像光以及環(huán)境光中與彩色影像光的波長相同的第一環(huán)境光具有高反射率，對第二環(huán)境光具有高透過率。
[0011]上述光學(xué)薄膜還包括涂覆在反射層上的透鏡層，所述透鏡層是薄膜光學(xué)透鏡或者薄膜光學(xué)透鏡陣列，所述薄膜光學(xué)透鏡或薄膜光學(xué)透鏡陣列用于對彩色影像光或環(huán)境光加以調(diào)制改變其光路中光線的發(fā)散或匯聚的特性。
[0012]上述薄膜光學(xué)透鏡為菲涅耳透鏡，所述薄膜光學(xué)透鏡陣列為菲涅耳透鏡陣列。
[0013]上述透明基板的材料為透明玻璃、透明陶瓷或無機(jī)電介質(zhì)材料或透明有機(jī)化合物；所述透明基板的厚度為0.0lmm?500mmo
[0014]上述透明陶瓷或無機(jī)電介質(zhì)材料包括透明氧化鋁、燒結(jié)白剛玉、氧化鎂、氧化鈹、氧化釔、氧化釔-二氧化鋯、砷化鎵、硫化鋅、砸化鋅、氟化鎂或氟化鈣。
[0015]上述透明有機(jī)材料包括PMMA、PC、PS、PET、PETG、透明ABS、透明PP、透明PA、SAN、MS、MBS、PES、J.D 系列光學(xué)樹脂、CR-39、TPX、HEMA、F4、F3、EFP、PVF、PVDF、EP、PF、UP、醋酸纖維素、硝酸纖維素或EVA ；
[0016]所述PES為聚醚砜；所述J.D系列光學(xué)樹脂為PES的共聚衍生物；SAN為苯乙烯/丙烯腈共聚物，TPX為聚甲基-1-戊稀，BS為25%丁二烯/75%苯乙烯共聚物，CR-39為雙烯丙基二甘醇碳酸酯聚合物，HEMA為聚咿基丙烯酸羥乙酯。
[0017]上述反射層為厚度在5nm?100nm的金屬鍍層、或粒徑為5nm?500nm的納米金屬粒子涂層、或厚度為5nm?100nm的電介質(zhì)材料鍍層中的一層或者多層的組合。
[0018]上述金屬鍍層的材料為鋁、銀、金、銅、鉻、鉑和銠中的一種或是多種的混合；所述電介質(zhì)材料鍍層的材料為一氧化硅、氟化鎂、二氧化硅、三氧化二鋁、燒結(jié)白剛玉、氧化鎂、氧化鈹、氧化釔、氧化釔-二氧化鋯、砷化鎵、硫化鋅、砸化鋅、氟化鈣中的一種或多種的混入口 ο
[0019]本發(fā)明所具有的優(yōu)點:
[0020]本發(fā)明可以讓觀察者看到逼真、清晰、色彩艷麗、高對比度、高影像亮度的、在空中成像的虛擬影像，該影像可以有效地與環(huán)境融為一體，讓觀看者不使用任何立體眼鏡的輔助，裸眼即可觀察到具有立體和全息感受的影像顯示。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為環(huán)境光經(jīng)過透光屏幕的透過示意圖；
[0023]圖3為光學(xué)薄膜的反射層的工作原理示意圖；
[0024]圖4為光學(xué)薄膜的透鏡層的工作原理示意圖；
[0025]其中圖4a為匯聚示意圖；圖4b為發(fā)散示意圖；
[0026]其中附圖標(biāo)記為:1-影像源，2-透光屏幕，3-光學(xué)薄膜，4-空間虛擬成像。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，本發(fā)明一種虛擬影像顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括計算機(jī)控制系統(tǒng)、視頻信號接口、機(jī)體、透光屏幕2以及設(shè)置在機(jī)體內(nèi)的影像源I ;計算機(jī)控制系統(tǒng)通過視頻信號接口與影像源I連接。影像源I用于產(chǎn)生彩色影像光并發(fā)送至透光屏幕上；透光屏幕2的表面上設(shè)置有光學(xué)薄膜3，光學(xué)薄膜3對于影像源產(chǎn)生的彩色影像光以及環(huán)境光中與彩色影像光的波長相同的第一環(huán)境光具有高反射率，對于與彩色影像光的波長不同的第二環(huán)境光具有高透過率，第二環(huán)境光為不符合第一環(huán)境光的條件的環(huán)境光。如圖2所示，連續(xù)光譜的自然環(huán)境光大部分透過。
[0028]影像源I包括一個由三色特定波長發(fā)光:紅￠05?680nm)、綠(500?565nm)、藍(lán)(420?490nm)的形成的彩色影像；一個或者多個影像源將上述具有特定波長特征的彩色影像發(fā)光輸出到設(shè)定的光路中去；
[0029]光學(xué)薄膜包括反射層，反射層為對彩色影像光以及環(huán)境光中與彩色影像光的波長相同的第一環(huán)境光具有高反射率，對第二環(huán)境光具有高透過率。
[0030]為了能夠調(diào)整空間虛擬成像的距離，光學(xué)薄膜還包括涂覆在反射層上的透鏡層，所述透鏡層包括透明基板以及設(shè)置在透明基板上的薄膜光學(xué)透鏡或者薄膜光學(xué)透鏡陣列，薄膜光學(xué)透鏡或薄膜光學(xué)透鏡陣列用于對彩色影像光或環(huán)境光加以調(diào)制改變其光路的發(fā)散或匯聚的特性。例如當(dāng)薄膜光學(xué)透鏡為使用菲涅耳透鏡的時候，所述薄膜光學(xué)透鏡陣列為菲涅耳透鏡陣列。
[0031]透光屏幕的材料為透明玻璃、透明陶瓷、透明有機(jī)化合物或聚合物或單晶；透光屏幕的厚度為0.0lmm?500mmo
[0032]影像源產(chǎn)生的彩色影像光是波長在605?680nm的紅光、波長在500?565nm的綠光和波長在420?490nm的藍(lán)光中一種或多種的混合。
[0033]該膜層用于反射從影像源發(fā)出的由特定波長，如紅(605?680nm)、綠(500?565nm)、藍(lán)(420?490nm)，混合形成的彩色影像光；另外薄膜光學(xué)透鏡或者薄膜光學(xué)透鏡陣列，如菲涅耳透鏡或菲涅耳透鏡陣列，該薄膜光學(xué)透鏡系統(tǒng)可以對成像光或環(huán)境光加以調(diào)制改變其光路的發(fā)散或匯聚的特性。影像源發(fā)出的影像光是由特定波長，如紅￠05?680nm)、綠(500?565nm)、藍(lán)(420?490nm)，單一或者混合發(fā)出所形成的彩色影像光。影像源發(fā)出的影像光是由特定波長，如紅(605?680nm)、綠(500?565nm)、藍(lán)(420?490nm)，單一或者混合發(fā)出所形成的彩色影像光。透光屏幕是用對于可見光透明的材料制成的硬質(zhì)或者柔性基板，厚度為0.0lmm?500mm，材料為透明玻璃、透明陶瓷(如透明氧化鋁，燒結(jié)白剛玉、氧化鎂、氧化鈹、氧化釔、氧化釔-二氧化鋯等氧化物透