[实用新型]一种基于两次成像的透明投影屏幕

说明书

本实用新型公开了一种基于两次成像的透明投影屏幕，包括屏幕光学组件，屏幕光学组件包括屏幕光学部件、屏幕封装件、无玻璃红外触摸屏，屏幕光学部件从其朝向投影仪一侧到其相对侧依次包括无缝隙平铺对接的AG玻璃、全息投影膜、PDLC可调光膜、单向透视膜和超白玻璃；无玻璃红外触摸屏设置于AG玻璃朝向投影仪一侧表面；屏幕封装件封装在屏幕光学部件、无玻璃红外触摸屏的四周，将屏幕光学部件及无玻璃红外触摸屏四周密封封装。本实用新型利用全息投影膜进行一次成像投影图像，利用PDLC可调光膜进行二次成像，将二次成像叠加在一次成像上，在保证投影屏透视效果的同时，增强成像效果。

技术领域

本实用新型涉及一种基于两次成像的透明投影屏幕，具体是一种用于在自然光情况下，实现实景增强现实的可调节透视效果和显示效果的透明投影屏幕，属于增强现实显示技术领域。

背景技术

增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)作为近期及将来一个时期重要的人机交互及信息显示技术手段，广泛应用于民用、商用和军事领域，特别在航空、航天、海洋工程、石油化工、通信、建筑、广告、游戏、旅游教育等行业，其研发应用方兴未艾。AR技术通过将计算机生成的虚拟物体、场景、系统提示信息，或者将来自多种感知设备或探测设备的信息（以上统称增强信息）叠加到真实场景中，使得用户在观看实景画面的同时获得额外信息，从而实现对现实的增强。

目前，AR技术从显示技术上分，主要有以下几种形式：一是透过头戴显示系统和注册（用户观察点和计算机生成虚拟物体的定位）系统相结合的形式来实现；二是通过摄像装置录取实景，叠加上增强信息，通过显示屏显示复合图像和信息来实现。三是通过OLED、LCD等液晶透明屏显示增强信息，与屏后的真实环境叠加后来实现。目前这几种实现方式均在实现效果上有很多不足，在实际应用中受到很大限制。第一种方式（头戴显示），这种方式通过头戴式装夹具（一般为头盔或镜架），在观察者眼前近距离内固定一小片镜片，在镜片上投射增强信息，这些信息与观察者透过镜片看到的真实世界实景叠加后，实现增强现实显示效果，这种显示方式只能个人配戴，且装置组成相对复杂，成本较高，配戴后舒适性（如产生眩晕感、强背景光线情况下显示效果不佳等）方面用户体验不佳，目前主要应用于专业领域，也有应用于商用高端领域，但不广泛，在公众和工程方面的应用很少；第二种方式（摄像显示）虽技术相对简单，实现成本低，但因为各种显示屏是不透明的，这样的显示屏只能呈现摄像头摄取的画面，而不能同时呈现屏幕后的真实世界环境，无法真实地叠加增强信息和现实世界的画面，而且受制于摄像头的一些性能影响，效果大打折扣，目前虽应用较为广泛，但主要集中于消费类电子产品简单应用，专业领域、公众和工程应用方面很少有采用；第三种方式（透明屏显示）虽实现了在现实世界上叠加增强信息，但实现技术复杂，目前自发光OLED屏存在着透明屏技术不普及、成本高昂、受自然光影响大、屏的尺寸受限（如目前OLED屏尺寸规格少，很难定制）等问题，在实际开发应用中受到极大限制；而目前广泛应用于广告箱的LCD透明屏，虽技术成熟，价格低廉，但也存在着多层光栅导致的透视后实景产生叠影和光晕，无背光导致屏显增强信息暗淡等无法克服的缺陷，只能应用于广告箱等封闭环境中，在自然开放的环境中无法应用，因此，目前这一方式在实际开发应用中受到极大限制，没有成熟的产品推出。

实用新型内容

为了解决上述存在的问题，本实用新型公开了一种基于两次成像的透明投影屏幕，其具体技术方案如下：

一种基于两次成像的透明投影屏幕，包括屏幕光学组件，屏幕光学组件包括屏幕光学部件、屏幕封装件、无玻璃红外触摸屏，所述屏幕光学部件从其朝向投影仪一侧到其相对侧依次包括无缝隙平铺对接的AG玻璃、全息投影膜、PDLC可调光膜、单向透视膜和超白玻璃，利用全息投影膜进行投影图像的一次成像，以此作为基本图像，并再次利用透过的投影光线在PDLC可调光膜进行二次成像，将二次成像叠加在一次成像上，以增强成像效果；

所述无玻璃红外触摸屏设置于AG玻璃朝向投影仪一侧表面；

所述屏幕封装件封装在屏幕光学部件、无玻璃红外触摸屏的四周，将屏幕光学部件及无玻璃红外触摸屏四周密封封装。