[发明专利]一种多模态显示装置

权利要求书

1.一种多模态显示装置，其特征在于，包括N个模态显示器以及光学合成器，其中，N个模态显示器分别用于显示N个物理模态的光学信号，其中，N个光学信号的物理模态全部不同或者至少部分相同，光学合成器用于将N个模态显示器产生的内容在观测点合成在一起一并呈现给观测方设备，N≥2。

2.如权利要求1所述的一种多模态显示装置，其特征在于，所述模态显示器选用RGB模态显示器、IR模态显示器和/或深度模态显示器。

3.如权利要求2所述的一种多模态显示装置，其特征在于，将与所述光学合成器平面垂直的平面定义为参考平面，则：

所述RGB模态显示器的显示平面与参考平面呈一个夹角，以避免RGB模态显示器反射观测方设备的投影和照明光，并基于该夹角对RGB模态显示器显示的内容作对应的形变矫正；

所述IR模态显示器的显示平面与参考平面呈一个夹角，以避免IR模态显示器反射观测方设备的投影和照明光，并基于该夹角对IR模态显示器显示的内容作对应的形变矫正。

4.如权利要求2所述的一种多模态显示装置，其特征在于，所述IR模态显示器为IR波段的数码光处理投影机、IR波段的LCD屏幕、电子墨水屏或打印内容的纸张中的一种，其中：

在电子墨水屏上加装IR光源，将想要显示的IR图像作为电子墨水屏的显示画面，从而在IR波段显示对应的IR图像；

将想要显示的IR图像打印在纸张上从而形成打印内容的纸张，并补充IR光源。

5.如权利要求1所述的一种多模态显示装置，其特征在于，所述深度模态显示器为基于结构光技术的深度模态显示器或基于ToF技术的深度模态显示器。

6.如权利要求5所述的一种多模态显示装置，其特征在于，所述基于结构光技术的深度模态显示器为基于物理实体模型的深度模态显示器或基于虚拟生成的结构光散斑图案的深度模态显示器。

7.如权利要求6所述的一种多模态显示装置，其特征在于，所述基于物理实体模型的深度模态显示器为采用3D打印技术制作得到待显示物体的实物模型，其中，3D打印材料采用具有漫反射特性的树脂；

所述基于虚拟生成的结构光散斑图案的深度模态显示器为通过所述IR模态显示器来呈现的结合待显示的物体3D模型通过计算得出的物体出现状态下的结构光散斑图案。

8.如权利要求5所述的一种多模态显示装置，其特征在于，所述基于ToF技术的深度模态显示器包括用于反射ToF投影仪信号以产生准确的深度信息的物理实体模型以及用于保证ToF深度信息不被影响的情况下让ToF传感器收到特定强度信息的光强衰减滤镜。

9.如权利要求8所述的一种多模态显示装置，其特征在于，所述物理实体模型为采用3D打印技术制作得到待显示物体的实物模型，其中，3D打印材料采用具有漫反射特性的树脂。

10.如权利要求8所述的一种多模态显示装置，其特征在于，所述光强衰减滤镜的制作方法为：

在透明的纸质基质上根据所要呈现的内容通过打印机来固化不同厚度和反射率的衰减涂层，由打印的深浅来确定衰减强度，由打印的位置决定衰减的位置；

在固化衰减涂层前：提前标定打印深浅与衰减强度的关系；提前确定所述光强衰减滤镜摆放位置和与参考平面之间的夹角，根据该夹角对待打印的内容作对应的形变矫正，其中，将与所述光学合成器平面垂直的平面定义为参考平面。