一種虛擬影像顯示系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種虛擬影像顯示系統。
【背景技術】
[0002]傳統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，如專利CN 1294517 C、CN1166210A、CN1035777A，其所使用的用于反射投影系統的影像光的反射屏幕，均無制備有特別對應于影像源三色特定波長發光的具有波長選擇性反射特性的光學膜層，因此觀察者看到的通過反射成像的影像質量較差(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]現有技術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(420nm到750nm)的、具有較廣連續波長范圍的光波全部予以反射，這樣會導致無分別地將環境光與影像光全部予以反射，會因環境光的大量摻入而造成影像光本身最終成像顯示品質的劣化，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境感的擬真化全息立體影像。

【發明內容】

[0004]為了解決現有的投影反射型幻影成像系統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境感的擬真化全息立體影像的技術問題，本實用新型提供一種虛擬影像顯示系統。
[0005]本實用新型的技術解決方案:
[0006]一種虛擬影像顯示系統，其特殊之處在于:包括機體、透光屏幕以及設置在機體內的影像源；
[0007]所述影像源用于產生彩色影像光并發送至透光屏幕上；
[0008]所述透光屏幕包括透明基板和設置在透明基板的表面上的光學薄膜，所述光學薄膜對于影像源產生的彩色影像光以及環境光中與彩色影像光的波長相同的第一環境光具有高反射率，對于第二環境光具有高透過率，所述第二環境光為不符合第一環境光的波長條件的環境光。
[0009]上述影像源產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]上述光學薄膜包括反射層，所述反射層為對彩色影像光以及環境光中與彩色影像光的波長相同的第一環境光具有高反射率，對第二環境光具有高透過率。
[0011]上述光學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透鏡或者薄膜光學透鏡陣列，所述薄膜光學透鏡或薄膜光學透鏡陣列用于對彩色影像光或環境光加以調制改變其光路中光線的發散或匯聚的特性。
[0012]上述薄膜光學透鏡為菲涅耳透鏡，所述薄膜光學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、透明陶瓷或無機電介質材料或透明有機化合物；所述透明基板的厚度為0.0lmm?500mmo
[0014]上述透明陶瓷或無機電介質材料包括透明氧化鋁、燒結白剛玉、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]本實用新型所具有的優點:
[0020]本實用新型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為本實用新型的結構示意圖；
[0022]圖2為環境光經過透光屏幕的透過示意圖；
[0023]圖3為光學薄膜的反射層的工作原理示意圖；
[0024]圖4為光學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為發散示意圖；
[0026]其中附圖標記為:1-影像源，2-透光屏幕，3-光學薄膜，4-空間虛擬成像。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，本實用新型一種虛擬影像顯示系統的結構示意圖，包括計算機控制系統、視頻信號接口、機體、透光屏幕2以及設置在機體內的影像源I ;計算機控制系統通過視頻信號接口與影像源I連接。影像源I用于產生彩色影像光并發送至透光屏幕上；透光屏幕2的表面上設置有光學薄膜3，光學薄膜3對于影像源產生的彩色影像光以及環境光中與彩色影像光的波長相同的第一環境光具有高反射率，對于與彩色影像光的波長不同的第二環境光具有高透過率，第二環境光為不符合第一環境光的條件的環境光。如圖2所示，連續光譜的自然環境光大部分透過。
[0028]影像源I包括一個由三色特定波長發光:紅￠05?680nm)、綠(500?565nm)、藍(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光輸出到設定的光路中去；
[0029]光學薄膜包括反射層，反射層為對彩色影像光以及環境光中與彩色影像光的波長相同的第一環境光具有高反射率，對第二環境光具有高透過率。
[0030]為了能夠調整空間虛擬成像的距離，光學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置在透明基板上的薄膜光學透鏡或者薄膜光學透鏡陣列，薄膜光學透鏡或薄膜光學透鏡陣列用于對彩色影像光或環境光加以調制改變其光路的發散或匯聚的特性。例如當薄膜光學透鏡為使用菲涅耳透鏡的時候，所述薄膜光學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的藍光中一種或多種的混合。
[0033]該膜層用于反射從影像源發出的由特定波長，如紅(605?680nm)、綠(500?565nm)、藍(420?490nm)，混合形成的彩色影像光；另外薄膜光學透鏡或者薄膜光學透鏡陣列，如菲涅耳透鏡或菲涅耳透鏡陣列，該薄膜光學透鏡系統可以對成像光或環境光加以調制改變其光路的發散或匯聚的特性。影像源發出的影像光是由特定波長，如紅￠05?680nm)、綠(500?565nm)、藍(420?490nm)，單一或者混合發出所形成的彩色影像光。影像源發出的影像光是由特定波長，如紅(605?680nm)、綠(500?565nm)、藍(420?490nm)，單一或者混合發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或者柔性基板，厚度為0.0lmm?500mm，材料為透明玻璃、透明