集微網(wǎng)消息，2021世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWC）上，國(guó)內(nèi)公司Nreal在展會(huì)上帶來的全新的混合現(xiàn)實(shí)眼鏡應(yīng)用場(chǎng)景展示，吸引了眾多參觀者前來體驗(yàn)。Nreal展示了天氣應(yīng)用《Tagesschau 2025》、AR籃球游戲《Dunkaar》、魔幻線上游戲《Dragon Awakening》、AR足球游戲《Magenta Sport》、AR版《太空頻道5》等多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，讓體驗(yàn)者感受到了混合現(xiàn)實(shí)的魅力。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）也被稱為混合現(xiàn)實(shí)，其原理是通過電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同時(shí)存在，人們可以通過穿戴式設(shè)備，如AR眼鏡或AR頭盔等，與真實(shí)世界進(jìn)行互動(dòng)。
但是，現(xiàn)有的AR設(shè)備存在以下缺陷：現(xiàn)有的AR設(shè)備由于使用普通分光鏡，非常容易導(dǎo)致干擾光線大量進(jìn)入人眼，以及外部射入的干擾光線嚴(yán)重干擾像源圖像的對(duì)比度，使得圖像內(nèi)容混亂，我們從現(xiàn)有技術(shù)的AR成像原理可以更加深入地了解這個(gè)問題。
如上圖，為現(xiàn)有技術(shù)中AR成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，這種AR成像裝置光學(xué)系統(tǒng)包括像源11、分光鏡3、曲面半反射鏡4和位于分光鏡3上方的透鏡12，像源設(shè)置在光學(xué)系統(tǒng)的上部，且像源與透鏡之間有一定距離。像源的圖像光線從上方向下射入透鏡，與此同時(shí)，環(huán)境光線從曲面半反射鏡的右側(cè)向左側(cè)射入，干擾光線從分光鏡的下方向上射入。
圖像光線的部分光線經(jīng)過分光鏡的反射射向曲面半反射鏡，部分光線再經(jīng)過曲面半反射鏡的反射射向分光鏡；環(huán)境光線的部分光線依次穿過曲面半反射鏡和分光鏡抵達(dá)人眼；干擾光線的部分光線經(jīng)過分光鏡的反射抵達(dá)人眼。
經(jīng)過這樣的光學(xué)成像系統(tǒng)，部分圖像光線、部分環(huán)境光線和部分干擾光線最終同時(shí)抵達(dá)人眼，這樣就使得用戶能夠看到外界真實(shí)環(huán)境的同時(shí)還可以看到疊加在真實(shí)環(huán)境中的像源的圖像，從而影響AR設(shè)備的成像質(zhì)量。
為了提高AR裝置的成像質(zhì)量，Nreal在2018年2月12日申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“AR成像裝置和穿戴式AR設(shè)備”（申請(qǐng)?zhí)枺?01810146751.2），申請(qǐng)人為杭州太若科技有限公司。
根據(jù)該專利目前公開的相關(guān)資料，讓我們一起來看看這項(xiàng)方案吧。
如上圖，為該專利中發(fā)明的AR成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該AR成像裝置，包括圖像投射裝置1、偏振分光鏡5、波片組件6和曲面折半反射鏡7。偏振分光鏡、波片組件和曲面折半反射鏡依次排列，共同組成偏振光路組件，偏振光路組件包括在水平方向上依次排列的偏振分光鏡、波片組件和曲面折半反射鏡。
如上圖，為該專利中提供的偏振分光鏡的結(jié)構(gòu)示意圖，可以看到，偏振分光鏡傾斜設(shè)置，其包括分光鏡基片51、偏光膜52和偏振分光膜53。偏光膜用于通過偏振態(tài)為第一方向的偏振光，吸收偏振態(tài)為第二方向的偏振光；偏振分光膜用于通過偏振態(tài)為第一方向的偏振光，反射偏振態(tài)為第二方向的偏振光。
當(dāng)外界的干擾光線入射到偏振分光鏡中時(shí)，干擾光線會(huì)先通過偏光膜，其中第二方向的偏振光被吸收，多余的第一方向偏振光會(huì)穿過偏光膜和偏振分光膜，基本無干擾光線反射到人眼中，由此可以提升圖像觀看對(duì)比度以及減少對(duì)用戶的干擾。
以上就是Nreal發(fā)明的AR成像裝置，這種AR成像裝置采用偏振分光鏡，當(dāng)外界的干擾光線入射到偏振分光鏡時(shí)，干擾光線先通過偏光膜，其中的第二方向偏振光被吸收，第一方向偏振光會(huì)穿過偏光膜和偏振分光膜。由此，基本可以做到無干擾光線反射到人眼中，從而提高圖像對(duì)比度以及減少干擾光線對(duì)成像的影響。
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