更加沉浸式的全息体验！微美全息研究出全息AR头戴式显示器专利，用传感器实现各种功能

近日来自微美全息和全息科学院的研究人员研发了用于全息AR系统的头戴显示器的专利。经过测试表明,这种用于全息AR系统的头戴显示器,能过够实现全息应用所需的沉浸感,而且能够将头部动作数据以及外界图像信息发送给上位机。

目前,这项研究已在专利局发表,专利名称为《一种用于全息系统的头戴显示器(The invention relates to a head-mounted display for a holographic system)》。

一、全息数据采集传输微显示器数据处理

该研究专利提出的一种用于全息AR系统的头戴显示器,实现全息应用所需的沉浸感,而且能够将头部动作数据以及外界图像信息发送给上位机。包括全息数据采集传输模块和微显示器模块,全息数据采集传输模块包括图像传感器、陀螺仪、加速度计、蓝牙模块和处理器,全息数据采集传输模块完成对头部运动数据的采集、对真实场景的全息图像信息采集,并将采集到的全息数据传送给微显示器模块作进一步的数据处理。微显示器模块包括微控制模块,作为系统的全息AR数据输出。

二、RSD、平板波导算法技术实现沉浸式高清数据

该研究采用全息出瞳扩展器将全息出瞳进行有效的二维扩展,在满足人眼目视要求的同时提升系统性能并且实现便携化。本专利通过视网膜扫描显示器(RSD)和半透膜阵列平板波导的全息出瞳扩展算法技术,测算全息出瞳扩展的物理规律,得到了扩展全息出瞳的有效动态算法。从光学系统设计的角度测算出限制全息出瞳的物理机制。采用衍射积分变换的处理方法对衍射光栅全息出瞳扩展器和微透镜阵列全息出瞳扩展器进行算法处理,为全息出瞳扩展器的运动提供数据支持。通过运用光学仿真手段算法建模,动态运算六边形排布单透镜阵列和双透镜阵列的全息出瞳扩展轨迹,结合双透镜阵列实现彩色显示RSD全息出瞳扩展的准确算法,最终实现沉浸式高清全息AR数据成像。

三、扩展场景应用市场大

该研究利用头戴显示光学系统将由计算机生成,全息AR图像源输出的数字化并且全息成像于使用者视野中,并以此来实现对特定环境进行重现的模拟仿真技术。本专利沉浸式头戴AR显示技术具有大视场、低功耗、可穿戴、模块化、立体显示、自定义程度高等优点,未来会在远程医疗、工业施工、环境模拟、交通指示、虚拟教育、全息通讯、3D打印、辅助驾驶等方面应用广泛。

结语:AR技术深度融合消费市场

全息技术是未来智能化发展的一大趋势。而真正的3D的影像,是可以从360°的任何角度观看影像的不同侧面。该项技术可能涵盖的产品包括便携式消费电子产品( 手机 、平板电脑、智能眼镜和其他可穿戴设备)、 汽车 等驾驶舱内的显示设备,以及其他显示设备(投影仪和电视等)。

未来这样一款电子设备,如头戴式显示设备,将拥有一套显示系统,用来生成图像;一套拥有有一个或多个波导的光学系统;以及用于传递图像的输入和输出耦合器系统。

头戴式显示器与其他类型的显示一样都是显示图像的设备,通常以眼罩与头盔的方式将显示屏贴近用户的眼前,在通过光路调整焦段从而在短距离向眼睛投射影像。从发展至今,头戴式显示器也逐步向家用市场迈进,性能也随之越来越强大。而最初的头戴式显示主要应用在军事与专业领域,经常搭配陀螺仪和位置跟踪装置,以便于追踪用户的视角和位置来改变三维场景的视点。在民用领域,头戴式显示器则会加入智能系统与移动通信功能,可提供与智能移动设备相同的功能,至于是否会带领整个穿戴市场还需等待时间来验证。