本發明涉及立體顯示技術領域，特別涉及一種透射式AR與VR切換顯示裝置、方法及AR模式下透明度調節方法。

背景技術：

VR指虛擬現實，主要呈現虛擬的場景內容；AR指增強現實，其通過將特定的虛擬影像疊加到人眼所見到的現實場景中，從而達到增強顯示的作用。

然而目前并沒有實際成熟的產品，能夠一個設備完成AR和VR兩種模式顯示。已查出的技術中，有部分關于AR與VR切換的方法，均較為簡單。例如，有人提出手動添加百葉窗的方法，但是切換不夠方便；也有人使用攝像頭代替人眼，來作為現實場景的獲取方法，然而攝像頭獲取的圖像寬容度低、視場角不夠大、畸變、顏色失真等原因，不能反映真實的場景，因而很難達到所見即所得的真實感。

技術實現要素：

本發明提供一種透射式AR與VR切換顯示裝置、方法及AR模式下透明度調節方法，旨在解決現有AR與VR切換的方法不方便，視覺反應不真實的問題。

本發明提供一種透射式AR與VR切換顯示裝置，包括主機框架、攝像頭、光線傳感器、顯示機構，所述攝像頭、光線傳感器分別設置在主機框架上，所述顯示機構由全息顯示屏、可調節透明度的薄膜、外層保護玻璃依次貼合連接組成，所述主機框架設有顯示槽，所述顯示機構安裝在顯示槽內，所述全息顯示屏位于靠近眼睛一側，所述外層保護玻璃位于遠離眼睛一側。

作為本發明的進一步改進，所述全息顯示屏包括虛擬光柵和透視板，所述虛擬光柵設置在透視板的中間，所述虛擬光柵為方形的屏幕。

作為本發明的進一步改進，本裝置還包括可實現AR和VR模式切換的物理切換按鍵，所述物理切換按鍵與主機框架連接。

作為本發明的進一步改進，本裝置還包括可識別運動設定模式的IMU傳感器，所述IMU傳感器連接在主機框架上。

本發明提供一種透射式AR與VR切換顯示方法，包括以下步驟：

A.啟動系統，攝像頭實時獲取圖像；

B.檢測圖像中手的輪廓；

C.分析手勢的變化，從AR切換為VR，或從VR切換到AR。

作為本發明的進一步改進，透射式AR與VR切換顯示方法具體包括下步驟：

A1.啟動主機框架，系統運行后，攝像頭實時獲取捕捉到的圖像；

B1.檢測圖像中是否有手的輪廓，若未檢測到手的輪廓，返回步驟A1重新捕捉手的圖像；若檢測到手的輪廓，則執行步驟C1；

C1.對手掌進行定位，識別分析出手勢，并檢測手勢是否有變化，若未檢測到手勢的變化，返回步驟A1重新捕捉手的圖像；若檢測到手從第一手勢變換為第二手勢，則切換到AR模式，若檢測到手從第二手勢變換為第一手勢，則切換到VR模式。

作為本發明的進一步改進，所述步驟C1還包括以下步驟：

C11.檢測到手勢相對于原位置發生位移時，切換模式；或/和

C12.使用物理切換按鍵選擇需要切換的模式；或/和

C13.利用IMU傳感器，識別設定的運動模式，若執行了該設定的運動，則切換模式。

作為本發明的進一步改進，所述步驟C1還包括以下步驟：

C14.檢測到手勢由手掌的輪廓變成握拳的輪廓時，切換為AR模式；

C15.檢測到手勢由握拳的輪廓變成手掌的輪廓時，切換為VR模式。

本發明提供一種AR模式下透明度調節方法，包括以下步驟：

S1.亮度校準：將薄膜調整至透明，測量得到人眼能承受的環境光亮度和屏幕亮度的最大對比度閾值，當對比度大于所述最大對比度閾值后，根據人眼的適應能力，校準出不同對比度下，薄膜需要調整到的透明度典型值；

S2.進入AR模式，根據光線傳感器實時監測環境光亮度；

S3.若環境光亮度和屏幕的亮度的對比度大于所述最大對比度閾值，則根據步驟S1校準時得出的對比度和透明度典型值的關系來降低薄膜的透明度。

本發明的有益效果是：本發明的裝置將顯示屏、透明的薄膜、保護玻璃集成在一起，不僅降低了鏡片的厚度，視覺質量也得到了提高。本發明的方法通過攝像頭捕捉手勢，使用簡單易用的手勢來切換VR、AR模式，提升了操作的便利性。

附圖說明

圖1是本發明一種透射式AR與VR切換顯示裝置的結構示意圖；

圖2是本發明一種透射式AR與VR切換顯示裝置中顯示機構的結構示意圖；

圖3是本發明一種透射式AR與VR切換顯示裝置中顯示機構的結構截面 圖；

圖4是本發明一種透射式AR與VR切換顯示裝置在AR模式下薄膜處于透明狀態的顯示結構圖；

圖5是本發明一種透射式AR與VR切換顯示裝置在AR模式下薄膜透明度降低狀態的顯示結構圖；

圖6是本發明一種透射式AR與VR切換顯示裝置在VR模式下的顯示結構圖；

圖7是本發明一種透射式AR與VR切換顯示方法的流程圖；

圖8是本發明一種透射式AR與VR切換顯示方法中AR切換VR的手勢變換圖；

圖9是本發明一種透射式AR與VR切換顯示方法中VR切換AR的手勢變換圖；

圖10是本發明一種AR模式下透明度調節方法的流程圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。

實施例一：

如圖1至圖3所示，本發明的一種透射式AR與VR切換顯示裝置，包括主機框架1、攝像頭2、光線傳感器3、顯示機構，所述攝像頭2、光線傳感器3分別設置在主機框架1上，顯示機構由全息顯示屏41、可調節透明度的薄膜42、外層保護玻璃43依次貼合連接組成，主機框架1設有顯示槽，顯示機構安裝在顯示槽內，全息顯示屏41位于靠近眼睛一側，外層保護玻璃42位于遠離眼睛一側。顯示機構由全息顯示屏41、可調節透明度的薄膜42、外層保護玻璃43三者按順序全貼合組成一個整體，以減小眼鏡的空間。

其中，全息顯示屏41包括虛擬光柵411和透視板412，虛擬光柵411設置在透視板412的中間，虛擬光柵411為方形的屏幕。

本裝置還包括可實現AR和VR模式切換的物理切換按鍵，物理切換按鍵與主機框架1連接。

本裝置還包括可識別運動設定模式的IMU傳感器，IMU傳感器連接在主機框架1上。

實施例二：

實施例一的工作原理為：

AR模式：

AR模式下，薄膜42處于透明狀態，這樣用戶既可以看到顯示器中的虛擬畫面，又可以透過透明的顯示器看到外界的場景，如圖4，圖中標號5處為真實場景，標號6為虛擬物體。

光線傳感器可以實時獲取環境光的亮度，根據環境光與顯示器的亮度自適應的調節薄膜的透明度，使得亮度達到合適的平衡。當外界環境光較大時，通過降低薄膜的透明度，從而能夠降低外界亮度與顯示屏的亮度反差，這樣可以降低用戶的用眼疲勞，如圖5。

VR模式：

VR模式下，為了提升沉浸感，將薄膜42切換至不透明模式，此時用戶僅能觀察到顯示屏的內容，如圖VR模式，圖6。

AR/VR切換方式：

通過手勢識別切換模式，通過在眼鏡前做特定的手勢：手勢從握拳切換到手掌，則將薄膜42變成半透明狀態，從而切換至AR模式；手勢從手掌變成握拳，則將薄膜42變成不透明狀態，從而切換到VR模式。

AR/VR切換過程：

模式的切換使用手勢識別來完成，其中利用到了眼鏡上的攝像頭。利用攝像頭2來監測和識別手勢，當識別到特定模式的手勢時，就對當前的現實模式進行處理。處理流程如下：

該透射式AR與VR切換顯示方法，包括以下步驟：

A.啟動系統，攝像頭實時獲取圖像；

B.檢測圖像中手的輪廓；

C.分析手勢的變化，從AR切換為VR，或從VR切換到AR。

更為具體的步驟為：

A1.啟動主機框架1，系統運行后，攝像頭2實時獲取捕捉到的圖像；

B1.檢測圖像中是否有手的輪廓，若未檢測到手的輪廓，返回步驟A1重新捕捉手的圖像；若檢測到手的輪廓，則執行步驟C1；

C1.對手掌進行定位，識別分析出手勢，并檢測手勢是否有變化，若未檢測到手勢的變化，返回步驟A1重新捕捉手的圖像；若檢測到手從第一手勢變換為第二手勢，則切換到AR模式，若檢測到手從第二手勢變換為第一手勢，則切換到VR模式。

步驟C1還可以有以下實現方式：

C11.檢測到手勢相對于原位置發生位移時，切換模式，例如揮手的動作等；

具體的，其中，步驟C11還包括以下步驟：

C14.檢測到手勢由手掌的輪廓變成握拳的輪廓時，切換為AR模式；

C15.檢測到手勢由握拳的輪廓變成手掌的輪廓時，切換為VR模式。

C12.使用物理切換按鍵選擇需要切換的模式；

C13.利用IMU傳感器，識別設定的運動模式，若執行了該設定的運動，則切換模式，例如做一個“連續2次左右搖頭+連續兩次點頭”的組合動作來作為預先設定的運動切換模式。

實施例三：

AR模式下透明度調節過程：

AR模式下，本方法會根據環境光的亮度，自適應的調節薄膜的透明度，以控制屏幕的亮度與環境光亮度的對比度在合理的范圍內，防止眼睛疲勞。

具體的控制流程如下：

S1.亮度校準：將薄膜調整至透明，測量得到人眼能承受的環境光亮度和屏幕亮度的最大對比度閾值，當對比度大于所述最大對比度閾值后，根據人眼的適應能力，校準出不同對比度下，薄膜需要調整到的透明度典型值；

S2.進入AR模式，根據光線傳感器實時監測環境光亮度；

S3.若環境光亮度和屏幕的亮度的對比度大于所述最大對比度閾值，則根據步驟S1校準時得出的對比度和透明度典型值的關系來降低薄膜的透明度。

本發明具有以下優點：

1.本發明通過借鑒手機全貼合屏幕的概念，將全息顯示屏41、薄膜42、外層保護玻璃43集成在一起，不僅降低了鏡片的厚度；

2.全貼合鏡片能夠避免三個顯示層之間出現空氣、灰塵等造成鏡片的透射率低、視覺質量下降等問題；

3.利用光線傳感器3對外界環境光進行監測，通過改變薄膜42的透明度，來避免顯示器與外界亮度差過大而造成的視覺疲勞；

4.通過攝像頭2捕捉手勢，使用簡單易用的手勢來切換VR、AR模式，提升了操作的便利性。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。