描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前方”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0042]此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0043]实施例1
[0044]本实施例提供一种增强现实系统，如图1所示，该系统I包括显示屏10、成像镜组20、半透半反镜30、第一红外摄像头、第二红外摄像头和处理器。
[0045]显示屏10、成像镜组20和半透半反镜30沿光轴50顺次排布，半透半反镜30与光轴50呈一定角度，改变光束路线，使虚像3位于人眼视场范围内。人眼观察位置2位于半透半反镜30前方，显示屏10发出的光束经成像镜组20透射、半透半反镜30反射后进入人眼，以使在人眼正前方观察到成像镜组20所成的虚像3。因此，人眼能够同时观察到虚像3和实物4。上述半透半反镜30的两个反射透射面上的反射率和透过率可根据实际需要进行设置，例如，一个反射透射面上的反射率在50 %以上、另一个反射透射面上的透过率在50%以上。
[0046]第一红外摄像头的视场与人眼能观察到的视场相似，用于检测第一红外摄像头的视场范围内的环境信息并将其传输给处理器。如图1中所示，第一红外摄像头可以设置成为能够拍摄到实物4及其周边环境，从而将其反馈给处理器以供处理器处理。优选地，第一红外摄像头可以采用双目红外摄像头，并将其设置在半透半反镜30的后端靠近实物4 一侦牝能够依照人的左右眼模拟采集视场中的图像，可以更加真实地采集到周边环境信息。
[0047]第二红外摄像头用于捕捉人眼视线交点的三维空间坐标并将其传输给处理器，处理器依据该三维空间坐标可以对显示屏中所显示的图像进行处理，让非视线交点的图像模糊，从而可以更加清晰突出视线交点的图像。优选地，可以将其设置在半透半反镜30的前端靠近人眼观察位置2 —侧，便于对人眼视线交点的三维空间坐标的采集。
[0048]人们在实际利用本实施例的增强现实系统进行观察时，可以通过调整成像透镜与显示屏之间的距离和角度，从而调整虚像距离，使得虚像距离可控成为可能，克服了现有技术中3D成像系统无法调整虚像距离的问题、难点，因此可调整虚像使其位于人的左右眼视线的合适位置处，使人眼观察虚拟物体时人眼的视线调整和对焦调整更加符合人眼观察实际物体的规律。
[0049]本实施例中，通过设置成像镜组和半透半反镜，可以将显示屏发出的包含立体效果信息的图像经过成像镜组和半透半反镜以立体的效果呈现到人眼中，实现立体成像，并且通过设置半透半反镜与光轴呈一定角度，经过成像镜组对光束的汇聚作用，以及半透半反镜的转换光路方向的作用，使得成像镜组所成的虚像正好正立地位于人眼视线正前方的合适位置，适于人眼观察，例如可以设置成为距离人眼25cm以外的位置处或甚至更远处，避免因设置太近在长时间观看情况下容易造成视觉疲劳或影响视力，并且可以使显示屏位于成像镜组一倍焦距以内，使得增强现实系统的视角范围得到了极大的扩展，一般情况下水平视角可以扩展到100°以上，垂直视角可以扩展到50°以上。
[0050]还通过设置第一红外摄像头和第二红外摄像头，通过将环境信息反馈给处理器，经过处理器处理后可以控制显示屏显示出更加与实际环境相配合的图像，还通过将人眼视线交点的三维空间坐标反馈给处理器，经过处理器处理后，也可以控制显示屏显示出更加与实际环境相配合的图像，从而使人眼观察到的虚像与实际环境中的实物结合得更加真实，实现了增强现实的功能。
[0051]作为一种优选实施方式，成像镜组20可以为梯度折射率透镜或正负透镜组。优选地，正负透镜组为胶合透镜、球面镜、非球面镜、菲涅尔透镜中的一个或多个。例如，成像镜组的焦距可以为l-30cm、物距可以为l-20cm，因此，与其相配合的增强现实系统中的其他光学元件的参数设置需为:半透半反镜30与光轴50的夹角β为5° -85°，显示屏10与光轴50的夹角α为30° -90°，人眼观察位置2到显示屏的像的距离为25厘米-200米。
[0052]本实施例中，通过采用胶合透镜、菲涅尔透镜等光学元件，可以在提高成像质量的同时有效地减小镜组体积，有利于增强现实系统的小型化，通过采用菲涅尔透镜更能够减轻增强现实系统的重量。
[0053]成像镜组20采用的上述透镜，可以设置为偏心透镜，从而可以进一步减小系统的体积。
[0054]作为一种优选实施方式，半透半反镜30为平面镜。优选地，半透半反镜30的靠近人眼一侧可以镀增反膜，靠近实物一侧可以镀增透膜，以提高反射或透射效率，降低显示屏的功率要求，进一步地降低成本。
[0055]作为一种优选实施方式，显示屏10可以采用指向光源技术、多层显示技术、DFD立体显示技术、视差照明技术、快门式3D显示技术或偏振式3D显示技术等来实现光束的发射。通过适用于上述多种3D实现技术，可以将人左眼和右眼看到的图像区分开，呈现较强的立体效果，且大大提高了系统的适用性。
[0056]作为一种优选实施方式，该系统还包括:
[0057]脑电波传感器，用于识别脑电波信号并将其传输给所述处理器；
[0058]手势识别传感器，用于识别双手的手势信号并将其传输给所述处理器；
[0059]红外发射源，用于发出红外信号以实现物体的三维重建。
[0060]非特定人声的语音识别设备，用于识别语音信号并将其传输给所述处理器；
[0061]动作传感器，用于识别动作信号并将其传输给所述处理器，包括位移加速度传感器和角加速度传感器。优选地，角加速度传感器可以是六轴陀螺仪等。
[0062]本实施例中，还通过设置脑电波传感器、手势识别传感器、红外发射源、非特定人声的语音识别设备、动作传感器等，可以在脑电波、人体手势、声音等的控制下对立体物体进行操作，进一步增加了用户与虚拟物体之间的交互，丰富了用户体验。
[0063]实施例2
[0064]本实施例提供一种增强现实系统，如图2所示，该系统I’包括显示屏10’、立体光栅40、成像镜组20、半透半反镜30、第一红外摄像头、第二红外摄像头和处理器。
[0065]显示屏10’、立体光栅40、成像镜组20和半透半反镜30沿光轴顺次排布；立体光栅40覆盖于显示屏10’的前方，与显示屏10’固定连接，立体光栅40优选为柱镜光栅或狭缝光栅，半透半反镜30与光轴呈一定角度，改变光束路线，使虚像3位于人眼视场范围内。人眼观察位置2位于半透半反镜30前方，显示屏10’发出的光束经立体光栅40、成像镜组20透射、半透半反镜30反射后进入人眼，以使在人眼正前方观察到成像镜组20所成的虚像3。因此，人眼能够同时观察到虚像3和实物4。上述半透半反镜30的两个反射透射面上的反射率和透过率可根据实际需要进行设置，例如，一个反射透射面上的反射率在50%以上、另一个反射透射面上的透过率在50%以上。上述显示屏10’、立体光栅40、成像镜组20和半透半反镜30沿光轴顺次排布，立体光栅40覆盖于显示屏10’的前方，与显示屏10’固定连接，是一种前置光栅式的排布方式，当然，也可以采用下述排布方式:立体光栅40、显示屏10’、成像镜组20和半透半反镜30沿光轴顺次排布，立体光栅40覆盖于显示屏10’的后方，与显示屏10’固定连接，是一种后置光栅式的排布方式。
[0066]第一红外摄像头的视场与人眼能观察到的视场相似，用于检测第一红外摄像头的视场范围内的环境信息并将其传输给处理器。如