[發明專利]光學窗系統和包括其的透視型顯示裝置

有效

• 申請號: 201810133152.7
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN109387941B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 李彰健;成基榮;徐元澤;李泓錫
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

本發明構思提供一種光學窗系統和包括其的透視型顯示裝置。一種光學窗系統包括：路徑轉換構件，其被配置為將第一圖像的光的路徑從第一方向改變到第二方向，路徑轉換構件對第二方向上入射的光是半透明的；以及聚焦構件，其被配置為在第二方向上聚焦第一圖像的光。此外，路徑轉換構件被構造為根據由路徑轉換構件在第一方向上的第一長度和路徑轉換構件在第二方向上的第二長度限定的滿足預定條件的角度而占據空間，從而減小系統厚度并提供寬的視場。

技術領域

本公開涉及光學窗系統和透視(see-through)型顯示裝置。

背景技術

提供虛擬現實(VR)的頭戴式顯示器已經商用并且廣泛用于娛樂產業。此外，頭戴式顯示器已經發展成適用于醫學、教育領域及其它產業的類型。

增強現實(AR)顯示器是VR顯示器的高級形式，是將現實世界與VR相結合并能夠引出現實與VR之間的交互的圖像裝置。現實與VR之間的交互是基于實時提供關于現實情境的信息的功能，并且現實的效果通過在現實世界的環境中疊加虛擬對象或信息而進一步增強。因此，AR顯示器可以用于各種各樣的應用，諸如工業中的功能輔助、現實娛樂系統、教育和醫療輔助。對于這些應用，長期確保裝置的可靠性和耐用性是重要的。

發明內容

提供了光學窗系統和包括該光學窗系統的透視型顯示裝置。

另外的方面將在下面的描述中被部分地闡述且部分將自該描述是明顯的，或者可以通過本示例性實施方式的實踐而被了解。

根據一示例性實施方式的一方面，提供一種光學窗系統，其包括：路徑轉換構件，其被配置為將第一圖像的光的路徑從第一方向改變到第二方向，路徑轉換構件對第二方向上入射的光是半透明的；以及聚焦構件，其被配置為在第二方向上聚焦第一圖像的光，其中路徑轉換構件被構造為根據由路徑轉換構件在第一方向上的第一長度和路徑轉換構件在第二方向上的第二長度限定的滿足預定條件的角度而占據空間。

由tan^-1(第二長度/第一長度)限定的角度可以小于45°。

由tan^-1(第二長度/第一長度)限定的角度可以滿足以下條件：5°≤角度≤30°。

聚焦構件可以包括半透明凹面鏡，并且路徑轉換構件可以位于半透明凹面鏡與觀察者之間。

路徑轉換構件可以包括具有全息圖案的第一全息光學元件，全息圖案被構造為將第一方向上入射的第一圖像的光改變為在第二方向上出射。

光學窗系統還可以包括位于路徑轉換構件與半透明凹面鏡之間的第二全息光學元件，第二全息光學元件可以包括配置為將第二方向上入射的光朝半透明凹面鏡以給定寬度散射的全息圖案。

路徑轉換構件可以包括含多個楔形小平面的楔型棱鏡，其中楔形小平面可以布置在與第一方向形成角度的第三方向上，以及其中楔形小平面中的一個或更多個可以相對于第一方向傾斜45°。

聚焦構件還可以包括偏振選擇透鏡，偏振選擇透鏡用于具有第一偏振態的光，并且對具有垂直于第一偏振態的第二偏振態的光基本上不具有屈光力，并且偏振選擇透鏡位于路徑轉換構件與觀察者之間。

路徑轉換構件還可以包括全息光學元件，全息光學元件具有配置為將第一方向上入射的第一圖像的光改變為在第二方向上出射的全息圖案。

光學窗系統還可以包括偏振器，偏振器具有第二偏振方向上的偏振軸，位于與全息光學元件的面對偏振選擇透鏡的第二側相反的全息光學元件的第一側上。

路徑轉換構件可以包括含多個楔形小平面的楔型棱鏡，其中楔形小平面可以布置在與第一方向形成角度的第三方向上，以及其中楔形小平面中的一個或更多個可以相對于第一方向傾斜45°。

光學窗系統還可以包括偏振器，偏振器具有第二偏振方向上的偏振軸，位于與楔型棱鏡的面對偏振選擇透鏡的第二側相反的楔型棱鏡的第一側上。