[發明專利]高效緊湊型頭戴式顯示系統

有效

• 申請號: 201880081103.1
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN111465888B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: Y.阿米泰;M.阿米泰
• 申請（專利權）人: 奧里姆光學有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周學斌;陳嵐

1.一種光學設備，包括：

輸入光孔；

輸出光孔；

具有至少兩個主表面和邊緣的透光基板，所述透光基板由第一光學材料構成；

耦進元件，其位于所述基板外部并且由第二光學材料構成，用于將具有視場的光波耦合到所述基板中；

第一平坦反射表面，其位于所述透光基板的兩個主表面之間，用于反射耦進光波，以實現來自所述基板的主表面的全內反射；

第二平坦反射表面，其具有位于所述透光基板的兩個主表面之間的至少一個有效側，用于將光波耦出所述基板，以及

重定向光學元件，其位于所述基板外部，用于將從所述基板耦出的光波重定向到觀看者的眼睛中，

其中，所述第一光學材料和所述第二光學材料的折射率有很大不同，并且從基板耦出到觀看者的眼睛中的光波的視場與在基板內部耦合的光波的視場之間的比率大幅大于所述第一光學材料的折射率。

2.根據權利要求1所述的光學設備，其中，在所述基板內部被捕獲的光波在從所述基板耦出并且被重定向到觀看者的眼睛中之前，被所述第二平坦反射表面的有效側反射至少兩次。

3.根據權利要求1所述的光學設備，其中，所述光波基本上垂直于所述基板的主表面而被重定向到觀看者的眼睛中。

4.根據前述權利要求中任一項所述的光學設備，其中，所述重定向光學元件是由第三光學材料構成并且包括至少一個部分反射表面的透明棱鏡，并且所述第二光學材料和所述第三光學材料的光學特性彼此類似。

5.根據權利要求4所述的光學設備，其中，所述耦進元件是具有至少兩個外表面的棱鏡，所述棱鏡的外表面之一被光學附接到所述基板的限定第一界面平面的主表面之一，要由耦進元件耦合到所述基板中的光波在被所述第一平坦反射表面反射之前，在沒有任何顯著反射比的情況下基本上穿過所述第一界面平面，并且耦合在所述基板內部的光波在從所述第一平坦反射表面反射之后，在沒有任何顯著透射比的情況下基本上被所述第一界面平面反射。

6.根據權利要求4所述的光學設備，其中，所述光波在被耦合到所述基板中之前穿過所述耦進元件的兩個外表面。

7.根據權利要求4所述的光學設備，其中，所述光波在被耦合到所述基板中之前從所述耦進元件的外表面之一反射。

8.根據權利要求1所述的光學設備，進一步包括位于所述透光基板的兩個主表面之間的第一角度敏感反射表面，用于將光波耦出所述基板，其中，撞擊在所述第一角度敏感反射表面上的光波的至少一部分基本上從所述表面反射，以及撞擊在所述第一角度敏感反射表面上的光波的至少一部分基本上穿過所述表面。

9.根據權利要求8所述的光學設備，其中，通過使用具有比所述基板的折射率更低的折射率的光學粘合劑來將所述第一角度敏感反射表面光學粘合到所述基板。

10.根據權利要求1所述的光學設備，進一步包括：具有至少兩個平行的主表面和邊緣的第二透光基板；用于將光波耦合到第二基板中以實現全內反射的光學元件；以及至少兩個平坦的反射表面，其位于所述第二透光基板的兩個主表面之間，用于將光波耦出所述第二基板，其中至少一個平坦的反射表面是第二角度敏感反射表面，借助于限定第二界面表面的光學粘合劑來將所述兩個基板彼此光學粘合，以及所述光學粘合劑的折射率低于至少一個基板的折射率。

11.根據權利要求10所述的光學設備，其中，將角度敏感涂層應用于所述第二界面表面。

12.根據權利要求1所述的光學設備，其中，所述輸出光孔大幅大于所述輸入光孔。

13.根據權利要求4所述的光學設備，其中，動態地控制所述部分反射表面的透射比和反射比。