[發明專利]包括具有二維擴展的光導光學元件的光學系統

有效

• 申請號: 201980057892.X
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN112639574B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 齊翁·艾森菲爾德;羅寧·切里基
• 申請（專利權）人: 魯姆斯有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B6/10;G02F1/01;G02B27/01
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;楊林森

1.一種用于投射在耦入區域處注入的圖像以供用戶的眼睛在眼動箱處觀看的光學系統，所述圖像被利用主軸來觀看，所述主軸包括與投射圖像的水平或豎直軸對應的X軸，以及與所述投射圖像的垂直于所述X軸的軸對應的Y軸，所述光學系統包括由透明材料形成的光導光學元件LOE，所述光導光學元件包括：

(a)第一區域，其包含具有第一取向的第一組平坦的相互平行的部分反射表面；

(b)第二區域，其包含具有與所述第一取向不平行的第二取向的第二組平坦的相互平行的部分反射表面；

(c)一組相互平行的主外表面，所述主外表面跨所述第一區域和所述第二區域延伸，使得所述第一組部分反射表面和所述第二組部分反射表面均位于所述主外表面之間，

其中，所述第一區域與所述第二區域之間的邊界是非反射的，

其中，所述第二組部分反射表面與所述主外表面成斜角，使得通過所述主外表面處的內反射在所述光導光學元件內從所述第一區域傳播到所述第二區域的圖像照射的一部分被從所述光導光學元件朝向所述眼動箱耦出，并且其中，所述第一組部分反射表面被定向成使得從所述耦入區域通過所述主外表面處的內反射在所述光導光學元件內傳播的圖像照射的一部分被朝向所述第二區域偏轉，

并且其中，所述第二組部分反射表面具有平行于所述主外表面的延伸方向，所述延伸方向具有相對于X軸的角度偏移。

2.根據權利要求1所述的光學系統，其中，所述眼動箱由平行于所述X軸的至少一個直線定界。

3.根據權利要求1所述的光學系統，其中，所述投射圖像是具有與所述X軸和所述Y軸平行的邊緣的矩形圖像。

4.根據權利要求1所述的光學系統，還包括支承裝置，所述支承裝置被配置用于相對于所述用戶的頭部支承所述光導光學元件，其中，所述主外表面之一面對所述用戶的眼睛并且沿相對于所述用戶的眼睛的使得所述X軸被水平定向的取向。

5.根據權利要求1所述光學系統，其中，所述第一區域和所述第二區域由平行于所述X軸延伸的邊界分開。

6.一種用于投射在耦入區域處注入的圖像以供用戶的眼睛在眼動箱處觀看的光學系統，所述圖像被利用主軸來觀看，所述主軸包括與投射圖像的水平或豎直軸對應的X軸，以及與所述投射圖像的垂直于所述X軸的軸對應的Y軸，所述光學系統包括由透明材料形成的光導光學元件LOE，所述光導光學元件包括：

(a)第一區域，其包含具有第一取向的第一組平坦的相互平行的部分反射表面；

(b)第二區域，其包含具有與所述第一取向不平行的第二取向的第二組平坦的相互平行的部分反射表面；

(c)一組相互平行的主外表面，所述主外表面跨所述第一區域和所述第二區域延伸，使得所述第一組部分反射表面和所述第二組部分反射表面均位于所述主外表面之間，

其中，所述第一區域與所述第二區域之間的邊界是非反射的，

其中，所述第二組部分反射表面與所述主外表面成斜角，使得通過所述主外表面處的內反射在所述光導光學元件內從所述第一區域傳播到所述第二區域的圖像照射的一部分被從所述光導光學元件朝向所述眼動箱耦出，并且其中，所述第一組部分反射表面被定向成使得從所述耦入區域通過所述主外表面處的內反射在所述光導光學元件內傳播的圖像照射的一部分被朝向所述第二區域偏轉，

所述光學系統還包括圖像投射儀，所述圖像投射儀用于投射具有圍繞光軸的角視場的準直圖像，所述圖像投射儀光學地耦合到所述光導光學元件，以在所述耦入區域處將所述準直圖像引入所述光導光學元件，作為通過所述主外表面處的內反射在所述光導光學元件內傳播的傳播圖像，所述傳播圖像的所述光軸的面內分量相對于所述X軸朝向所述第二區域的邊界傾斜。

7.根據權利要求6所述的光學系統，其中，所述傳播圖像的所述視場的一個末端的面內分量基本上平行于所述X軸。

8.根據權利要求6所述的光學系統，其中，所述眼動箱由平行于所述X軸的至少一個直線定界。