[发明专利]光学透视玻璃型显示设备及对应的光学元件

说明书

光学透视玻璃型显示设备(100)包含：图像投影仪(140)，投射虚拟图像；第一光学元件(130)，被配置为引导虚拟图像的光；以及第二光学元件(120)，被置于所述第一光学元件和周围场景之间，具有用于反射通过所述第二光学元件的前表面出来的背光的第一反射表面以及用于向后反射通过所述第二光学元件的后表面出来的光的第二反射表面。所述第二光学元件在允许在第一和第二反射表面上的反射的第一状态与禁止在第一和第二反射表面上的反射的第二状态之间是可切换的。

技术领域

本发明一般涉及光学透视玻璃型显示设备。

背景技术

光学透视玻璃型显示设备借助于光学透视玻璃向观看者提供被投影到视网膜上的虚拟图像。虚拟图像叠加到通过玻璃看到的周围场景图像上。虚拟图像可以通过投影仪来投射，并且经由玻璃上的光学元件引导到观看者的眼睛中。

当观看者佩戴光学透视玻璃型显示设备时，观看者能够同时观察带有由该设备的组件造成的一些衰减的周围场景图像以及经由投影仪和光学元件投射并引导到观察者的眼睛中的虚拟图像。需要管理周围场景图像和玻璃上的虚拟图像之间的相对光功率，以确保两个图像的足够的对比度。虽然可以通过调整投影仪光通量使虚拟图像暗淡，但是仍然需要周围场景图像的衰减，甚至需要对周围场景图像应用通过某些配置的光阻挡，以增强虚拟图像的对比度。

US2012068913A1公开了一种透视头戴显示器，其包括将LCD面板作为不透明滤镜的透镜。该LCD面板用于选择性地阻挡真实世界的场景的一些部分，使得要与透镜上的真实世界的场景相结合的增强现实图像看上去更加清晰。作为不透明滤镜的LCD面板即使在其透明状态下也会由于LCD面板的光偏振造成通过LCD面板的光的损失，因此需要充分地提高不透明滤镜的透射水平的任何解决方案。

发明内容

根据本发明的一方面，光学透视玻璃型显示设备包含：图像投影仪，投射虚拟图像；第一光学元件，被配置为引导虚拟图像的光；以及第二光学元件，被置于所述第一光学元件和周围场景之间，具有用于反射通过所述第二光学元件的前表面出来的背光的第一反射表面以及用于向后反射(retro-reflect)通过所述第二光学元件的后表面出来的光的第二反射表面。所述第二光学元件在允许在第一和第二反射表面上的反射的第一状态与禁止在第一和第二反射表面上的反射的第二状态之间是可切换的。

根据本发明的另一方面，光学元件包含用于反射通过所述光学元件的前表面出来的背光的第一反射表面以及用于向后反射通过所述光学元件的后表面出来的光的第二反射表面。所述光学元件在允许在第一和第二反射表面上的反射的第一状态与禁止在第一和第二反射表面上的反射的第二状态之间是可切换的。

本发明的目的及优点将通过在权利要求书中具体指出的元件及组合来实现和获得。

应当理解的是，无论是前述的一般性的描述还是下面的详细描述都是示例性和解释性的，并且不是对如权利要求所述的本发明的限制。

附图说明

结合附图，根据本面的描述，本发明的特征和优点将变得显而易见，附图中：

图1例示根据本发明的实施例的透视玻璃型显示设备；

图2(a)例示工作在“向后反射开启模式”下的如图1所示的光透视玻璃型显示设备，图2(b)示出图2(a)中的放大部分A；

图3是示出在观察者的眼睛的视网膜上散射的光如何通过向后反射器回到视网膜的原理的示意图；

图4(a)例示工作在“向后反射关闭模式”下的如图1所示的光透视玻璃型显示设备，图4(b)示出图4(a)中的放大部分B；

图5是根据本发明的实施例的透视玻璃型显示设备的组件的框图；以及

图6是根据本发明的替代实施例的透视玻璃型显示设备的组件的框图。

具体实施方式