增强现实显示设备和方法技术

公开一种增强现实显示设备和方法。所述增强现实显示设备包括：输出器，输出预定光谱中的包括视觉信息的第一光线；偏振板，吸收来自第一光线的第一s偏振光线并透射第一p偏振光线；以及光学层，反射入射在光学层的第一侧上的具有与所述预定光谱对应的波长的第一p偏振光线的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
增强现实显示设备和方法本申请基于并要求于2018年4月17日提交到美国专利商标局的第62/658,800号美国专利申请、于2018年7月5日提交到俄罗斯联邦知识产权局的第2018124648号俄罗斯专利申请以及于2019年1月29日提交到韩国知识产权局的第10-2019-0010957号韩国专利申请的优先权，这些专利申请的公开通过引用全部包含于此。
与本公开的实施例一致的方法和设备涉及增强现实(AR)显示设备及其方法。更具体地讲，实施例涉及使用偏振板和光学层显示用于车辆的平视显示器(HUD)的设备和方法。
技术介绍
平视显示器(HUD)系统可在驾驶员前方产生虚拟图像，并在虚拟图像中显示信息，从而将各种信息提供给用户。提供给驾驶员的信息可包括，例如，导航信息和仪表盘信息(诸如，车辆速度、燃油油位和发动机每分钟转速(RPM))。驾驶员可在驾驶期间更加容易地识别前方显示的信息而不需要转动他或她的目光，因此，可提高驾驶安全性。除了导航信息和仪表盘信息之外，HUD系统还可使用增强现实(AR)将例如，车道指示信号、施工指示信号、事故指示信号和行人检测指示信号提供给驾驶员以在视野不足时辅助驾驶。光是电场和磁场的组合，并且电场和磁场在彼此垂直的方向上振荡。当电场的振荡方向垂直于入射平面时，光对应于s偏振。当电场的振荡方向平行于入射平面时，光对应于p偏振。当光从一种介质入射到另一种介质时，可基于两种介质的折射率和光的入射角来确定将被反射的光的部分和将被透射的光的部分。可通过菲涅耳(Fresnel)方程描述将被反射的光的部分和将被透射的光的部分。
技术实现思路
一个或多个示例性实施例提供一种利用偏振板和光学层的增强现实(AR)显示设备，所述AR显示设备可将从输出器输出的包括视觉信息的p偏振光线传送到观看空间，使得车辆的驾驶员可观看视觉信息(例如，平视显示器(HUD)图像)。一个或多个示例性实施例提供一种利用偏振板和光学层的AR显示设备，所述AR显示设备可阻挡从外部入射的光线不被传送到预定的观看空间。当从外部入射的光线的波长包括在将由光学层反射的光谱中，并且从外部入射的光线对应于p偏振光线时，从外部入射的光线的至少75％可被阻挡而不被传送到预定的观看空间。当从外部入射的光线的波长不包括在光学层反射接收到的光线的至少一部分的光谱中时，或者当从外部入射的光线对应于s偏振光线时，从外部入射的光线的可被全部阻挡而不被传送到预定的观看空间。根据本公开的一方面，提供了一种增强现实(AR)显示设备，包括：输出器，被配置为输出预定光谱中的包括视觉信息的第一光线；偏振板，被配置为吸收来自第一光线的第一s偏振光线并透射第一p偏振光线；以及光学层，被配置为反射入射在光学层的第一侧上的具有与所述预定光谱对应的波长的第一p偏振光线的至少一部分。输出器还可被配置为：输出包括视觉信息的第一p偏振光线，使得包括视觉信息的第一p偏振光线穿过偏振板并投射到光学层。光学层还可被配置为：将穿过偏振板的第一p偏振光线之中的具有与所述预定光谱对应的波长的第一p偏振光线的所述至少一部分反射到预定的观看空间中。输出器可包括：显示面板，被配置为显示基于所述预定光谱的视觉信息；光源，被配置为将光提供给显示面板以用于显示视觉信息。包括视觉信息的第一p偏振光线可在投射到光学层时以预定的阈值角度入射。偏振板还可被配置为：吸收入射到光学层的第二侧并穿过光学层的第二光线之中的第二s偏振光线。入射到光学层的第二侧并穿过光学层的第二光线之中的第二p偏振光线可穿过偏振板并由输出器反射，由输出器反射的第二p偏振光线可穿过偏振板并投射到光学层的第一侧。入射到光学层的第二侧的第二p偏振光线之中的具有与所述预定光谱对应的波长的第二p偏振光线的第一部分可由光学层反射，入射到光学层的第二侧的第二p偏振光线之中的具有除了所述预定光谱之外的波长的第二p偏振光线的第二部分可穿过光学层和偏振板并且可由输出器反射，由输出器反射的具有除了所述预定光谱之外的波长的第二p偏振光线的第二部分可穿过偏振板，投射到光学层并可穿过光学层，而不是由光学层反射。光学层还可被配置为：基于预定反射率反射具有与所述预定光谱对应的波长的第一p偏振光线。所述预定光谱可包括多个波长，光学层可针对所述多个波长中的每个波长具有不同的反射率。所述预定光谱可包括具有红色波长的光线、具有绿色波长的光线或具有蓝色波长的光线中的至少一个。光学层的反射率可基于光学层所需的可见度来确定。光学层还可被配置为：反射入射到光学层的第二侧的第二光线之中的具有与所述预定光谱对应的波长的第二光线的至少一部分。光学层还可被配置为：反射入射到光学层的第二侧的第二光线之中的具有红外波长的第二光线的至少一部分。光学层可布置在车辆的挡风玻璃与内部覆盖层之间、相对于车辆的挡风玻璃的外侧或相对于车辆的内部覆盖层的内侧。光学层可包括衍射光学元件(DOE)和全息光学元件(HOE)中的至少一个。根据示例性实施例的一方面，提供一种增强现实(AR)显示方法，包括：使用输出器输出预定光谱中的包括视觉信息的光线；使用偏振板吸收来自包括视觉信息的光线的s偏振光线；使用偏振板透射来自包括视觉信息的光线的p偏振光线；使用光学层将穿过偏振板的p偏振光线的至少一部分反射到预定的观看空间中。输出的步骤可包括：输出包括视觉信息的p偏振光线，使得包括视觉信息的p偏振光线穿过偏振板并投射到光学层。反射的步骤可包括：将穿过偏振板的p偏振光线之中的具有与所述预定光谱对应的波长的p偏振光线的所述至少一部分反射到预定的观看空间中。根据本公开的另一方面，提供一种增强现实(AR)显示设备，包括：存储器，被配置为存储一个或多个指令；处理器，被配置为执行所述一个或多个指令以：生成视觉信息；控制显示面板输出视觉信息；显示面板，被配置为输出预定光谱中的包括视觉信息的光线；偏振板，被配置为仅透射从显示面板输出的光线之中的p偏振光线；以及光学层，被配置为将p偏振光线的至少一部分朝着观看区域反射。光学层还可被配置为：将具有与预定光谱对应的波长的p偏振光线的所述至少一部分朝着观看区域反射。所述AR显示设备还可包括：光学元件，被配置为调节将以预定角度入射到光学层的包括视觉信息的p偏振光线的方向。根据本公开的另一方面，提供一种增强现实(AR)显示设备，包括：车辆的挡风玻璃；以及多波段二向色涂层，形成在车辆的挡风玻璃上，其中，多波段二向色涂层被配置为：反射从车辆外部入射在多波段二向色涂层上的第一光谱的光线；通过从车辆外部入射在多波段二向色涂层上的第二光谱的光线；通过车辆内部反射的第二光谱的光线的p偏振部分。多波段二向色涂层还可被配置为：将在车辆内部生成的包括视觉信息的p偏振光线的至少一部分朝着观看区域反射。所述AR显示设备，还可包括：涂层，其中，多波段二向色涂层形成在挡风玻璃与涂层之间。附图说明通过参照附图描述特定示例性实施例，以上和/或其它方面将更清楚，其中：图1示出根据示例性实施例的平视显示器(HUD)装置的操作和包括视觉信息的p偏振光线(radiation)的传播；图2示出根据示例性实施例的从外部入射的光线的传播；图3示出根据示例性实施例的相对于入射角的反射率和入射到具有不同的折射率的介质的光线的偏振；图4A至图4E示出根据示例性实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强现实显示设备，包括：输出器，被配置为输出预定光谱中的包括视觉信息的第一光线；偏振板，被配置为吸收来自第一光线的第一s偏振光线并透射第一p偏振光线；以及光学层，被配置为反射入射在光学层的第一侧上的具有与所述预定光谱对应的波长的第一p偏振光线的至少一部分。

【技术特征摘要】
2019.01.29 KR 10-2019-0010957;2018.07.05 RU 2018121.一种增强现实显示设备，包括：输出器，被配置为输出预定光谱中的包括视觉信息的第一光线；偏振板，被配置为吸收来自第一光线的第一s偏振光线并透射第一p偏振光线；以及光学层，被配置为反射入射在光学层的第一侧上的具有与所述预定光谱对应的波长的第一p偏振光线的至少一部分。2.根据权利要求1所述的增强现实显示设备，其中，输出器还被配置为：输出包括视觉信息的第一p偏振光线，使得包括视觉信息的第一p偏振光线穿过偏振板并投射到光学层。3.根据权利要求1所述的增强现实显示设备，其中，光学层还被配置为：将穿过偏振板的第一p偏振光线之中的具有与所述预定光谱对应的波长的第一p偏振光线的所述至少一部分反射到预定的观看空间中。4.根据权利要求1所述的增强现实显示设备，其中，输出器包括：显示面板，被配置为显示基于所述预定光谱的视觉信息；光源，被配置为将光提供给显示面板以用于显示视觉信息。5.根据权利要求1所述的增强现实显示设备，其中，包括视觉信息的第一p偏振光线在投射到光学层时以预定的阈值角度入射。6.根据权利要求1所述的增强现实显示设备，其中，偏振板还被配置为：吸收入射到光学层的第二侧并穿过光学层的第二光线之中的第二s偏振光线。7.根据权利要求1所述的增强现实显示设备，其中，入射到光学层的第二侧并穿过光学层的第二光线之中的第二p偏振光线穿过偏振板并由输出器反射，由输出器反射的第二p偏振光线穿过偏振板并投射到光学层的第一侧。8.根据权利要求7所述的增强现实显示设备，其中，入射到光学层的第二侧的第二p偏振光线之中的具有与所述预定光谱对应的波长的第二p偏振光线的第一部分由光学层反射，入射到光学层的第二侧的第二p偏振光线之中的具有除了所述预定光谱之外的波长的第二p偏振光线的第二部分穿过光学层和偏振板并由输出器反射，由输出器反射的具有除了所述预定光谱之外的波长的第二p偏振光线的第二部分穿过偏振板，投射到光学层并穿过光学层，而不是由光学层反射。9.根据权利要求1所述的增强现实显示设备，其中，光学层还被配置为：基于预定反射率反射具有与所述预定光谱对应的波长的第一p偏振光线。10.根据权利要求1所述的增强现实显示设备，其中，所述预定光谱包括多个波长，光学层针对所述多个波长中的每个波长具有不同的反射率。11.根据权利要求1所述的增强现实显示设备，其中，所述预定光谱包括具有红色波长的光线、具有绿色波长的光线和具有蓝色波长的光线中的至少一个。12.根据权利要求1所述的增强现实显示设备，其中，光学层的反射率基于光学层所...

【专利技术属性】
技术研发人员：珍娜得维娜·艾琳娜·马利诺夫斯卡亚，维塔利耶维奇·伊戈尔·亚努斯克，维克托罗维奇·亚历山大·莫罗佐夫，弗拉基米罗芙娜·安斯塔西伊亚·莫罗佐娃，南东暻，李振镐，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR