光学显示系统技术方案

本发明专利技术提供一种光学显示系统，包含扩增实境元件及透镜元件

【技术实现步骤摘要】
光学显示系统


[0001]本专利技术涉及一种光学显示系统，特别涉及一种较宽广的光焦度可调整范围的光学显示系统
。

技术介绍

[0002]适用于扩增实境
(Augmented Reality
，
AR)
等系统的近眼显示器可用于在观看者的视场
(field of view
，
FOV)
中创造结合了虚拟图像及真实影像的组合影像
。
为了提供所述观看者更良好的视场效果，所述近眼显示器与使用者双眼间的距离通常保持在限制范围内
(
例如
15mm
至
20mm)。
然而，当所述观看者佩戴有眼镜时，则会造成所述观看者的双眼与所述近眼显示器间的间距无法维持在前述的限制范围中，进而影响到视场效果的呈现
。
此外，若额外再提供专门供所述观看者配戴的眼镜来观看影像，则会在使用上造成麻烦
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种光学显示系统，具有较宽广的光焦度
(optical power)
可调整范围
。
[0004]本专利技术光学显示系统，包含扩增实境元件及透镜元件
。
[0005]所述扩增实境元件包括输出表面，用以将来自所述扩增实境元件的组合影像导向观看者的眼睛
。
[0006]所述透镜元件设置于所述输出表面及所述观看者的眼睛间，包括邻近所述输出表面设置的聚焦透镜单元
、
及远离所述输出表面设置的可变焦透镜单元，所述聚焦透镜单元用于移动来自所述组合影像的组合光束的焦点，所述可变焦透镜单元用于持续性地改变经由所述聚焦透镜单元所聚焦形成的组合光束的焦点
。
[0007]较佳地，本专利技术所述的光学显示系统，其中，所述聚焦透镜单元为定焦透镜
。
[0008]较佳地，本专利技术所述的光学显示系统，其中，所述聚焦透镜单元为偏振无依赖透镜
。
[0009]较佳地，本专利技术所述的光学显示系统，其中，所述可变焦透镜单元为电控可调焦液晶透镜
。
[0010]较佳地，本专利技术所述的光学显示系统，其中，所述可变焦透镜单元为偏振无依赖透镜
。
[0011]较佳地，本专利技术所述的光学显示系统，其中，所述可变焦透镜单元为偏振依赖透镜，所述透镜元件还包括一设置于所述可变焦透镜单元上游的偏振器
。
[0012]较佳地，本专利技术所述的光学显示系统，其中，所述聚焦透镜单元及所述可变焦透镜单元分别为偏振无依赖液晶透镜
。
[0013]较佳地，本专利技术所述的光学显示系统，其中，所述聚焦透镜单元及所述可变焦透镜单元分别为偏振依赖液晶透镜，且所述透镜元件还包括设置于所述聚焦透镜单元与所述可变焦透镜单元上游的偏振器
。
[0014]较佳地，本专利技术所述的光学显示系统，其中，所述扩增实境元件包括具有所述输出表面的波导单元，用于使用于形成虚拟图像的第一光束
、
及来自真实世界的第二光束合并并经由所述输出表面对外输出，而形成所述组合影像
。
[0015]较佳地，本专利技术所述的光学显示系统，其中，所述波导单元具有至少一波导，所述至少一波导具有输入耦合区域及输出耦合区域，所述输入耦合区域用于偏转来自一光供应元件的第一光束，使其于所述至少一波导中传播，当所述第一光束于所述至少一波导中传播并撞击所述输出耦合区域时，所述输出耦合区域能将所述第一光束经由所述输出表面导向至所述观看者的眼睛
。
[0016]本专利技术的有益效果在于利用所述聚焦透镜单元与所述可变焦透镜单元搭配组合，以令所述透镜元件可具有多种不同的光焦度，进而使所述光学显示系统具有较宽广的光焦度可调整范围，因此适用于需配戴眼镜或矫正视力的眼镜的观看者，而无需额外配戴眼镜，即可直接观看来自所述扩增实境元件的组合影像
。
附图说明
[0017]图1是示意图，说明本专利技术光学显示系统的第一实施例；
[0018]图2是示意图，说明所述光学显示系统的第二实施例；
[0019]图3是示意图，说明本专利技术光学显示系统的第三实施例；
[0020]图4是示意图，说明本专利技术光学显示系统的第四实施例
。
具体实施方式
[0021]在本专利技术被详细描述前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示
。
有关本专利技术的相关
技术实现思路

、
特点与功效，在以下配合参考图式的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现
。
此外，要说明的是，本专利技术图式仅为表示元件间的结构及
/
或位置相对关系，与各元件的实际尺寸并不相关，且于说明内容与申请范围中所使用的方向性术语
(
例如：前方
、
后方
、
左
、
右
、
顶部
、
底部等
)
仅旨在于帮助描述所说明的内容，而不该以任何形式被视为本专利技术的限制条件
。
[0022]参阅图1，说明本专利技术光学显示系统的第一实施例，包含扩增实境元件
100
及透镜元件
200。
[0023]所述扩增实境元件
100
包括输出表面
101
，用于将来自所述扩增实境元件
100
的组合影像导向观看者的眼睛
10。
[0024]在本实施例中，所述扩增实境元件
100
包括具有所述输出表面
101
的波导单元
11
，用以使用于形成虚拟图像
V
的第一光束
12、
及来自真实世界的第二光束
13
合并，并经由所述输出表面
101
对外输出，而形成组合影像
。
[0025]所述波导单元
11
可以具有单一个或是多个波导
。
在本实施例中，如图1所示，所述波导单元
11
具有三个波导
111、112、113
，而可将所述第一光束
12
导引成三道部分光
121、122、123
，且每一波导
111、112、113
具有输入耦合区域
(in
‑
coupling region)114、115、116
，及输出耦合区域
(out
‑
coupling region)117、118、119。
所述输入耦合区域
114、115、116
分别用于将自光供应元件
300
产生的第一光束
12
偏转成分别行进于相应的所述波导
111、112、113
中的部分光
121、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光学显示系统，其特征在于，包含：扩增实境元件，包括输出表面，用以将来自所述扩增实境元件的组合影像导向观看者的眼睛；及透镜元件，设置于所述输出表面及所述观看者的眼睛间，包括邻近所述输出表面设置的聚焦透镜单元
、
及远离所述输出表面设置的可变焦透镜单元，所述聚焦透镜单元用于移动来自所述组合影像的组合光束的焦点，所述可变焦透镜单元用于持续性地改变经由所述聚焦透镜单元所聚焦形成的组合光束的焦点
。2.
根据权利要求1所述的光学显示系统，其特征在于，所述聚焦透镜单元为定焦透镜
。3.
根据权利要求2所述的光学显示系统，其特征在于，所述聚焦透镜单元为偏振无依赖透镜
。4.
根据权利要求1所述的光学显示系统，其特征在于，所述可变焦透镜单元为电控可调焦液晶透镜
。5.
根据权利要求1所述的光学显示系统，其特征在于，所述可变焦透镜单元为偏振无依赖透镜
。6.
根据权利要求1所述的光学显示系统，其特征在于，所述可变焦透镜单元为偏振依赖透镜，所述透镜元件还包括设置于所述可变焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：林怡欣，毛章年，郑伟成，黄浩鑫，
申请(专利权)人：财团法人交大思源基金会，
类型：发明
国别省市：