发明名称 用于引导头载式显示器内影像的系统与方法
摘要 本发明揭示一种头戴式显示器,其利用一单一视讯显示幕以将影像传送至两只眼睛。将此显示幕之影像被聚焦以减小分裂体积,并接着藉由位于该影像焦点附近的复数个反射面将影像分裂。
申请公布号 TWI294528 申请公布日期 2008.03.11
申请号 TW092136589 申请日期 2003.12.23
申请人 骇普乐()公司 发明人 拉斯洛 多明贞;葛伯 斯拉维斯;莎布里克 麦克
分类号 G02B27/02(2006.01);G02B27/14(2006.01);G02B27/10(2006.01) 主分类号 G02B27/02(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种用于将影像自一单一视讯显示器传送至一 使用者的两只眼睛之方法,该方法包含: 将该显示器之一影像聚焦以减小一分裂体积;及 在该减小之分裂体积中分裂该影像。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中一透镜聚焦该 显示器之该影像。 3.如申请专利范围第2项之方法,其中该透镜系由玻 璃构成。 4.如申请专利范围第2项之方法,其中该透镜接近于 该显示器。 5.一种头戴式装置,用于将一单一视讯显示器之影 像传送至一使用者之两只眼睛,该装置包含: 光学器件,用于将该显示器之该影像聚焦至一减小 之分裂体积;及 分光构件,用于在该减小之体积中分裂该聚焦之影 像。 6.如申请专利范围第5项之装置,其中该光学器件为 一透镜。 7.如申请专利范围第5项之装置,其中该分光构件包 含一局部反射面及一完全反射面。 8.如申请专利范围第5项之装置,其中该分光构件包 含: 一第一完全反射面及一第二完全反射面,其被配置 成一对称V镜。 9.如申请专利范围第5项之装置,其中该光学器件为 一接近于该显示器之透镜。 10.如申请专利范围第9项之装置,其中配置该透镜 以将照明该显示器的光准直。 11.一种引导一显示影像的方法,该方法包含: 沿一光径投影该显示影像; 定位一透镜以将该显示影像聚焦至该光径上的一 点;及 将接近于该点的该显示影像分裂成复数个子影像, 每个子影像沿复数个子光径之一行进。 12.如申请专利范围第11项之方法,其中该点为该透 镜之该焦点。 13.如申请专利范围第11项之方法,进一步包含: 沿该光径定位至少一反射器,藉此减小该显示透镜 与该点之间的距离。 14.如申请专利范围第11项之方法,进一步包含: 藉由配置在一显示轴附近的复数个反射面来分裂 该显示影像。 15.如申请专利范围第14项之方法,其中可使用该等 反射面之一旋转来调整以适应一瞳孔间距离。 16.如申请专利范围第11项之方法,进一步包含: 沿该等复数个子光径中至少一子光径,在一漫射器 上形成一实像。 17.如申请专利范围第16项之方法,其中可使用该漫 射器之一运动来调整一以适应瞳孔间距离。 18.如申请专利范围第11项之方法,进一步包含: 藉由一第一反射器来沿该等复数个子光径中至少 一子光径重定向该子光径。 19.如申请专利范围第18项之方法,其中可使用该第 一反射器之一运动来调整一以适应瞳孔间距离。 20.如申请专利范围第18项之方法,其中藉由一第二 反射器来重定向该子光径,其中该第二反射器可旋 转,且其中可使用该旋转来调整一以适应瞳孔间距 离。 21.如申请专利范围第11项之方法,进一步包含: 藉由一宽带辐射源来照明一显示器。 22.如申请专利范围第21项之方法,其中该宽带辐射 源系由沿一共用源路(common source path)来投影辐射 的复数个窄带辐射源组成。 23.如申请专利范围第22项之方法,进一步包含: 使用彩色滤光器来模拟一源定位。 24.如申请专利范围第21项之方法,其中该透镜将该 照明光准直。 25.一种用于引导一显示影像之装置,该装置包含: 投影构件,用于沿一光径投影一影像; 聚焦构件,用于聚焦该影像; 分光构件,用于分裂该影像,该分光构件接近于该 影像之一焦点,以将该影像分裂成复数个显示子影 像,每个子影像沿复数个子光径之一行进;以及 其中该聚焦构件被插于该投影构件与该分光构件 之间。 26.如申请专利范围第25项之装置,其中该分光构件 包含复数个用于反射该影像之构件。 27.如申请专利范围第25项之装置,其中该分光构件 包含: 用于局部反射该影像之构件;及 用于完全反射该影像之构件。 28.如申请专利范围第26项之装置,其中用于局部反 射该影像之该构件及用于完全反射该影像之该构 件彼此垂直。 29.如申请专利范围第27项之装置,其中用于局部反 射该影像之该构件及用于完全反射该影像之该构 件系以相对于该显示轴不对称方式配置。 30.如申请专利范围第26项之装置,其中用于局部反 射该影像之该构件及用于完全反射该影像之该构 件系可旋转的,且其中可使用该旋转来调整以适应 一瞳孔间距离。 31.一种用来引导一显示影像之方法,该方法包含: 沿一光径投影一显示器之一影像; 将该影像分裂成复数个显示子影像,每个子影像沿 复数个子光径之一行进;及 藉由一聚焦元件聚焦该影像,其中将该投影之影像 聚焦至一接近于该影像被分裂之该点的位置。 32.如申请专利范围第31项之方法,其中藉由主要准 直光来投影该影像,且该位置大约为该聚焦元件之 该焦点。 33.如申请专利范围第31项之方法,其中藉由主要会 聚光来投影该影像,且该位置位于该显示器与该聚 焦元件的该焦点之间。 34.如申请专利范围第31项之方法,其中藉由主要发 散光来投影该影像,且该聚焦元件之该焦点位于该 显示器与该位置之间。 35.如申请专利范围第31项之方法,其中当该显示器 藉由经该透镜准直之光而被照明时,该投影影像为 该显示器之该反射影像。 36.一种用于引导一显示影像之系统,该系统包含: 一显示器,其沿一光径投影一影像; 一透镜,其聚焦该影像; 一分光器,位于该影像之该焦点附近,用于形成复 数个显示子影像,每个子影像沿复数个子光径之一 行进;及 成像构件,其用于沿该等复数个子光径中至少一光 径来形成一实像。 37.如申请专利范围第36项之系统,其中可使用该成 像构件之一运动来调整以适应瞳孔间距离。 38.如申请专利范围第36项之系统,其中该成像构件 为一球形漫射器。 39.如申请专利范围第36项之系统,其中该成像构件 为一绕射格栅。 40.如申请专利范围第36项之系统,其中该成像构件 为一微透镜阵列。 41.一种用于引导一显示影像之系统,该系统包含: 一显示器,其沿一光径投影一影像; 一透镜,其聚焦该影像; 一分光器,位于该影像之该焦点附近,用于形成复 数个显示子影像,每个子影像沿复数个子光径之一 行进;及 一重定向构件,其用于重定向该等复数个子光径中 至少一子光径。 42.如申请专利范围第41项之系统,其中该重定向构 件为一镜。 43.如申请专利范围第41项之系统,其中可使用该第 一重定向构件之一运动来调整以适应瞳孔间距离 。 44.如申请专利范围第43项之系统,其中一第二重定 向构件可在该第一重定向构件及该第二重定向构 件之共同轴周围,且其中可利用该旋转来调整以适 应瞳孔间距离。 45.一种头戴式显示器,该头戴式显示器包含: 一显示幕,其可运作以沿一光径产生一显示影像; 多个显示光学器件,其接近于该显示幕,其中该等 光学器件将该影像聚焦至一点;及 一分光器,其位于该点附近,用于将该显示影像分 裂成复数个显示子影像,每个显示子影像沿复数个 子光径之一行进。 46.如申请专利范围第45项之头戴式显示器,其中将 该局部反射面及该完全反射面配置成一不对称V镜 分光器。 47.如申请专利范围第45项之头戴式显示器,进一步 包含: 一漫射器,其用以沿该等复数个子光径中至少一子 光径来形成一实像。 48.如申请专利范围第47项之头戴式显示器,其中该 漫射器为球形。 49.如申请专利范围第45项之头戴式显示器,将该显 示幕、该等光学器件及该分光器配置成一固定区, 该固定区与至少一目镜同步运动,以调整成适应一 使用者之瞳孔间距离。 50.一种头戴式显示器,该头戴式显示器包含: 一显示幕,其可运作以沿一光径产生一影像; 多个显示光学器件,其接近于该显示幕,其中该等 光学器件将该影像聚焦至一点; 一分光器,其位于该点附近,用于将该显示影像分 光成复数个显示子影像,每个子影像沿复数个子光 径之一行进;及 一反射器,将其沿该等复数个子光径中至少一子光 径而配置。 51.如申请专利范围第50项之头戴式显示器,进一步 包含: 一被插入于该反射器与眼睛光学器件之间的漫射 器。 52.如申请专利范围第50项之头戴式显示器,其中该 反射器系可移动的。 53.如申请专利范围第50项之头戴式显示器,进一步 包含: 一第二反射器,将其沿该等复数个子光径中至少一 子光径而配置,以重定向该等复数个子光径中至少 一子光径。 54.如申请专利范围第53项之头戴式显示器,其中该 第二反射器可在该第一反射器及该第二反射器之 共同轴周围旋转,且其中可使用该旋转来调整以适 应一使用者之瞳孔间距离。 55.一种用于引导一显示影像之系统,该系统包含: 一显示器,其可运作以沿一光径产生一显示影像; 多个显示光学器件,其接近于该显示器,该等显示 器光学器件具有一焦点; 一宽带源,其将辐射投影至该显示器上;及 一分光器,其位于该焦点附近,该分光器可运作以 将该显示影像分裂成复数个显示子影像,每个子影 像沿复数个子光径之一行进。 56.如申请专利范围第55项之系统,其中该宽带投影 仪由经配置以模拟一单一宽带投影仪的复数个窄 带源组成。 57.如申请专利范围第55项之系统,其中该宽带源包 含: 一第一及一第二滤光器; 一第一、一第二及一第三窄带投影仪; 其中定位该第一窄带投影仪以将辐射投影透过该 第一滤光器且沿一共同源路; 其中定位该第二窄带投影仪以将辐射投影至该第 一滤光器上,且其中定位该第一滤光器以将来自该 第二窄带投影仪的该辐射反射穿过该第二滤光器 且至该共同源路上;及 其中定位该第三窄带投影仪以将辐射投影至该第 二滤光器上,且定位该第二滤光器以将来自该第三 投影仪的辐射反射至该共同源路上。 58.如申请专利范围第57项之系统,其中该等第一、 第二及第三窄带投影仪投影波长对应于红、绿、 或蓝的可见光。 59.一种用于引导一显示影像之系统,该系统包含: 一子影像成像区,其中将一显示器之一影像聚焦且 用于产生至少两个子影像,导向每个子影像使其沿 着两个子径之一; 至少一目镜区,其沿该等子径中每一子径而被插入 ;以及 其中该子影像成像区及该目镜区藉由同步运动来 调整以适应瞳孔间距离。 60.如申请专利范围第59项之系统,其中该等同步运 动为每个子径保持一恒定的长度。 61.如申请专利范围第59项之系统,其中该目镜区运 动位于一垂直于该子影像成像区之该运动的方向 中。 图式简单说明: 图1例示了根据本发明之一实施例所配置的头戴式 显示器之俯视图; 图2例示了根据本发明之一实施例所配置的头戴式 显示器之透视图; 图3例示了根据本发明之一实施例所配置的头戴式 显示器之透视图; 图4A及4B例示了根据本发明之一实施例所配置的头 戴式显示器之透视图; 图5A及5B例示了根据本发明之一实施例所配置的头 戴式显示器之透视图; 图6例示了根据本发明之一实施例所配置的头戴式 显示器的一部分之俯视图; 图7例示了根据本发明之一实施例所配置的头戴式 显示器的一部分之俯视图; 图8例示了根据本发明之一实施例所配置的头戴式 显示器的一部分之俯视图;及 图9例示了根据本发明之一实施例所配置的头戴式 显示器的一部分之俯视图。
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