用于頭盔顯示裝置的光束組合器及分束器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于將第一光束與不平行于該第一光束的第二光束結(jié)合在一起形成公共光束的光束組合器，該光束組合器包括第一光束(US)的透明主體，具有所述第一光束(US)穿過所述主體時(shí)所照射的疊加區(qū)(9)，并且該疊加區(qū)分為第一部分(10)和第二部分(11)，只有由多個(gè)彼此隔開的反射和/或折射偏轉(zhuǎn)元件(12)所形成的所述第一部分(10)通過反射和/或折射導(dǎo)致所述第二光束(US)的偏轉(zhuǎn)，使得所述第一光束(US)一旦離開所述主體時(shí)與偏轉(zhuǎn)的第二光束(BS)一起形成公共光束(GS)。
【專利說明】用于頭盔顯示裝置的光束組合器及分束器
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年02月25日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080009002. 7、發(fā)明名稱為"用 于頭盔顯示裝置的光束組合器及分束器"的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及光束組合器及分束器。

【背景技術(shù)】
[0003] 在諸如可以安裝到用戶頭部的顯示裝置這樣的裝置中需要使用光束組合器，以將 疊加在可感知環(huán)境上的生成的圖像呈現(xiàn)給用戶。在這種情況下，光束組合器通常形成為曲 面鏡片。
[0004] 已知可以通過半透明鏡來實(shí)現(xiàn)光束組合。但是，該項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)是困難的，特別是， 如果需要在鏡片中引導(dǎo)生成的圖像的光線，并且鏡片是彎曲的。
[0005] 此外，光束組合能夠通過光柵實(shí)現(xiàn)。但是，這樣做的通常缺點(diǎn)包含會(huì)產(chǎn)生附加衍射 級(jí)所導(dǎo)致的不希望的散射光。此外，該種光柵通常僅適用于很狹窄的譜帶，結(jié)果是所產(chǎn)生圖 像僅能是單色的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 由此開始，本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的光束組合器及分束器。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明，該目的通過光束組合器實(shí)現(xiàn)，該光束組合器將第一光束與不平行于 該第一光束的第二光束結(jié)合在一起形成一公共光束，并包括主體，該主體對(duì)于第一光束是 透明的，并具有疊加區(qū)，當(dāng)?shù)谝还馐┻^主體時(shí)投射到所述疊加區(qū)，并且該疊加區(qū)分為第一 部分和第二部分，其中只有由多個(gè)彼此隔開的反射和/或折射偏轉(zhuǎn)元件所形成的第一部分 通過反射和/或折射將第二光束偏轉(zhuǎn)，使得第一光束在離開主體后和偏轉(zhuǎn)的第二光束一起 形成公共光束。
[0008] 借助于反射和/或折射偏轉(zhuǎn)元件，能夠?qū)崿F(xiàn)大波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光束組合（特別是相 對(duì)于借助衍射光柵的傳統(tǒng)光束結(jié)合器而言）。
[0009] 第一部分可以具有對(duì)第二光束成像的功能。因此，借助第一部分不僅能夠?qū)崿F(xiàn)所 期望的光束組合，還能夠獲得對(duì)應(yīng)的成像特性。第一部分的成像特性可以對(duì)應(yīng)于虛構(gòu)的光 學(xué)有效表面，該表面是彎曲的，并優(yōu)選地不具有鏡像對(duì)稱和旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。該有效表面還可以不 具有平移對(duì)稱。當(dāng)然，所述虛構(gòu)的光學(xué)有效表面也可能為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的（如，旋轉(zhuǎn)非球面）或 環(huán)面的。
[0010] 特別地，從疊加區(qū)的俯視圖看，第一部分的表面優(yōu)選地為疊加區(qū)的表面的5%至 30%。但是，相對(duì)于疊加區(qū)，第一部分的比例還可以為50%或更高。
[0011] 偏轉(zhuǎn)元件可以形成在主體的材料邊界表面（該表面可以是平的，或彎曲的）。因 此，借助諸如金剛石研磨這樣的手段，生產(chǎn)可以特別簡(jiǎn)單。此外，還可以借助模制和鑄造方 法進(jìn)行生產(chǎn)。
[0012] 每個(gè)偏轉(zhuǎn)元件可以形成為平的。但是，也可以將單個(gè)偏轉(zhuǎn)元件形成為彎曲的。
[0013] 特別地，所有的偏轉(zhuǎn)元件可以形成為一樣的?；蛘撸D(zhuǎn)元件的形式可以不相同。
[0014] 優(yōu)選地，偏轉(zhuǎn)元件在疊加區(qū)內(nèi)不規(guī)則分布，可以形成為多邊形的和/或具有優(yōu)選 范圍為20μηι至30μηι的最大長(zhǎng)度。但是，所述最大長(zhǎng)度還可以為200μ或100μ。
[0015] 可以形成光束組合器，使得照射第一部分的部分光束被屏蔽，并且該部分光束不 構(gòu)成公共光束的一部分?；蛘?，第一部分對(duì)于第一光束來說也可以為可穿透的。
[0016] 第一部分可以形成為不連續(xù)的菲涅爾結(jié)構(gòu)。菲涅爾結(jié)構(gòu)具有對(duì)應(yīng)于虛構(gòu)的光學(xué)有 效表面的成像特性。
[0017] 偏轉(zhuǎn)元件的反射構(gòu)造可以通過反射涂層實(shí)現(xiàn)。該反射涂層能夠產(chǎn)生完全反射，或 部分反射。此外，還可以通過全內(nèi)反射來實(shí)現(xiàn)反射。在這種情況下，不需要反射涂層。
[0018] 特別地，可以形成光束組合器，使得第二光束在透明主體中被引導(dǎo)至疊加區(qū)。這可 以通過諸如在材料邊界表面處的反射這樣的方式來實(shí)現(xiàn)。特別地，這些反射為全內(nèi)反射。
[0019] 此外，根據(jù)本發(fā)明的光束組合器中，疊加區(qū)的第二部分能夠傳導(dǎo)第一光束。
[0020] 光束組合器可以用在顯示裝置中，該顯示裝置包括圖像生成模塊，及能夠安裝至 用戶頭部的夾持裝置，其中光束組合器連接至夾持裝置，使得當(dāng)安裝夾持裝置時(shí)，用戶能夠 通過光束組合器的疊加區(qū)感知真實(shí)環(huán)境，并且其中圖像生成模塊生成圖像，并將其作為第 二光束引導(dǎo)至疊加區(qū)上，使得當(dāng)夾持裝置安裝至頭部時(shí)，用戶能夠感知疊加于真實(shí)環(huán)境上 的圖像。
[0021] 特別地，本發(fā)明還包括具有本發(fā)明的光束組合器的顯示裝置。該顯示裝置稱為頭 盔顯示器（HMD)。該顯示裝置還可以包括本領(lǐng)域人員所公知用于其運(yùn)行的其他元件。
[0022] 顯示裝置可以具有諸如根據(jù)本發(fā)明（或本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)）的光束組合器、圖像 生成模塊、及能夠安裝至用戶頭部并連接有光束組合器的夾持裝置，使得當(dāng)安裝夾持裝置 時(shí)，用戶能夠通過光束組合器的疊加區(qū)感知真實(shí)環(huán)境，其中圖像生成模塊生成圖像，并將其 作為第二光束引導(dǎo)至疊加區(qū)上，使得當(dāng)夾持裝置安裝至頭部時(shí)，用戶能夠感知疊加于真實(shí) 環(huán)境上的圖像。
[0023] 特別地，光束組合器能夠具有對(duì)第二光束成像的特性。
[0024] 此外，光束組合器可以具有耦入?yún)^(qū)，第二光束通過該耦入?yún)^(qū)耦入到光束組合器，然 后（例如，通過全內(nèi)反射）在光束組合器中被引導(dǎo)至疊加區(qū)，其中該耦入?yún)^(qū)形成為折疊光束 路徑的菲涅爾表面。
[0025] 優(yōu)選地，菲涅爾表面具有對(duì)第二光束成像的特性。特別地，菲涅爾表面和/或疊加 區(qū)可以形成在光束組合器的彎曲的材料邊界表面。
[0026] 菲涅爾表面表面能夠以與光束組合器的疊加區(qū)相同的方式形成。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的光束組合器還可以集成于，例如，頭盔面罩上，由此諸如信息等能夠 通過疊加區(qū)投影給頭盔佩戴者。本發(fā)明的光束組合器還可以有其它應(yīng)用。因此，為了按照 本發(fā)明的方式對(duì)信息進(jìn)行投影，可以相應(yīng)地形成窗玻璃板等。
[0028] 本發(fā)明還提供分束器，用于將入射于所述分束器上的光束分為第一光束和不平行 于第一光束的第二光束，其中該分束器包括主體，該主體對(duì)于入射光束是透明的，并具有分 割區(qū)，入射光投射到所述分割區(qū)，并且該分割區(qū)分為具有多個(gè)彼此隔開的反射和/或折射 偏轉(zhuǎn)元件的第一部分，以及第二部分，其中由分割區(qū)投射的部分入射光束形成第一光束，于 偏轉(zhuǎn)元件處通過反射和/或折射被偏轉(zhuǎn)的部分入射光束形成第二光束。上述分束器可以對(duì) 頻帶很寬的入射光束進(jìn)行分割。
[0029] 偏轉(zhuǎn)元件可以具有對(duì)第二光束成像的功能，可以形成為平的或彎曲的，并不規(guī)則 地分布在分割區(qū)上和/或形成為多邊形。每個(gè)偏轉(zhuǎn)元件的長(zhǎng)度優(yōu)選地為20 μ m至20 μ m (但 是最大長(zhǎng)度也可以為100 μ m或200 μ m)，從分割區(qū)的俯視圖看，第一部分的表面優(yōu)選地為 分割區(qū)的表面的5 %至30% (但是，也可以為50 %或更高）。
[0030] 第一部分可以形成為不連續(xù)的菲涅爾結(jié)構(gòu)。
[0031] 此外，本發(fā)明的分束器能夠以與本發(fā)明的光束組合器相同的方式形成。
[0032] 當(dāng)本發(fā)明的光束組合器或者分束器用于光學(xué)裝置時(shí)，優(yōu)選地，疊加區(qū)或分割區(qū)設(shè) 置為，離視覺系統(tǒng)的瞳孔盡可能的遠(yuǎn)或者離視覺系統(tǒng)的瞳孔盡可能的近。
[0033] 可以理解的是，在不超出本發(fā)明范圍的前提下，上面所提到的特征以及下文中將 要描述的特征不僅能以指定的組合方式應(yīng)用，還能以其他組合方式應(yīng)用，或單獨(dú)地應(yīng)用。
[0034] 下面借助附圖通過舉例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更近一步的詳細(xì)描述，這些附圖也公 開了本發(fā)明的必要技術(shù)特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1為具有本發(fā)明光束組合器的顯示裝置的示意圖；
[0036] 圖2為圖1所示光束組合器的疊加區(qū)9的俯視圖；
[0037] 圖3為沿圖2所示截面線B-B的放大截面圖；
[0038] 圖4為圖3所示細(xì)部C1的放大圖；
[0039] 圖5為描述偏轉(zhuǎn)元件排列的示意圖；
[0040] 圖6為描述偏轉(zhuǎn)元件排列的另一個(gè)示意圖；
[0041] 圖7為圖3所示細(xì)部C2的放大圖；
[0042] 圖8為圖3所示細(xì)部C2的第一變型的放大圖；
[0043] 圖9為圖3所示細(xì)部C2的另一變型的放大圖；
[0044] 圖10至圖12示例出了偏轉(zhuǎn)元件12的其他剖面形狀；
[0045] 圖13為圖1所示多功能鏡片1的透視圖；
[0046] 圖14為沿圖13所示截面線D-D的放大截面圖；
[0047] 圖15為圖1所示多功能鏡片1的另一實(shí)施方式的透視圖；
[0048] 圖16為圖1所示多功能鏡片1的另一實(shí)施方式的透視圖；
[0049] 圖17A為沿圖16所示截面線E-E的放大截面圖；
[0050] 圖17B為圖17A所示截面的變型；
[0051] 圖18A為本發(fā)明顯示裝置2的另一實(shí)施方式的示意側(cè)視圖；
[0052] 圖18B為圖18A所示顯示裝置的透視圖；
[0053] 圖18C為圖18A和圖18B所示多功能鏡片1的疊加區(qū)9的俯視圖；
[0054] 圖18D為本發(fā)明顯示裝置2的另一實(shí)施方式的透視圖；
[0055] 圖18E為本發(fā)明顯示裝置2的另一實(shí)施方式的透視圖；
[0056] 圖19為圖1所示多功能鏡片1的另一實(shí)施方式的透視圖；
[0057] 圖20為圖1所示多功能鏡片1的另一實(shí)施方式的透視圖；
[0058] 圖21為圖1所示多功能鏡片1的另一實(shí)施方式的透視圖；
[0059] 圖22為本發(fā)明光束組合器1的另一實(shí)施方式；
[0060] 圖23為本發(fā)明光束組合器的偏轉(zhuǎn)鏡12的變型；
[0061] 圖24為本發(fā)明分束器27的示意截面圖；
[0062] 圖25為圖24所示分束器的變型；以及
[0063] 圖26為圖24所示分束器的另一變型。

【具體實(shí)施方式】
[0064] 在圖1至圖3所示實(shí)施方式中，本發(fā)明的光束組合器1形成為顯示裝置2的多功 能鏡片，該顯示裝置包括能以鏡片框架形式安裝至用戶頭部的夾持裝置3,圖1中僅圖解示 出了一個(gè)側(cè)臂4.
[0065] 光束組合器1連接至夾持裝置3,使得當(dāng)夾持裝置3安裝至頭部時(shí)，光束組合器1 以眼鏡透鏡的形式設(shè)置于用戶的眼睛A前面。通過光束組合器1，用戶能夠感知環(huán)境。 [0066] 顯示裝置2還包括圖像生成模塊5,當(dāng)用戶頭部佩戴顯示裝置時(shí)，圖像模塊5生成 呈現(xiàn)給顯示裝置2的用戶的圖像，該圖像通過多功能鏡片1疊加在用戶感知的環(huán)境上。 [0067] 為此，多功能鏡片1在其下側(cè)6具有耦入?yún)^(qū)7,并在其前部8具有疊加區(qū)9。如下 所述，疊加區(qū)9傳導(dǎo)環(huán)境光US，而不使其偏轉(zhuǎn)。此外，在用戶的眼睛A的方向，疊加區(qū)9引導(dǎo) 來自圖像生成模塊5的光BS，該光BS通過耦入?yún)^(qū)7耦入到多功能鏡片1，并在多功能鏡片 1中通過全內(nèi)反射被引導(dǎo)至疊加區(qū)9,使得用戶能夠感知生成的圖像，該圖像作為虛擬圖像 疊加在環(huán)境上。
[0068] 特別是如圖2那樣俯視，疊加區(qū)9大體上形成為圓形，分為第一部分10,及第二部 分11，其中第一部分10的作用為偏轉(zhuǎn)來自圖像生成模塊5的圖像光束BS，第二部分11的 作用為傳導(dǎo)來自環(huán)境的環(huán)境光束US。在此處描述的實(shí)施方式中，疊加區(qū)9包括多個(gè)子部分 S，該多個(gè)子部分S彼此隔開，并在疊加區(qū)9中任意分布。
[0069] 圖3示出其中一個(gè)子部分S沿線B-B的放大截面圖，可以看到每個(gè)子部分S包括 多個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡12,這些偏轉(zhuǎn)鏡12彼此隔開，并垂直于圖3繪制的平面延伸。
[0070] 子部分S中偏轉(zhuǎn)鏡12之間的區(qū)域與疊加區(qū)9的子部分S旁邊的剩余區(qū)域一起形 成第二部分11。第一部分10由偏轉(zhuǎn)鏡12形成。
[0071] 還可以從圖3中看出，疊加區(qū)9以及偏轉(zhuǎn)鏡12形成在多功能鏡片1的前部8上。 盡管前部8是彎曲的，為簡(jiǎn)化起見，圖3中未示出這種彎曲。偏轉(zhuǎn)鏡12相對(duì)于前部8的法 線傾斜，由此，照射各個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡12的部分圖像光束BS作為圖像部分光束BS'朝向眼睛A偏 轉(zhuǎn)。沒有照射偏轉(zhuǎn)鏡12的圖像光束BS的剩余部分在前部8處被反射和/或傳導(dǎo)，用戶無 法感知。
[0072] (從圖3左側(cè)）照射偏轉(zhuǎn)鏡12背部的部分環(huán)境光束US被偏轉(zhuǎn)鏡12屏蔽，用戶無 法感知。該部分在圖3中以陰影線繪出。環(huán)境光束US的剩余部分作為環(huán)境部分光束US' 穿過透射區(qū)13,該透射區(qū)13位于偏轉(zhuǎn)鏡12之間，或偏轉(zhuǎn)鏡12旁邊。
[0073] 因此，疊加區(qū)9將穿過透射區(qū)13形成第二部分11的環(huán)境光束US的US'部分，以 及在偏轉(zhuǎn)鏡12處反射的圖像光束BS的部分BS'疊加在一起，以形成公共光束GS。頭部佩 戴顯示裝置2的用戶由此能夠感知由圖像生成模塊5生成而疊加在環(huán)境上的圖像。
[0074] 在圖3所不不意圖中，光束BS'和US'彼此平行。但是，也可能不是這樣。因此， 例如，由于前部的彎曲，光束BS'和US'可以混合在一起。
[0075] 與現(xiàn)有的衍射方案相比，如上形成的光束組合器1的優(yōu)勢(shì)在于其頻帶非常寬。
[0076] 優(yōu)選地，各個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡12在疊加區(qū)9上不規(guī)則分布，如同此處是基于子部分S在疊 加區(qū)9上任意分布。當(dāng)然，舉例來說，相鄰偏轉(zhuǎn)鏡12之間的距離也可以改變。偏轉(zhuǎn)鏡12也 可以其他方式在疊加區(qū)9上分布。從疊加區(qū)9的俯視圖看，相對(duì)于疊加區(qū)9的整個(gè)表面，偏 轉(zhuǎn)鏡12的表面部分的比例可以為，舉例來說，5%至30%。
[0077] 當(dāng)然，也可以在整個(gè)疊加區(qū)9中設(shè)置偏轉(zhuǎn)鏡12。這種情況下，如果（圖4所示）比 例b/a的范圍為3 : 1至20 : 1，上述表面比例也是可以實(shí)現(xiàn)的。在所有的實(shí)施方式中，高 度h的范圍優(yōu)選為5μπι至500μπι，特別是0.01 mm至0.1mm。特別優(yōu)選的范圍為0.05 mm 至0. 3mm，及200 μ m至300 μ m。優(yōu)選為20 μ m至30 μ m的尺寸被證明為對(duì)參數(shù)a是特別有 利的。
[0078] 圖2中的第一部分10也可以稱為不連續(xù)菲涅爾結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠D(zhuǎn)鏡12是基于分布 的子部分而分布設(shè)置的。該菲涅爾結(jié)構(gòu)可以如下確定。初始假設(shè)為下面給出的通用表面函 數(shù) f(x，y)。
[0079]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于顯示裝置（2)的多功能鏡片（1)，其中該顯示裝置（2)能夠安裝至用戶頭 部，并且包括生成圖像的圖像生成模塊（5)，其特征在于， 該多功能鏡片（1)具有耦入?yún)^(qū)（7)和疊加區(qū)（9)，該疊加區(qū)（9)傳導(dǎo)環(huán)境光（US)，并且 該多功能鏡片（1)引導(dǎo)來自圖像生成模塊（5)的光（BS)，該光（BS)通過耦入?yún)^(qū)（7)耦入到 多功能鏡片（1)，并在多功能鏡片（1)中被引導(dǎo)至疊加區(qū)（9)，以及 該疊加區(qū)（9)反射所引導(dǎo)來自圖像生成模塊（5)的光（BS)至于頭部佩戴顯示裝置（2) 的用戶的眼睛（A)，以使用戶能夠感知由該圖像生成模塊（5)生成的圖像，該圖像作為虛擬 圖像疊加在環(huán)境上； 其中，該疊加區(qū)（9)具有多個(gè)反射偏轉(zhuǎn)元件（12)，并且具有對(duì)所引導(dǎo)來自圖像生成模 塊（5)的光（BS)的成像功能。
2. 如權(quán)利要求1所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，所述反射偏轉(zhuǎn)元件（12)提供完 全反射或部分反射。
3. 如權(quán)利要求1所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，該疊加區(qū)（9)分為第一部分（10) 和第二部分（11)，其中，只有由多個(gè)反射偏轉(zhuǎn)元件（12)所形成的所述第一部分（10)通過反 射將來自圖像生成模塊（5)的光（BS)偏轉(zhuǎn)，其中所述反射偏轉(zhuǎn)元件（12)彼此隔開。
4. 如權(quán)利要求3所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，從所述疊加區(qū)（9)的俯視圖看， 所述第一部分（10)的表面為所述疊加區(qū)（9)的表面的5%至30%。
5. 如權(quán)利要求3所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，從所述疊加區(qū)（9)的俯視圖看， 所述第一部分（10)的表面為所述疊加區(qū)（9)的表面的至少50%。
6. 如權(quán)利要求1所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，所述反射偏轉(zhuǎn)元件（12)形成于 所述多功能鏡片（1)的材料邊界表面上。
7. 如權(quán)利要求6所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，在形成所述反射偏轉(zhuǎn)元件（12) 處的所述材料邊界表面為彎曲的。
8. 如權(quán)利要求1所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，每個(gè)所述反射偏轉(zhuǎn)元件（12)形 成為平的。
9. 如權(quán)利要求1所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，所述反射偏轉(zhuǎn)元件（12)在所述 疊加區(qū)（9)中不規(guī)則分布。
10. 如權(quán)利要求1所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，每個(gè)所述反射偏轉(zhuǎn)元件（12)形 成為多邊形。
11. 如權(quán)利要求1所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，每個(gè)所述反射偏轉(zhuǎn)元件（12)的 最大長(zhǎng)度為200 μ m。
12. 如權(quán)利要求11所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，每個(gè)所述反射偏轉(zhuǎn)元件（12) 的最大長(zhǎng)度的范圍為20至30 μ m。
13. 如權(quán)利要求3所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，照射所述第一部分（10)的部分 所述環(huán)境光（US)被屏蔽。
14. 如權(quán)利要求3所述的多功能鏡片（1)，其特征在于，所述第一部分（10)形成為不連 續(xù)的菲涅爾結(jié)構(gòu)。
15. -種顯示裝置（2)，包括： 圖像生成模塊（5)，用于生成圖像； 多功能鏡片（1)，具有耦入?yún)^(qū)（7)和疊加區(qū)（9);以及 夾持裝置（3)，該夾持裝置能夠安裝至用戶頭部，并且該多功能鏡片（1)連接至該夾持 裝置； 其特征在于，該多功能鏡片（1)的疊加區(qū)（9)傳導(dǎo)環(huán)境光（US)，并且該多功能鏡片（1) 引導(dǎo)來自圖像生成模塊（5)的光（BS)，該光（BS)通過耦入?yún)^(qū)（7)耦入到多功能鏡片（1)， 并在多功能鏡片（1)中被引導(dǎo)至疊加區(qū)（9)，以及 該疊加區(qū)（9)反射所引導(dǎo)來自圖像生成模塊（5)的光（BS)至于頭部佩戴顯示裝置（2) 的用戶的眼睛（A)，以使用戶能夠感知該圖像生成模塊（5)生成的圖像，該圖像作為虛擬圖 像疊加在環(huán)境上； 其中，該疊加區(qū)（9)具有多個(gè)反射偏轉(zhuǎn)元件（12)，并且具有對(duì)所引導(dǎo)來自圖像生成模 塊（5)的光（BS)的成像功能。
16. 如權(quán)利要求15所述的顯示裝置，其特征在于，所述耦入?yún)^(qū)形成為對(duì)光束路徑進(jìn)行 折疊的菲涅爾表面。
17. 如權(quán)利要求16所述的顯示裝置，其特征在于，所述菲涅耳表面具有對(duì)來自圖像生 成模塊（5)的光（BS)的成像特性。
18. 如權(quán)利要求16所述的顯示裝置，其特征在于，所述菲涅爾表面形成在所述多功能 鏡片（1)的彎曲的材料邊界表面上。
19. 一種如權(quán)利要求1至14任意一項(xiàng)所述的多功能鏡片（1)在顯示裝置（2)中的用 途，該顯示裝置（2)具有圖像生成模塊（5)以及夾持裝置（3)，該夾持裝置（3)能夠安裝至 用戶頭部，并且所述多功能鏡片（1)連接至該夾持裝置（3)，使得當(dāng)安裝所述夾持裝置（3) 時(shí)，用戶能夠通過光束組合器的所述疊加區(qū)（9)感知真實(shí)環(huán)境，其特征在于，所述圖像生成 模塊（5)生成圖像，并經(jīng)由耦入?yún)^(qū)（7)將其引導(dǎo)至所述疊加區(qū)（9)上，使得當(dāng)所述夾持裝置 (3)安裝至頭部時(shí)，用戶能夠感知疊加于真實(shí)環(huán)境上的所述圖像。
【文檔編號(hào)】G02B27/14GK104155764SQ201410387655
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2009年2月25日
【發(fā)明者】漢斯-尤根·多伯夏爾, 甘特·魯?shù)罓柗? 卡士登·林迪希 申請(qǐng)人:卡爾蔡司公司