本公開涉及具有虛擬顯示器和多個(gè)視場(chǎng)的基于偏振的光學(xué)裝置。

背景技術(shù)：

1、虛擬圖像或顯示可以由視覺(jué)輸出設(shè)備呈現(xiàn)為位于偏遠(yuǎn)或外圍位置的物體或圖像的投影，使得它看起來(lái)在觀看者的前面。虛擬成像的一個(gè)示例是佩珀?duì)柣孟?pepper'sghost)-一種在劇院、電影院、游樂(lè)園、博物館、電視和音樂(lè)會(huì)中使用的幻覺(jué)技術(shù)。虛擬成像通常用于娛樂(lè)(特別是在視頻游戲中)、教育(例如在醫(yī)療或行業(yè)培訓(xùn)中)、商業(yè)(在虛擬會(huì)議中)，并且通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)(vr)技術(shù)來(lái)創(chuàng)建模擬體驗(yàn)，例如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)。

2、目前，逼真的成像是經(jīng)由虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)或在多投影環(huán)境中產(chǎn)生的，例如具有多個(gè)大屏幕的特別設(shè)計(jì)的房間。虛擬成像經(jīng)常伴隨著聲音和其他感覺(jué)，以模擬用戶在虛擬環(huán)境中的物理存在，并增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。例如，虛擬現(xiàn)實(shí)可以結(jié)合聽覺(jué)和視頻反饋，但也可以通過(guò)觸覺(jué)技術(shù)允許其他感官和力反饋。一般來(lái)說(shuō)，使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的人能夠觀察、四處移動(dòng)并與投影的周圍環(huán)境交互。然而，同時(shí)使用相同設(shè)備的多個(gè)觀看者通?？梢杂^察到相同的虛擬環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、一種光學(xué)裝置包括至少一對(duì)顯示器。每對(duì)顯示器包括第一顯示器和第二顯示器，其中每個(gè)單獨(dú)的顯示器被配置成產(chǎn)生可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光。對(duì)于每對(duì)顯示器，光學(xué)裝置包括被配置成偏振從第一顯示器入射的光的第一偏振器和被配置成偏振從第二顯示器入射的光的第二偏振器。該光學(xué)裝置還包括用于每對(duì)顯示器的第一和第二單獨(dú)的偏振分束器。第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)被配置為接收來(lái)自第一和第二偏振器的偏振光。第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)還被配置成將接收到的偏振光的s偏振分量和p偏振分量中的一個(gè)反射到至少一個(gè)視場(chǎng)(fov)中，并將接收到的偏振光的s偏振分量和p偏振分量中的另一個(gè)透射到fov中。

2、該光學(xué)裝置可以包括多對(duì)第一和第二顯示器，其被配置為將多個(gè)虛擬圖像同時(shí)投影到多個(gè)fov中，以供多個(gè)相對(duì)放置的觀看者觀看。

3、在多對(duì)第一和第二顯示器中，一對(duì)顯示器中的每個(gè)顯示器可以被設(shè)置面向另一對(duì)顯示器中的一個(gè)顯示器。在這樣的實(shí)施例中，相應(yīng)的第一和第二單獨(dú)偏振分束器之一可以被設(shè)置在每?jī)蓚€(gè)面向的顯示器之間。

4、相應(yīng)的第一和第二單獨(dú)偏振分束器中的每一個(gè)可以相對(duì)于兩個(gè)面向的顯示器中的每一個(gè)以相等的角度被設(shè)置。

5、在光學(xué)裝置的一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)可以被配置成反射相應(yīng)接收到的偏振光的一個(gè)相似偏振分量，并且將相應(yīng)偏振光的另一個(gè)相似偏振分量透射到一個(gè)或多個(gè)fov中。

6、第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)都可以被配置成反射偏振光的s偏振分量，并將偏振光的p偏振分量透射到一個(gè)或多個(gè)fov中。

7、對(duì)于每對(duì)顯示器，光學(xué)裝置可以另外包括被設(shè)置在第一和第二偏振分束器之間的半波片。半波片可以被配置成將由第一和第二偏振分束器之一偏振的光的偏振旋轉(zhuǎn)90度，以便于旋轉(zhuǎn)的偏振光透射通過(guò)第一和第二偏振分束器中的另一個(gè)。

8、對(duì)于每對(duì)顯示器，第一偏振分束器、第二偏振分束器和半波片中的每一個(gè)可以被設(shè)置在公共軸上。此外，半波片可以偏離第一和第二偏振分束器之間的中點(diǎn)。

9、在光學(xué)裝置的另一個(gè)實(shí)施例中，第一偏振分束器可以被配置成接收來(lái)自第一偏振器的偏振光，并將偏振光的s偏振和p偏振分量之一反射到一個(gè)或多個(gè)fov中。在這樣的實(shí)施例中，第二偏振分束器可以被配置成接收來(lái)自第二偏振器的偏振光，并將偏振光的s偏振和p偏振分量中的另一個(gè)反射到一個(gè)或多個(gè)fov中。

10、對(duì)于每對(duì)顯示器，第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)都可以是透明元件。

11、機(jī)動(dòng)車輛可以包括這種光學(xué)裝置。光學(xué)裝置可以被安裝在車輛的乘客車廂中，使得多個(gè)車輛乘客能夠同時(shí)觀察各種獨(dú)立的圖像。

12、本發(fā)明還涉及如下技術(shù)方案。

13、方案1.一種光學(xué)裝置，包括:

14、至少一對(duì)顯示器，其中每對(duì)顯示器包括第一顯示器和第二顯示器，并且其中每個(gè)單獨(dú)的顯示器被配置成產(chǎn)生可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光；

15、對(duì)于每對(duì)顯示器，第一偏振器，被配置為偏振從第一顯示器入射的光，以及第二偏振器，被配置為偏振從第二顯示器入射的光；和

16、用于每對(duì)顯示器的第一和第二單獨(dú)偏振分束器，其中第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)被配置為接收來(lái)自第一和第二偏振器的偏振光，并將接收到的偏振光的s偏振分量和p偏振分量中的一個(gè)反射到至少一個(gè)視場(chǎng)(fov)中，并將接收到的偏振光的s偏振分量和p偏振分量中的另一個(gè)透射到至少一個(gè)fov中。

17、方案2.根據(jù)方案1所述的光學(xué)裝置，其中，所述至少一對(duì)顯示器包括多對(duì)第一和第二顯示器，所述多對(duì)第一和第二顯示器被配置為將多個(gè)虛擬圖像同時(shí)投影到多個(gè)fov中，以供多個(gè)相對(duì)放置的觀察者觀看。

18、方案3.根據(jù)方案2所述的光學(xué)裝置，其中:

19、在多對(duì)第一和第二顯示器中，一對(duì)顯示器中的每個(gè)顯示器被設(shè)置成面向另一對(duì)顯示器中的一個(gè)顯示器；和

20、相應(yīng)的第一和第二單獨(dú)偏振分束器中的一個(gè)被設(shè)置在每?jī)蓚€(gè)面向的顯示器之間。

21、方案4.根據(jù)方案3所述的光學(xué)裝置，其中相應(yīng)第一和第二單獨(dú)偏振分束器中的每一個(gè)相對(duì)于兩個(gè)面向的顯示器中的每一個(gè)以相等的角度設(shè)置。

22、方案5.根據(jù)方案1所述的光學(xué)裝置，其中，所述第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)都被配置成反射相應(yīng)接收到的偏振光的一個(gè)相似偏振分量，并將相應(yīng)偏振光的另一個(gè)相似偏振分量透射到所述至少一個(gè)fov中。

23、方案6.根據(jù)方案5所述的光學(xué)裝置，其中，所述第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)都被配置成反射所述偏振光的s偏振分量，并將所述偏振光的p偏振分量透射到所述至少一個(gè)fov中。

24、方案7.根據(jù)方案6所述的光學(xué)裝置，還包括，對(duì)于每對(duì)顯示器，還包括半波片，所述半波片設(shè)置在第一和第二偏振分束器之間，并被配置成將由第一和第二偏振分束器之一偏振的光的偏振旋轉(zhuǎn)90度，以便于旋轉(zhuǎn)的偏振光透射通過(guò)第一和第二偏振分束器中的另一個(gè)。

25、方案8.根據(jù)方案7所述的光學(xué)裝置，其中，對(duì)于每對(duì)顯示器，第一偏振分束器、第二偏振分束器和半波片中的每一個(gè)都設(shè)置在公共軸上，并且其中，半波片偏離第一和第二偏振分束器之間的中點(diǎn)。

26、方案9.根據(jù)方案1所述的光學(xué)裝置，其中:

27、第一偏振分束器被配置成接收來(lái)自第一偏振器的偏振光，并將偏振光的s偏振和p偏振分量之一反射到至少一個(gè)fov中；和

28、第二偏振分束器被配置成接收來(lái)自第二偏振器的偏振光，并將偏振光的s偏振和p偏振分量中的另一個(gè)反射到至少一個(gè)fov中。

29、方案10.根據(jù)方案1所述的光學(xué)裝置，其中，對(duì)于每對(duì)顯示器，第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)都是透明元件。

30、方案11.一種機(jī)動(dòng)車輛，包括:

31、限定乘客車廂的車身；和

32、光學(xué)裝置，其被定位于乘客車廂內(nèi)，并且包括:

33、至少一對(duì)顯示器，其中每對(duì)顯示器包括第一顯示器和第二顯示器，并且其中每個(gè)單獨(dú)的顯示器被配置成產(chǎn)生可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光；

34、對(duì)于每對(duì)顯示器，第一偏振器，其被配置為偏振從第一顯示器入射的光，第二偏振器，其被配置為偏振從第二顯示器入射的光；和

35、用于每對(duì)顯示器的第一和第二單獨(dú)偏振分束器，其中第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)被配置為接收來(lái)自第一和第二偏振器的偏振光，并將接收到的偏振光的s偏振分量和p偏振分量中的一個(gè)反射到至少一個(gè)視場(chǎng)(fov)中，并將接收到的偏振光的s偏振分量和p偏振分量中的另一個(gè)透射到至少一個(gè)fov中。

36、方案12.根據(jù)方案11所述的機(jī)動(dòng)車輛，其中，所述至少一對(duì)顯示器包括多對(duì)第一和第二顯示器，所述多對(duì)第一和第二顯示器被配置成將多個(gè)虛擬圖像同時(shí)投射到多個(gè)fov中，以供相對(duì)地位于乘客車廂內(nèi)的多個(gè)觀察者觀看。

37、方案13.根據(jù)方案12所述的機(jī)動(dòng)車輛，其中:

38、在多對(duì)第一和第二顯示器中，一對(duì)顯示器中的每個(gè)顯示器被設(shè)置成面向另一對(duì)顯示器中的一個(gè)顯示器；和

39、相應(yīng)的第一和第二單獨(dú)偏振分束器中的一個(gè)被設(shè)置在每?jī)蓚€(gè)面向的顯示器之間。

40、方案14.根據(jù)方案13所述的機(jī)動(dòng)車輛，其中，相應(yīng)第一和第二單獨(dú)偏振分束器中的每一個(gè)相對(duì)于兩個(gè)面向的顯示器中的每一個(gè)以相等的角度設(shè)置。

41、方案15.根據(jù)方案11所述的機(jī)動(dòng)車輛，其中，所述第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)都被配置成反射相應(yīng)接收到的偏振光的一個(gè)相似偏振分量，并將相應(yīng)偏振光的另一個(gè)相似偏振分量透射到所述至少一個(gè)fov中。

42、方案16.根據(jù)方案15所述的機(jī)動(dòng)車輛，其中，所述第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)都被配置成反射所述偏振光的s偏振分量，并將所述偏振光的p偏振分量透射到所述至少一個(gè)fov中。

43、方案17.根據(jù)方案16所述的機(jī)動(dòng)車輛，其中，對(duì)于每對(duì)顯示器，所述光學(xué)裝置還包括半波片，所述半波片被設(shè)置在所述第一和第二偏振分束器之間，并被配置為將由所述第一和第二偏振分束器之一偏振的光的偏振旋轉(zhuǎn)90度，以便于旋轉(zhuǎn)的偏振光透射通過(guò)所述第一和第二偏振分束器中的另一個(gè)。

44、方案18.根據(jù)方案17所述的機(jī)動(dòng)車輛，其中，對(duì)于每對(duì)顯示器，第一偏振分束器、第二偏振分束器和半波片中的每一個(gè)都被設(shè)置在公共軸上，并且其中，半波片偏離第一和第二偏振分束器之間的中點(diǎn)。

45、方案19.根據(jù)方案11所述的機(jī)動(dòng)車輛，其中:

46、第一偏振分束器被配置成接收來(lái)自第一偏振器的偏振光，并將偏振光的s偏振和p偏振分量之一反射到至少一個(gè)fov中；和

47、第二偏振分束器被配置成接收來(lái)自第二偏振器的偏振光，并將偏振光的s偏振和p偏振分量中的另一個(gè)反射到至少一個(gè)fov中。

48、方案20.一種機(jī)動(dòng)車輛，包括:

49、限定乘客車廂的車身；和

50、光學(xué)裝置，其被定位在乘客車廂內(nèi)，并且包括:

51、多對(duì)第一和第二顯示器，被配置為同時(shí)將多個(gè)虛擬圖像投影到多個(gè)視場(chǎng)(fov)中，以供相對(duì)地位于乘客車廂內(nèi)的多個(gè)觀察者觀看，其中每對(duì)顯示器包括第一顯示器和第二顯示器，并且其中每個(gè)單獨(dú)的顯示器被配置為產(chǎn)生可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光；

52、對(duì)于每對(duì)顯示器，第一偏振器被配置為偏振從第一顯示器入射的光，以及第二偏振器被配置為偏振從第二顯示器入射的光；和

53、用于每對(duì)顯示器的第一和第二單獨(dú)偏振分束器，其中第一和第二偏振分束器中的每一個(gè)被配置為接收來(lái)自第一和第二偏振器的偏振光，并將接收到的偏振光的s偏振分量和p偏振分量中的一個(gè)反射到多個(gè)fov中，并將接收到的偏振光的s偏振分量和p偏振分量中的另一個(gè)透射到多個(gè)fov中。

54、當(dāng)結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求時(shí)，本公開的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下對(duì)實(shí)施所述公開的實(shí)施例和最佳模式的詳細(xì)描述中變得顯而易見(jiàn)。