具有宽的观看窗口的显示设备制造技术

提供一种具有宽的观看窗口的显示设备。提供一种显示设备，所述显示设备包括：图像形成设备，被配置为形成图像；投影光学系统，被配置为对通过图像形成设备形成的图像进行投影；和组合光学系统，被配置为提供与从外部风景发射的光组合的从投影光学系统投影的图像，其中，组合光学系统被配置为将从投影光学系统投影的图像划分成多个相同的图像，并且将所述多个相同的图像聚焦在不同位置上。相同的图像聚焦在不同位置上。相同的图像聚焦在不同位置上。

【技术实现步骤摘要】
具有宽的观看窗口的显示设备
[0001]本申请要求来自于2019年10月24日提交到韩国知识产权局的第10-2019-0133262号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开通过引用整体包含于此。


[0002]本公开的示例实施例涉及一种诸如增强现实系统的显示设备，更具体地，涉及一种在被小型化的同时提供宽的观看窗口的显示设备。

技术介绍

[0003]近来，随着能够实现虚拟现实(VR)的电子设备和显示设备的发展，对这样的设备的兴趣已增加。作为VR的下一步，已研究用于实现增强现实(AR)和混合现实(MR)的技术。
[0004]与基于完全的虚拟世界的VR不同，AR是示出具有在其上叠加的虚拟对象或信息的真实世界从而进一步增加现实的效果的显示技术。VR仅受限地应用于诸如游戏或虚拟体验等领域，而AR的优势在于AR可应用于各种真实环境。例如，AR作为适用于无所不在的环境或物联网(IoT)环境的下一代显示技术而吸引关注。AR可以是MR的示例，因为AR示出真实世界和附加信息的混合。
[0005]为了制造能够例如以头戴式、眼镜式或护目镜式的形式实现这样的AR的显示设备，正在进行使结合了真实世界和虚拟图像的光学系统小型化的研究。此外，在一般的AR显示设备中，必须将眼睛放置在非常小的焦距(focal size)处，使得正确的图像可被观看，并且即使眼睛位置稍微偏离焦点位置，图像也可能不被合适地观看。因此，正在进行扩大用于观察图像的观看窗口的研究。

技术实现思路

[0006]示例实施例提供了一种在被小型化的同时具有宽的观看窗口的显示设备。
[0007]另外的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述清楚，或者可通过实践呈现的示例实施例而得知。
[0008]根据示例实施例的一方面，提供一种显示设备，所述显示设备包括：图像形成设备，被配置为形成图像；投影光学系统，被配置为对通过图像形成设备形成的图像进行投影；和组合光学系统，被配置为提供与从外部风景发射的光组合的从投影光学系统投影的图像，其中，组合光学系统被配置为将从投影光学系统投影的图像划分成多个相同的图像，并且将所述多个相同的图像聚焦在不同位置上。
[0009]组合光学系统可包括沿着从投影光学系统投影的图像的光路顺序地设置的多个全息光学元件。
[0010]所述多个全息光学元件中的每个可包括第一表面和第二表面，第一表面被配置为使入射光的一部分衍射并且透射入射光的剩余部分，第二表面与第一表面背对地设置并被配置为透射入射光。
[0011]所述多个全息光学元件中的每个可包括反射型全息光学元件，反射型全息光学元
件被配置为使入射在第一表面上的入射光衍射，并将衍射的入射光聚焦在面向第一表面的空间中。
[0012]所述多个全息光学元件中的每个可被配置为：使倾斜地入射在第一表面上的入射光衍射，并在与第一表面垂直的方向上汇聚衍射的入射光。
[0013]所述多个全息光学元件可包括：沿着从投影光学系统投影的图像的光路顺序地设置的第一全息光学元件和第二全息光学元件，其中，第一全息光学元件被配置为将从投影光学系统投影的图像聚焦到第一位置，并在第一位置上形成第一图像，并且其中，第二全息光学元件被配置为将从投影光学系统投影的并且通过第一全息光学元件透射的图像聚焦到与第一位置不同的第二位置，并在第二位置上形成第二图像。
[0014]第一全息光学元件可被配置为透射通过第二全息光学元件衍射的图像。
[0015]第一图像和第二图像可彼此相同，并且其中，第一位置和第二位置可在与第一全息光学元件的第一表面平行的方向上彼此间隔开。
[0016]第一位置和第二位置可设置在与第一全息光学元件的第一表面平行的单个平面上。
[0017]第一全息光学元件和第二全息光学元件可彼此相同。
[0018]第一全息光学元件的焦距可不同于第二全息光学元件的焦距。
[0019]第一全息光学元件和第二全息光学元件可被设置为在与第一全息光学元件的第一表面平行的方向上彼此偏移。
[0020]第二全息光学元件的衍射效率可比第一全息光学元件的衍射效率高。
[0021]第一全息光学元件和第二全息光学元件在与第一全息光学元件的第一表面垂直的方向上彼此间隔开。
[0022]第一全息光学元件的第二表面和第二全息光学元件的第一表面可彼此接触。
[0023]组合光学系统可包括沿着从投影光学系统投影的图像的光路顺序地设置的全息光学元件和多个半透镜。
[0024]全息光学元件可包括第一表面和第二表面，第一表面被配置为使入射光衍射，第二表面与第一表面背对地设置并被配置为透射入射光。
[0025]全息光学元件可包括透射型全息光学元件，透射型全息光学元件被配置为使入射在第一表面上的入射光衍射，并将衍射的入射光聚焦在面向第二表面的空间中。
[0026]全息光学元件可被配置为：使发散并倾斜地入射在第一表面上的入射光衍射，并在与第二表面垂直的方向上汇聚衍射的入射光。
[0027]所述多个半透镜中的每个可被配置为透射入射光的一部分并且反射入射光的剩余部分，并且所述多个半透镜可包括沿着从投影光学系统投影的图像的光路顺序地设置的第一半透镜和第二半透镜。
[0028]第一半透镜可被配置为反射被全息光学元件衍射的图像，并在面向全息光学元件的第一表面的空间中的第一位置上形成第一图像，并且其中，第二半透镜可被配置为：通过反射被全息光学元件衍射并且被第一半透镜透射的图像，在与第一位置不同的第二位置上形成第二图像。
[0029]第一图像和第二图像可彼此相同，并且第一位置和第二位置可在与第一全息光学元件的第一表面垂直的方向上彼此间隔开。
[0030]通过第一半透镜反射的图像和通过第二半透镜反射的图像可在面向全息光学元件的第一表面的空间中的第三位置和与第三位置不同的第四位置处汇聚并彼此相交，以分别形成第三图像和第四图像。
[0031]第三图像和第四图像可彼此相同，并且第三位置和第四位置可在与第一全息光学元件的第一表面平行的方向上彼此间隔开。
[0032]第二半透镜的反射率可大于第一半透镜的反射率。
[0033]所述显示设备可包括：以头戴型设备、眼镜型设备或护目镜型设备的形式实现的虚拟现实(VR)显示设备、增强现实(AR)显示设备或混合现实(MR)显示设备。
[0034]根据示例实施例的另一方面，提供一种显示设备，所述显示设备包括：图像形成设备，被配置为形成图像；投影光学系统，被配置为对通过图像形成设备形成的图像进行投影；和组合光学系统，被配置为提供与从外部风景发射的光组合的从投影光学系统投影的图像，组合光学系统包括沿着从投影光学系统投影的图像的光路顺序地设置的多个全息光学元件，其中，所述多个全息光学元件被配置为分别将同一图像聚焦在不同位置上。
附图说明
[0035]从下面结合附图进行的描述，公开的示例实施例的以上和/或其他方面、特征和优点将更加清楚，其中：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种显示设备，包括：图像形成设备，被配置为形成图像；投影光学系统，被配置为对通过图像形成设备形成的图像进行投影；和组合光学系统，被配置为提供从投影光学系统投影的图像和来自外部风景的光的组合，其中，组合光学系统被配置为将从投影光学系统投影的图像划分成多个相同的图像，并且将所述多个相同的图像聚焦在不同位置上。2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，组合光学系统包括沿着从投影光学系统投影的图像的光路顺序地设置的多个全息光学元件。3.根据权利要求2所述的显示设备，其中，所述多个全息光学元件中的每个包括第一表面和第二表面，第一表面被配置为使入射光的一部分衍射并且透射入射光的剩余部分，第二表面与第一表面背对并被配置为透射入射光。4.根据权利要求3所述的显示设备，其中，所述多个全息光学元件中的每个包括反射型全息光学元件，反射型全息光学元件被配置为使入射在第一表面上的入射光衍射，并将衍射的入射光聚焦在面向第一表面的空间中。5.根据权利要求4所述的显示设备，其中，所述多个全息光学元件中的每个被配置为：使倾斜地入射在第一表面上的入射光衍射，并在与第一表面垂直的方向上汇聚衍射的入射光。6.根据权利要求4所述的显示设备，其中，所述多个全息光学元件包括：沿着从投影光学系统投影的图像的光路顺序地设置的第一全息光学元件和第二全息光学元件，其中，第一全息光学元件被配置为将从投影光学系统投影的图像聚焦到第一位置，并在第一位置上形成第一图像，并且其中，第二全息光学元件被配置为将从投影光学系统投影的并且通过第一全息光学元件透射的图像聚焦到与第一位置不同的第二位置，并在第二位置上形成第二图像。7.根据权利要求6所述的显示设备，其中，第一全息光学元件被配置为透射通过第二全息光学元件衍射的图像。8.根据权利要求6所述的显示设备，其中，第一图像和第二图像彼此相同，并且其中，第一位置和第二位置在与第一全息光学元件的第一表面平行的方向上彼此间隔开。9.根据权利要求6所述的显示设备，其中，第一位置和第二位置在与第一全息光学元件的第一表面平行的单个平面上。10.根据权利要求6所述的显示设备，其中，第一全息光学元件和第二全息光学元件彼此相同。11.根据权利要求6所述的显示设备，其中，第一全息光学元件的焦距不同于第二全息光学元件的焦距。12.根据权利要求6所述的显示设备，其中，第一全息光学元件和第二全息光学元件被设置为在与第一全息光学元件的第一表面平行的方向上彼此偏移。13.根据权利要求6所述的显示设备，其中，第二全息光学元件的衍射效率比第一全息光学元件的衍射效率高。
14.根据权利要求6所述的显示设备，其中，第一全息光学元件和第二全息光学元件在与第一全息光学元件的第一表面垂直的方向上彼此间隔开。15.根据权利要求6所述的显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：金善一，德鲁芝诺，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：