Патенты автора МУРАВЬЕВ Николай Викторович (RU)
Изобретение относится к устройствам дополненной реальности на основе изогнутого волновода. Устройство дополненной реальности содержит проекционную систему для проецирования неискаженного изображения; вводной оптический компенсатор, расположенный на пути исходящих из проекционной системы световых лучей; изогнутый волновод, содержащий вводной дифракционный оптический элемент и выводной дифракционный оптический элемент. Выводной дифракционный оптический элемент с переменным периодом дифракционной решетки выполняет функцию выводного оптического компенсатора, преобразующего пучки излучения искаженного изображения на выходе из волновода в параллельные пучки излучения для вывода неискаженного изображения. Технический результат - возможность проецирования виртуального изображения без аберраций, искажений и удвоений изображения. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к устройствам дополненной реальности, а именно к очкам дополненной реальности, и к способам их функционирования. Устройство для отображения дополненной реальности содержит проекционную систему, оптический компенсатор, расположенный за проекционной системой, гибкий волновод. Гибкий волновод может изменять свою кривизну и содержит вводную дифракционную решетку, выводную дифракционную решетку. Оптический компенсатор выполнен с возможностью внесения предыскажения изображения и оптического увеличения изображения, полученного от проекционной системы, причем предыскажение изображения и оптическое увеличение изображения являются противоположными тем, которые вносились бы гибким волноводом в неискаженное изображение в соответствии с выбранным радиусом кривизны гибкого волновода. Гибкая дифракционная решетка искажает предыскаженное изображение. Неискаженное изображение выводится с помощью выводной дифракционной решетки в глаза пользователя. Изобретение обеспечивает повышение качества изображения и возможность регулировки устройства пользователем. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.
Изобретение относится к устройствам дополненной реальности и способам работы таких устройств. Заявлен волновод с архитектурой дифракционных оптических элементов для устройства дополненной реальности, причем архитектура дифракционных оптических элементов содержит: зону ввода излучения; зону размножения излучения; зону вывода излучения. Каждой указанной зоне соответствует свой набор дифракционных оптических элементов, выполняющих функции ввода излучения, размножения излучения, вывода излучения. Также заявлены устройство дополненной реальности и очки дополненной реальности на основе волновода с архитектурой дифракционных оптических элементов. Технический результат – обеспечение широкого поля зрения с небольшой толщиной и полноцветностью, с хорошим разрешением и с вводом излучения сбоку. 14 н. и 18 з.п. ф-лы, 13 ил.
Изобретение относится к области вычислительной техники для записи наложенных голографических решеток для устройств дополненной реальности. Технический результат заключается в обеспечении получения высококачественного выходного виртуального изображения при одновременном упрощении процесса записи наложенных голограмм в AR-устройствах. Способ включает этапы: формируют исходный пучок излучения, направляют исходный пучок излучения в блок устранения интерференции, обеспечивают формирование двух записывающих пучков излучения блоком устранения интерференции, формируют два канала записи в блоке устранения интерференции, освещают слой регистрирующего материала и один мастер-дифракционный оптический элемент/мастер-голографический оптический элемент (мастер-DOE/HOE), содержащий по меньшей мере одну предварительно сформированную дифракционную/голографическую решетку, указанными по меньшей мере двумя не интерферирующими между собой записывающими пучками излучения, обеспечивают одновременное формирование по меньшей мере двух наложенных голографических решеток от указанной одной мастер-DOE/HOE на/в слое регистрирующего материала, при этом сформированные наложенные голографические решетки имеют одинаковый поверхностный период, но отличающийся пространственный период. И представлены системы, реализующие указанный способ. 3 н. и 65 з.п. ф-лы, 33 ил.
ДАТЧИК И СПОСОБ ОТСЛЕЖИВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ГЛАЗ // 2766107
Изобретение относится к области оптики и касается способа отслеживания положения глаз пользователя. Способ содержит этапы на которых формируют структурированную подсветку на поверхности глаза в области роговой оболочки посредством источника коллимированного оптического излучения, отраженное от поверхности глаза излучение собирают и размножают посредством волновода и передают с помощью волновода на детектор. Посредством детектора формируют изображение, на котором отображаются элементы структурированной подсветки, отраженные от роговой оболочки глаза и дошедшие до входного зрачка детектора через волновод. Сформированное детектором изображение анализируют и вычисляют положение глаза пользователя посредством контроллера. Технический результат заключается в повышении надежности и уменьшении размеров датчика при обеспечении безопасности и отсутствии помех для зрения пользователя. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к области оптических систем с переменным фокусным расстоянием и может быть использовано в системах дополненной или виртуальной реальности (AR/VR). Оптическая линза с перестраиваемым фокусным расстоянием содержит слой электроактивного материала и структуру управляющих электродов, в которой электроды соединены с шинами для приложения к электродам управляющего напряжения для формирования фазовых профилей оптического излучения. Структура управляющих электродов реализует по меньшей мере две электродные структуры, причем каждая из упомянутых по меньшей мере двух электродных структур соединена с набором шин, отличным от набора шин, с которым соединена другая из упомянутых по меньшей мере двух электродных структур. По меньшей мере один электрод по меньшей мере в одной из упомянутых по меньшей мере двух электродных структур соединен по меньшей мере с двумя различными шинами. Технический результат состоит в обеспечении широкого диапазона оптических сил при малой толщине оптической системы. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 14 ил.
МНОГОЗОННАЯ ПЕРЕСТРАИВАЕМАЯ ЛИНЗА // 2757072
Изобретение относится к области оптических систем с переменным фокусным расстоянием и может быть использовано в системах дополненной реальности или виртуальной реальности. Оптическая линза с перестраиваемым фокусным расстоянием содержит слой электроактивного материала и структуру управляющих электродов. Структура управляющих электродов содержит по меньшей мере две электродные структуры, выполненные с возможностью формирования различных дифракционных зон, причем приложение напряжения к управляющим электродам побуждает соответствующие электродные структуры из по меньшей мере двух электродных структур формировать по меньшей мере два различных фазовых профиля оптического излучения. Технический результат состоит в повышении дифракционной эффективности перестраиваемой оптической линзы по всей апертуре линзы при большом размере апертуры линзы. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 14 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области волноводных устройств виртуальной и дополненной реальности. Заявлен способ изготовления волновода с дифракционными оптическими элементами, содержащий: обеспечение волновода, фиксацию на волноводе фрагментов одной или более голографических сред; запись в каждом фрагменте голографической среды дифракционного оптического элемента, представляющего собой голограммный оптический элемент, с использованием предыскаженной объектной волны, содержащей фазово-сопряженные аберрации к аберрациям инспекционной волны, детектированным после прохождения инспекционной волной локальной структуры, образованной волноводом и этим фрагментом голографической среды. Кроме того, предусмотрен волновод с дифракционными оптическими элементами, изготовленный упомянутым выше способом, устройство виртуальной и дополненной реальности, содержащее такой волновод, и способ его работы. Также предложен способ изготовления волновода с дифракционными оптическими элементами, записанными в фрагментах одной или более записываемых дифракционных сред, волновод с дифракционными оптическими элементами, изготовленный упомянутым выше способом, устройство виртуальной и дополненной реальности, содержащее такой волновод, и способ его работы. Технический результат - обеспечение компактного и более дешевого устройства виртуальной и дополненной реальности, содержащего волновод с голограммными и дифракционными оптическими элементами, благодаря исключению необходимости пред- и постобработки изображений, вводимых в волновод, и возможности использования неидеальных волноводов и голографических сред. 8 н. и 46 з.п. ф-лы, 11 ил.
ВОЛНОВОД С СЕГМЕНТИРОВАННЫМИ ДИФРАКЦИОННЫМИ ОПТИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ И ОКОЛОГЛАЗНЫЙ ДИСПЛЕЙ // 2752556
Изобретение относится к области оптических волноводов. Волновод выполнен с возможностью передачи света в целевую область, причем волновод содержит вводной дифракционный оптический элемент (ДОЭ), размножающий ДОЭ и выводной ДОЭ, причем размножающий ДОЭ и выводной ДОЭ являются сегментированными, а период и эффективная толщина дифракционной структуры каждого сегмента выводного ДОЭ и размножающего ДОЭ связаны с расположением упомянутой целевой области таким образом, что для излучения, выводимого из волновода в направлении целевой области, дифракционная эффективность максимальна. Технический результат - возможность выбора различных параметров дифракционных оптических элементов для разных областей волновода. 2 н. и 33 з.п. ф-лы, 21 ил.
Изобретение относится к устройствам дополненной реальности. Волновод с архитектурой дифракционных оптических элементов содержит вводной дифракционный элемент, включающий первый линейный дифракционный оптический элемент вводного дифракционного элемента и второй линейный дифракционный оптический элемент вводного дифракционного элемента; первый размножающий дифракционный элемент и второй размножающий дифракционный элемент; выводной дифракционный элемент. Вводной дифракционный элемент выполнен с возможностью разделения изображения от проектора на цветовые составляющие изображения, красную, зеленую, синюю, и направления хода лучей каждой из цветовых составляющих через соответствующий набор дифракционных элементов. Изобретение позволяет осуществить полноцветное изображение с широким полем зрения с использованием одного волновода, обеспечивает широкое поле зрения с небольшой толщиной, повысить разрешение. 11 н. и 6 з.п. ф-лы, 13 ил.
Изобретение относится к устройствам, которые формируют “парящие” изображения в свободном пространстве. Устройство содержит проекционную систему; по меньшей мере одну положительную линзу; по меньшей мере один модуль размножения излучения, содержащий следующие слои: первую пропускающую дифракционную решетку, вторую пропускающую дифракционную решетку, по меньшей мере один волноводный элемент, передающий излучение на основе эффекта полного внутреннего отражения (ПВО), отражающую дифракционную решетку. Каждая из по меньшей мере одной положительной линзы покрывает каждый из по меньшей мере одного модуля размножения излучения, причем упомянутые элементы могут располагаться в предварительно заданном положении друг относительно друга. 5 н. и 32 з.п. ф-лы, 18 ил.
Устройство записи структуры голографических дифракционных решеток формирует первый объектный пучок и опорный пучок, который падает на грань равнобедренной треугольной призмы, соответствующую одной из равных сторон равнобедренного треугольника, а первый объектный пучок падает на грань равнобедренной треугольной призмы, соответствующую другой из равных сторон равнобедренного треугольника. Устройство формирует второй объектный пучок, который падает на грань треугольной призмы и преломляется к смежной грани треугольной призмы, параллельной грани равнобедренной треугольной призмы, соответствующей основанию равнобедренного треугольника. Материал для записи расположен между основанием равнобедренной треугольной призмы и параллельной ей гранью треугольной призмы. Устройство отображения дополненной реальности содержит проекционную систему; волновод, на котором расположены вводящий дифракционный элемент и структура голографических дифракционных решеток. Технический результат – обеспечить простое в изготовлении, компактное и легкое устройство с широким полем зрения и с минимальными потерями излучения. 7 н. и 22 з.п. ф-лы, 12 ил.
Оптическое устройство содержит по меньшей мере одну электроактивную линзу, содержащую слой электроактивного материала, подложки и электродную структуру и выполненную с возможностью приложения напряжения к электроактивному материалу для формирования дублетной фазовой функции, полученной сложением фазовой функции гармонической линзы с фазовой функцией киноформа. Способ получения электроактивной линзы содержит этапы: получают оптическую силу киноформа и гармонической линзы, получают оптическую силу и фазовые функции гармонической линзы и киноформа, складывают фазовые функции гармонической линзы и киноформа для получения дублетной фазовой функции и прикладывают напряжение к электроактивному материалу электроактивной линзы. Технический результат - уменьшение хроматических аберраций. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к сканирующим системам слежения за глазами. Предлагаемое устройство содержит сканер, по меньшей мере два фотодетектора, вычислитель. Сканер формирует в области глаза и периодически разворачивает сканирующее излучение в виде сканирующей линии. Каждый из фотодетекторов формирует импульс на вычислителе, когда излучение сканера, отраженное от роговицы глаза, падает на фотодетектор. Вычислитель определяет моменты времени формирования упомянутых импульсов фотодетекторов относительно траектории сканирующего излучения и рассчитывает угловые координаты поворота глаза на основе упомянутых моментов времени формирования упомянутых импульсов относительно начала периодического разворота сканера. Применение изобретения позволяет упростить обработку данных, увеличить частоту обновления информации о положении глаза. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к способам отображения и устройствам дополненной реальности, выполненным на основе дифракционных и голографических оптических элементов, и позволяет увеличить видимое поле зрения, компактность, эффективность воспроизведения. Способ отображения содержит этапы: А) излучение от проекционной системы попадает на расширяющую первую дифракционную решетку; Б) дифракция каждого из лучей, падающих на первой решетке, образует минус первый порядок дифракции, нулевой порядок дифракции и первый порядок дифракции; В) нулевой порядок дифракции выходит из расширяющего первого волновода и попадает на второй волновод; Г) минус первый порядок дифракции и первый порядок дифракции распространяются в первом волноводе за счет полного внутреннего отражения (ПВО), возвращаются на первую решетку, попадая на нее в различных несовпадающих друг с другом точках, снова претерпевают дифракцию, каждый образуя новый минус первый порядок дифракции, новый нулевой порядок дифракции, новый первый порядок дифракции; Д) для каждого нового минус первого порядка дифракции, нового нулевого порядка дифракции, нового первого порядка дифракции повторяются этапы (В)-(Г); Е) каждый нулевой порядок дифракции, попавший на второй волновод, проходит по второму волноводу ко второй дифракционной решетке, причем дифракция каждого из лучей, попавших на вторую решетку, образует минус первый порядок дифракции, нулевой порядок дифракции и первый порядок дифракции, причем первый порядок дифракции испытывает ПВО от стенки второго волновода, противоположной стенке второго волновода, обращенной к глазу, повторно попадает на вторую решетку, образует новый минус первый порядок дифракции, новый нулевой порядок дифракции и новый первый порядок дифракции, причем упомянутый новый нулевой порядок дифракции выходит из волновода в направлении к глазу. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 12 ил.
Изобретение относится к области систем дополненной реальности или виртуальной реальности (AR/VR), а именно к регулировке фокуса изображения в средствах отображения. Устройство отображения для системы AR/VR содержит по меньшей мере один источник изображений виртуальных объектов, по меньшей мере один дисплей для отображения изображений виртуальных объектов и по меньшей мере одну перестраиваемую линзу. Последняя содержит по меньшей мере две перестраиваемые оптические ячейки, каждая из которых содержит электродную структуру, выполненную с возможностью перестройки фокусного расстояния перестраиваемой линзы таким образом, что оптическая сила перестраиваемой линзы изменяется с равным диоптрическим шагом Δ. Технический результат состоит в возможности быстрой регулировки фокусного расстояния перестраиваемой линзы с заданным диоптрическим шагом в пределах широкого диапазона оптической силы линзы. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к дифракционным решеткам, используемым в устройствах дополненной реальности. Согласно способу изготовления жидкокристаллической структуры для дифракционной решетки фотоориентант, расположенный на подложках, облучают поляризованными когерентными волнами, которые интерферируют между собой, где одна из указанных волн имеет сферический волновой фронт, а другая – плоский. Между подложками располагают слой жидких кристаллов. Жидкие кристаллы, попадая на фотоориентант, принимают ориентацию в соответствии с ориентацией, полученной фотоориентантом. Для создания дифракционной решетки полученную структуру помещают в электрическое поле. Технический результат – повышение компактности, увеличение разрешения. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 12 ил.
Настоящее изобретение относится к области техники формирования изображения. Устройство содержит дисплей, первый поляризатор, первую фазовую пластинку, первый оптический элемент, вторую фазовую пластинку и второй оптический элемент. Первая фазовая пластинка расположена после первого поляризатора и выполнена с возможностью изменения первого состояния линейной поляризации света на первое состояние циркулярной поляризации. Первый оптический элемент имеет слой холестерических жидких кристаллов, молекулы которых ориентированы так, чтобы пропускать свет с первым состоянием циркулярной поляризации. Вторая фазовая пластинка расположена после первого оптического элемента и выполнена с возможностью изменения первого состояния циркулярной поляризации света на второе состояние линейной поляризации. На втором оптическом элементе сформирован второй поляризатор на основе проволочной сетки, выполненный с возможностью отражения света, падающего на него со вторым состоянием линейной поляризации, в направлении первого оптического элемента через вторую фазовую пластинку, тем самым изменяя второе состояние линейной поляризации света на второе состояние циркулярной поляризации. Ориентация молекул холестерических жидких кристаллов такова, что свет со вторым состоянием циркулярной поляризации отражается обратно ко второму оптическому элементу через вторую фазовую пластинку, изменяя второе состояние циркулярной поляризации на первое состояние линейной поляризации. Поляризатор на основе проволочной сетки обеспечивает пропускание света с первым состоянием линейной поляризации в направлении глаза пользователя. Изобретение обеспечивает повышение качества изображения, уменьшение веса и размеров. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к оптическому переключателю и системе формирования изображений, позволяющим формировать изображения высокого разрешения, на которых отсутствует «эффект решетки». Переключатель содержит электрически управляемый оптический затвор, выполненный с возможностью попеременно пропускать и блокировать падающие на него лучи света, и массив призм, расположенный на стороне оптического затвора, противоположной стороне, на которую падают лучи света. Призмы в массиве призм отделены друг от друга зазором и выполнены с возможностью отклонения лучей света, проходящих через оптический затвор, на заданный угол отклонения. При этом оптический затвор выполнен с возможностью функционирования в первом режиме работы и во втором режиме работы. В первом затвор выполнен с возможностью пропускания лучей света, падающих в направлении зазоров между призмами из массива призм, и блокирования лучей света, падающих в направлении самих призм. Во втором затвор выполнен с возможностью блокирования лучей света, падающих в направлении зазоров между призмами из массива призм, и пропускания лучей света, падающих в направлении самих призм. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.
Группа изобретений относится к технологиям формирования изображений. Техническим результатом является устранение артефакта «эффект решетки» при формировании изображения высокого разрешения. Предложена система формирования изображений. Система содержит экран дисплея, состоящий из первой и второй половины экрана. Система также содержит средство переноса, содержащее первый и второй светоделители, причем первый светоделитель расположен в окрестности первой половины экрана дисплея, а второй светоделитель расположен в окрестности второй половины экрана дисплея. Система также содержит первый и второй оптические затворы, причем первый оптический затвор прикреплен к первому светоделителю, а второй оптический затвор прикреплен ко второму светоделителю и объектив переноса, расположенный между первым и вторым светоделителями. 3 н. и 44 з.п. ф-лы, 7 ил.
Составная линза может быть использована в устройствах виртуальной реальности. Составная линза содержит центральную часть линзы, имеющую первое фокусное расстояние, и по меньшей мере одну периферийную часть линзы, окружающую центральную часть и имеющую второе фокусное расстояние. Первое фокусное расстояние больше, чем второе фокусное расстояние. Центральная часть линзы и по меньшей мере одна периферийная часть линзы имеют совпадающие фокальные плоскости. В пределах диапазона , определяющего величину центральной части наблюдаемого предмета, выполняется равенство: где - дисторсия, вызываемая центральной частью линзы; - дисторсия, вызываемая периферийной частью линзы; - фокусное расстояние центральной части линзы; - фокусное расстояние периферийной части линзы. Технический результат - улучшение качества изображения за счет использования составной линзы, обеспечивающей более высокое разрешение в центральной области изображения и более низкое разрешение в периферийной области изображения. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 53 ил., 2 табл.
СВЕТОВОДНАЯ СТРУКТУРА, ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ // 2603238
Изобретение относится к световодной структуре, используемой для отображения объединения виртуальных и фоновых изображений. Световодная структура содержит первую часть, вторую часть, примыкающую к первой, а также первый и второй голографические оптические элементы. Первый голографический оптический элемент расположен на поверхности первой части и выполнен с возможностью ввода лучей света, излученных внешним устройством отображения, в первую часть таким образом, чтобы обеспечивать после одного полного внутреннего отражения внутри первой части распространение лучей света через место стыка первой и второй частей во вторую часть и формирование первой и второй проекций выходного зрачка в двух плоскостях. Первая плоскость проходит вдоль световодной структуры перпендикулярно первой и второй частям, а вторая плоскость является перпендикулярной первой плоскости. Второй голографический оптический элемент расположен на поверхности второй части и выполнен с возможностью обеспечения после по меньшей мере одного полного внутреннего отражения внутри второй части выхода лучей света из второй части и объединения первой и второй проекций выходного зрачка в одном положении. При этом первая и вторая части имеют различную толщину или разные показатели преломления. Технический результат состоит в увеличении поля зрения. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 21 ил.
Изобретение относится к световодной структуре для отображения виртуальных объектов на фоновом изображении. Световодная структура содержит первую часть, вторую часть, промежуточную часть и компенсирующую часть. Структура компенсирующей части идентична структуре второй части, так что компенсирующая часть примыкает ко второй части без зазора. Первая часть принимает лучи света от внешнего устройства отображения и посредством полного внутреннего отражения обеспечивает распространение лучей света через промежуточную часть во вторую часть. Вторая часть выполнена в виде ступенчатой структуры, имеющей верхнюю поверхность и нижнюю поверхность. Верхняя поверхность имеет участки, наклоненные относительно нижней поверхности, и участки, расположенные между наклоненными участками и соединяющие их между собой. Ступенчатая структура выводит наружу лучи света, которые отражаются от наклоненных участков верхней поверхности. Нижняя поверхность выводит только те лучи света, которые падают на нее под углом, меньшим чем угол полного внутреннего отражения. Компенсирующая часть и вторая часть обеспечивают прохождение света от объектов окружающей обстановки сквозь себя в направлении наблюдателя вместе с выводимыми лучами света. Технический результат - увеличение поля зрения и выходного зрачка системы формирования изображений. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 14 ил.
