Дисплейное приспособление и устройство



Дисплейное приспособление и устройство
Дисплейное приспособление и устройство
Дисплейное приспособление и устройство
Дисплейное приспособление и устройство
Дисплейное приспособление и устройство
Дисплейное приспособление и устройство
Дисплейное приспособление и устройство

 


Владельцы патента RU 2488860:

Нокиа Корпорейшн (FI)

Дисплейное приспособление включает корпус для установки оптической подсистемы и светонаправляющую пластину, присоединенную к корпусу для приема света, представляющего изображение, от оптической подсистемы. Светонаправляющая пластина включает первую дифракционную решетку для введения света и вторую дифракционную решетку для выведения света из светонаправляющей пластины таким образом, что свет принимается глазом пользователя, носящего приспособление. Светонаправляющая пластина включает контактную часть поверхности для оптического соединения ее с прозрачной пластиной. Контактная часть поверхности выполнена с возможностью обеспечения физического контакта с упомянутой прозрачной пластиной. Светонаправляющая пластина выполнена так, чтобы повторять форму упомянутой прозрачной пластины. Дисплейное устройство включает крепежную часть, позволяющую пользователю носить устройство, несущую пластину, присоединенную к крепежной части и включающую оптическую поверхностную структуру вблизи границы несущей пластины, сконфигурированную для отображения объекта, и упомянутое приспособление, присоединенное к несущей пластине. Технический результат - возможность реализации тонкого окологлазного дисплейного приспособления, которое может быть использовано для обеспечения виртуального пользовательского интерфейса электронного устройства. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Рассмотренные варианты осуществления настоящего изобретения относятся, в общем, к дисплеям электронных устройств и, в частности, но не исключительно, к окологлазным дисплеям.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Традиционно, дисплеи электронных устройств являлись частью электронного устройства или соединялись с электронным устройством посредством кабеля или другого проводного или беспроводного соединения. Примерами подобных дисплеев являются дисплеи мобильного телефона и настольного компьютера. Подобные дисплеи обеспечивают просмотр отображаемой на них информации в малом или крупном масштабе, аналогично телевизионным устройствам.

Также, были разработаны носимые дисплеи, например, окологлазные дисплеи. Дисплеи окологлазного типа могут быть использованы, например, для изменения пользовательского восприятия, подобного просмотру телевизора, на пользовательское восприятие, характеризующееся виртуальным присутствием в отображаемой сцене.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как правило, окологлазные дисплеи представляют собой громоздкие и массивные устройства специального назначения, которым может требоваться кабельное соединение с контроллером. Окологлазные дисплеи могут также требовать наличия вспомогательных устройств, например, управляющих перчаток, для управления информацией, отображаемой на окологлазных дисплеях. Этим вспомогательным устройствам могут также требоваться кабельные соединения с общим контроллером. Окологлазные дисплеи могут также полностью блокировать пользователю обзор окружающего реального мира. Если пользователю хочет переместиться из виртуального мира, формируемого информацией, отображаемой на окологлазном дисплее, в реальный мир, ему необходимо снять надетое на него окологлазное дисплейное устройство.

Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения нацелены на преодоление по меньшей мере части описанных выше проблем. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложено приспособление, включающее корпус, сконфигурированный для установки оптической подсистемы, и светонаправляющую пластину, присоединенную к корпусу и сконфигурированную для приема света, представляющего изображение, от оптической подсистемы, при этом светонаправляющая пластина включает первую дифракционную решетку, предназначенную для введения света в светонаправляющую пластину, и вторую дифракционную решетку, предназначенную для выведения света из светонаправляющей пластины таким образом, что свет принимается глазом пользователя, носящего приспособление, при этом светонаправляющая пластина включает контактную часть поверхности, сконфигурированную для оптического соединения светопроводящей пластины с прозрачной пластиной, при этом упомянутая контактная часть поверхности выполнена с возможностью обеспечения физического контакта с упомянутой прозрачной пластиной.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложено устройство, включающее крепежную часть, позволяющую пользователю носить указанное устройство, несущую пластину, присоединенную к упомянутой крепежной части, при этом несущая пластина включает оптическую поверхностную структуру вблизи границы несущей пластины, причем упомянутая оптическая поверхностная структура сконфигурирована для отображения объекта, и приспособление, присоединенное к несущей пластине, при этом приспособление включает корпус, сконфигурированный для установки оптической подсистемы, и светонаправляющую пластину, присоединенную к корпусу и сконфигурированную для приема света, представляющего изображение, от оптической подсистемы, при этом светонаправляющая пластина включает первую дифракционную решетку, предназначенную для введения света в светонаправляющую пластину, и вторую дифракционную решетку, предназначенную для выведения света из светонаправляющей пластины таким образом, что свет принимается глазом пользователя, носящего указанное приспособление, при этом светонаправляющая пластина включает контактную часть поверхности, сконфигурированную для оптического соединения светонаправляющей пластины с несущей пластиной, при этом упомянутая контактная часть поверхности выполнена с возможностью обеспечения физического контакта с упомянутой несущей пластиной, при этом упомянутая светонаправляющая пластина сконфигурирована для отображения рабочей области.

Описанные выше аспекты представляют собой примеры, не ограничивающие настоящее изобретение. Различные примеры осуществления настоящего изобретения представлены далее в подробном описании изобретения, а также в приложенной формуле изобретения. Упомянутые варианты осуществления изобретения описаны со ссылкой на выбранные аспекты. Специалистам в настоящей области техники понятно, что любой из вариантов осуществления изобретения может быть применим к конкретному аспекту как отдельно, так и в комбинации с другими вариантами осуществления изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение будет описано, исключительно в качестве примера, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой упрощенное изображение, с двух различных точек зрения, приспособления в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг.1А представляет собой упрощенное схематическое изображение приспособления в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг.1В представляет собой упрощенное схематическое изображение приспособления в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.1C представляет собой упрощенное схематическое изображение приспособления в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 представляет собой упрощенное изображение устройства в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения; и

фиг.3 представляет собой упрощенное изображение устройства в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения; и

фиг.4 иллюстрирует виртуальный пользовательский интерфейс, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, в том виде, как он воспринимается пользователем.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В последующем описании для обозначения подобных элементов используются одни и те же числовые позиции.

На фиг.1 показано упрощенное изображение, с двух различных точек зрения, приспособления 10 в соответствии с одним из примеров осуществления изобретения. Приспособление 10, показанное на фиг.1, включает корпус 12, сконфигурированный для установки оптической подсистемы, и светонаправляющую пластину 11, присоединенную к корпусу 12. Светонаправляющая пластина 11 сконфигурирована для приема света, представляющего изображение, от оптической подсистемы, установленной в корпусе 12. Светонаправляющая пластина 11 включает дифракционную решетку, предназначенную для введения света в светонаправляющую пластину 11, и еще одну дифракционную решетку, предназначенную для выведения света из светонаправляющей пластины 11. Выводимый свет и изображение, представляемое этим светом, могут быть приняты глазом пользователя, носящего указанное приспособление.

Приспособление 10 включает также контактную часть 13 поверхности, сконфигурированную для оптического соединения светопроводящей пластины 11 с еще одной, прозрачной, пластиной, например, очковой линзой. Контактная часть 13 поверхности выполнена с возможностью обеспечения оптического соединения с упомянутой дополнительной прозрачной пластиной посредством физического контакта.

На фиг.1 показаны две контактные части 13 поверхности, однако, количество контактных частей поверхности может меняться в соответствии, например, с требованиями конкретной разработки. Например, Светонаправляющая пластина 11 может включать одну контактную часть 13 поверхности. Контактная часть 13 поверхности может представлять собой часть поверхности любой формы и размера, которая выполнена на поверхности светонаправляющей пластины 11 и имеет соответствующие оптические свойства для пропускания света через контактную часть поверхности практически без искажений.

Материалом, из которого выполнена светонаправляющая пластина 11, а также упомянутая дополнительная прозрачная пластина, может быть, например, стекло или оптический пластик. Для улучшения равномерности цвета светонаправляющая пластина может быть сформирована из множества преломляющих и отражающих слоев (не показано на фиг.1). Дифракционная решетка может быть изготовлена на материале светонаправляющей пластины 11, например, путем травления или насечки. Светонаправляющая пластина может быть сконфигурирована для выведения света в виде множества параллельных световых лучей.

Например, светонаправляющая пластина 11 может включать набор слоев оптического материала, каждый из которых имеет входную дифракционную решетку и выходную дифракционную решетку. Поступающий свет входит в первый слой светонаправляющей пластины 11 через входную дифракционную решетку первого слоя и выходит из первого слоя через выходную дифракционную решетку, входит во второй слой через входную дифракционную решетку второго слоя и т.д. В результате свет выходит из светонаправляющей пластины через выходную дифракционную решетку последнего слоя. Чтобы распределение различных компонентов цвета, т.е. красного, зеленого и синего, в выходном световом луче по существу соответствовало распределению компонентов цвета во входном световом луче, дифракционные решетки в каждом слое могут быть сконфигурированы различным образом для управления прохождением компонентов цвета между слоями.

Оптическая подсистема, для установки которой сконфигурирован корпус 12, может включать микродисплей, например, дисплей QVGA (Quarter Video Graphics Array) или широкоэкранный дисплей QVGA (Wide QVGA, WQVGA) и соответствующую систему линз.

На фиг.1А показано упрощенное схематическое изображение приспособления 10 в соответствии с одним из примеров осуществления изобретения. На фиг.1А показано приспособление 10 и дополнительная прозрачная пластина 14, которая может быть, например, очковой линзой. На фиг.1А также показана контактная часть 13 поверхности, сконфигурированная для осуществления оптического контакта между приспособлением 10 и дополнительной прозрачной пластиной 14. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1А, контактная часть поверхности расположена вдоль верхней границы приспособления 10. Как показано на фиг.1А, контактная часть 13 поверхности находится в контакте с нижней границей прозрачной пластины 14.

На фиг.1В показано упрощенное схематическое изображение приспособления 10 в соответствии с другим примером осуществления изобретения. На фиг.1В показано приспособление 10 и дополнительная прозрачная пластина 14, которая может быть, например, очковой линзой. На фиг.1В также показаны две контактные части 13 поверхности, сконфигурированные для осуществления оптического контакта между приспособлением 10 и дополнительной прозрачной пластиной 14. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1В, приспособление 10 и дополнительная прозрачная пластина 14 расположены таким образом, что задняя или передняя сторона приспособления 10 перекрывает, соответственно, часть задней или передней стороны дополнительной прозрачной пластины 14. Например, если прозрачная пластина 14 представляет собой очковую линзу, приспособление 10 может перекрывать область линзы, предназначенную для чтения. В соответствии с вариантом осуществления изобретения, изображенным на фиг.1В, приспособление 10 может быть расположено перед прозрачной пластиной 14 или за ней. Другими словами, если прозрачная пластина представляет собой очковую линзу, приспособление 10 может быть расположено перед линзой или за линзой, если смотреть по направлению взгляда пользователя. Как показано на фиг.1В, контактные части 13 поверхности представляют собой отдельные области на поверхности приспособления, находящиеся в контакте с дополнительной прозрачной пластиной.

На фиг.1C показано упрощенное схематическое изображение приспособления 10 в соответствии с еще одним примером осуществления изобретения. На фиг.1C показано приспособление 10 и дополнительная прозрачная пластина 14, которая может быть, например, очковой линзой. На фиг.1C показана также контактная часть 13 поверхности, сконфигурированная для осуществления оптического контакта между приспособлением 10 и дополнительной прозрачной пластиной 14. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1C, контактная часть поверхности расположена вдоль боковой границы приспособления 10, находящейся в контакте с соответствующей боковой стороной прозрачной пластины 14.

Различные типы контактных частей 13 поверхностей, показанные на фиг.1-1С, могут быть предназначены для направления в дополнительную прозрачную/оптическую пластину 14 по меньшей мере части света, выходящего из оптической подсистемы и направленного в сторону оптической поверхностной структуры, которая расположена вблизи границы дополнительной прозрачной/оптической пластины. Другими словами, контактные части поверхности могут быть сконфигурированы для выведения света, направленного из дисплея или области выходного зрачка светонаправляющей пластины 11.

Как отмечалось ранее, приспособление 10, показанное на фиг.1-1С, включает входную дифракционную решетку (не показана) для передачи света от оптической подсистемы в светонаправляющую пластину 11, в которой свет далее распространяется в соответствии с принципом полного внутреннего отражения до тех пор, пока его распространению не будет препятствовать, например, выходной оптический элемент. Входная дифракционная решетка расположена таким образом, что ее положение совпадает с положением корпуса 12. Входная дифракционная решетка может представлять собой, например, входную дифракционную решетку верхнего слоя светопроводящей пластины, имеющей слоистую структуру, как было описано ранее.

Светонаправляющая пластина 11 может функционировать в качестве расширителя выходного зрачка, и может быть сконфигурирована для выведения света в виде множества параллельных световых лучей, чтобы обеспечивать четкое изображение при размещении приспособления 10 вблизи глаза пользователя. Выходные лучи могут быть модифицированы путем изменения конфигурации дифракционных решеток светонаправляющей пластины 11 способом, аналогичным способу, описанному ранее в отношении рассмотрения компонентов цвета.

Светонаправляющая пластина 11 может быть выполнена так, чтобы соответствовать форме дополнительной прозрачной пластины, с которой светонаправляющая пластина 11 приспособления 10 находится в контакте. Например, светонаправляющая пластина 11 может быть изготовлена таким образом, чтобы радиус кривизны ее поверхности совпадал с радиусом кривизны очковой линзы, для присоединения к которой предназначено приспособление 10, например, в виде прикрепляемого аксессуара. Пространство между приспособлением 10 и дополнительной оптической пластиной или линзой 14 может быть заполнено, например, оптическим эластомером или аналогичным материалом.

Приспособление 10 может также включать установленный на нем жидкокристаллический затвор (не показан на фиг.1-1С). Жидкокристаллический затвор может быть сконфигурирован для включения параллельно с микродисплеем оптической подсистемы, установленной в корпусе 12. Во включенном состоянии жидкокристаллический затвор является непрозрачным и предотвращает прохождение внешнего света через затвор, что позволяет пользователю видеть изображение, передаваемое оптической подсистемой, установленной в корпусе 12, через приспособление 10 в глаз пользователя. В выключенном состоянии жидкокристаллический затвор 23 является прозрачным и позволяет смотреть сквозь него.

Жидкокристаллический затвор может получать напряжение для работы из общего источника, например, аккумулятора, используемого совместно с микродисплеем, и, возможно, с другими компонентами, рассматриваемыми далее в данном описании.

На фиг.2 показано упрощенное изображение устройства 20 в соответствии с одним из примеров осуществления изобретения. Устройство 20, изображенное на фиг.2, включает крепежную часть 21, позволяющую пользователю носить устройство 20 таким образом, чтобы дисплейная часть, включающая, например, несущую пластину 22, могла быть расположена перед глазом пользователя. Крепежная часть 21 может представлять собой, например, дужку очков. Устройство 20 может также включать носовой упор (не показан на фиг.2).

Устройство 20 включает также упомянутую несущую пластину 22, присоединенную к крепежной части 21, а также приспособление 10, рассмотренное в настоящем описании со ссылкой на фиг.1-1С. Несущая пластина 22 может включать оптическую поверхностную структуру, расположенную вблизи границы несущей пластины 22, причем оптическая поверхностная структура 24 сконфигурирована для отображения объекта. Отображение объекта осуществляется путем направления по меньшей мере части света, выходящего из оптической подсистемы, через контактную часть 13 поверхности светонаправляющей пластины 11 в несущую пластину 22. Упомянутая часть света выходит затем из несущей пластины через оптическую поверхностную структуру 24. Упомянутый объект может представлять собой, например, значок графического пользовательского интерфейса, отображаемого для выбора пользователем устройства 20.

Светонаправляющая пластина приспособления 10 может быть сконфигурирована для отображения пользователю рабочей области, образующей часть графического пользовательского интерфейса, вместе с объектом, отображаемым оптической поверхностной структурой 24, расположенной на несущей пластине 22. Графический пользовательский интерфейс может представлять собой, например, пользовательский интерфейс электронного устройства.

Устройство 20 может представлять собой, например, половину очков в соответствии с иллюстрацией одного из примеров осуществления изобретения на фиг.2. Несущая пластина 22 может представлять собой, например, оптическую линзу, обеспечивающую исправление зрения для пользователя, носящего устройство 20, или несущая пластина 22 может быть оптически нейтральной. Материалом несущей пластины 22 может быть, например, оптический пластик или оптическое стекло.

В случае если приспособление 10 не включает жидкокристаллический затвор в соответствии с предыдущим описанием, несущая пластина 22 может дополнительно включать установленный на ней жидкокристаллический затвор 23. Жидкокристаллический затвор 23 может быть сконфигурирован для параллельного включения с микродисплеем оптической подсистемы, установленной в корпусе 12. Во включенном состоянии жидкокристаллический затвор 23 является непрозрачным и предотвращает прохождение внешнего света через несущую пластину 22, что позволяет пользователю видеть изображение, передаваемое в глаз пользователя установленной в корпусе 12 оптической подсистемой через приспособление 10. Приспособление 10 может крепиться к несущей пластине 22 таким образом, чтобы положение приспособления 10 соответствовало положению жидкокристаллического затвора, для обеспечения эффективного перекрытия внешнего света жидкокристаллическим затвором 23. В отключенном состоянии жидкокристаллический затвор 23 является прозрачным и позволяет смотреть сквозь него.

Жидкокристаллический затвор может получать напряжение для работы из общего источника, например, аккумулятора, используемого совместно с оптической подсистемой, и, возможно, с другими компонентами, рассматриваемыми далее в данном описании.

В случае, если несущая пластина 22 представляет собой очковую линзу, включающую часть, предназначенную для чтения, жидкокристаллический затвор 23, как и приспособление 10, а именно, его светонаправляющая пластина 11, может быть предназначен для перекрытия части очковой линзы, предназначенной для чтения. При таком сценарии, часть линзы для чтения может использоваться по назначению, когда жидкокристаллический затвор находится в выключенном состоянии, то есть прозрачен.

Как было рассмотрено ранее в настоящем описании, несущая пластина 22 может также включать оптическую поверхностную структуру 24, расположенную вблизи границы несущей пластины, например, вблизи верхней границы несущей пластины 22. Оптическая поверхностная структура 24 может быть сконфигурирована для выведения света, который вводится в несущую пластину 22 через оптическое соединение, осуществляемое посредством контактной части 13 поверхности приспособления 10 в соответствии с предыдущим описанием, например, в отношении фиг.1А-1С (несущая пластина 22 представляет собой прозрачную оптическую пластину 14). Оптическая поверхностная структура 24 может быть, например, отражающей структурой, преломляющей структурой, дифракционной структурой или их комбинацией.

Оптическая поверхностная структура 24 может быть адаптирована для отображения объектов малого размера в поле периферического зрения пользователя, который носит устройство. Оптическая поверхностная структура 24 может быть выполнена таким образом, что объекты отображаются в виде световых пятен или фигур с характерными признаками. Подобные объекты могут включать, например, значки пользовательского интерфейса электронного устройства. Пользователь, носящий устройство 20, может иметь возможность активировать, или выбирать, эти значки с использованием, например, голосовых команд или движений руки.

Устройство 20 может также включать микрофон 26 и громкоговоритель 25. Они могут быть предназначены для использования в качестве вспомогательного микрофона и громкоговорителя совместно с электронным устройством, например, мобильным телефоном. Микрофон 26 может быть также предназначен для приема голосовых команд от пользователя, носящего устройство 20, в соответствии с дальнейшим описанием в отношении фиг.4.

Устройство 20 может также включать средства ближней связи (не показаны), например, модуль (модули) радиоинтерфейса, антенну (антенны), модули проводного интерфейса и соответствующие схемы обработки, предназначенные для связи с электронным устройством, например, мобильным телефоном, компьютером, персональным цифровым помощником, карманным компьютером, музыкальным плеером, игровой консолью и т.п. Например, устройство 20, может принимать данные, отображаемые на приспособлении 10, по упомянутым средствам связи от электронного устройства. Устройство 20 может также передавать данные, например, захваченные микрофоном 26 голосовые данные, в электронное устройство по упомянутым средствам связи для их обработки процессором электронного устройства. Устройство 20 может принимать результаты упомянутой обработки от электронного устройства по упомянутым средствам связи. Устройство 20 может также включать процессор (не показан) в случае, если для обработки данных в устройстве 20 необходим собственный процессор.

Как отмечалось ранее, приспособление 10, установленное в устройстве 20, может быть сконфигурировано для отображения пользовательского интерфейса электронного устройства. Пользовательский интерфейс, отображаемый приспособлением 10, может адаптироваться к текущему окружению пользователя, носящего устройство 20. Например, пользователь может носить датчики на руках, измеряющие ускорение его рук. Конкретная комбинация ускорений может быть интерпретирована, например, как указание на то, что пользователь совершает пробежку. В ответ на такую интерпретацию пользовательский интерфейс, отображаемый на приспособлении 10, может быть модифицирован для соответствия состоянию пользователя, совершающего пробежку. Данные датчиков могут быть приняты и обработаны электронным устройством, пользовательский интерфейс которого отображается на приспособлении 10, или данные датчиков могут быть приняты и обработаны процессором, установленным в устройстве 20 (не показан на фиг.2).

Устройство 20 может также включать камеру 27, сконфигурированную для захвата движений руки пользователя, носящего устройство 20. Захвату движений руки пользователя могут дополнительно способствовать, например, метки или датчики, которые надеты на кисть (кисти) пользователя. Данные захваченных движений могут быть обработаны электронным устройством, пользовательский интерфейс которого отображается на приспособлении 10, или данные датчиков могут быть приняты и обработаны процессором, установленным в устройстве 20 (не показан на фиг.2).

На фиг.3 показано упрощенное изображение устройства 30, соответствующего другому варианту осуществления изобретения. Пример устройства 30 представляет собой тип устройства на базе очков. Устройство 30 включает крепежные части 21, 31, позволяющие пользователю носить устройство 30 таким образом, что дисплейная часть, включающая, например, несущие пластины 22, 32, может быть расположена перед глазом пользователя. Крепежные части 21, 31 могут представлять собой, например, дужки очков. Устройство 30 может также включать носовые упоры (не показаны на фиг.3).

Устройство 30 также включает приспособление 10, описанное ранее, например, в отношении фиг.1-1С. Устройство 30 может также включать жидкокристаллический затвор 23, оптическую поверхностную структуру 24, громкоговоритель 25, микрофон 26 и камеру 27. Эти компоненты были описаны ранее в отношении фиг.2. Устройство 30 может включать два жидкокристаллических затвора 23, две оптические поверхностные структуры 24, два приспособления 10, два громкоговорителя 25, два микрофона 26 и две камеры 27.

Фиг.4 иллюстрирует виртуальный пользовательский интерфейс в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения в том виде, как он воспринимается пользователем. Виртуальный пользовательский интерфейс, проиллюстрированный на фиг.4, может обеспечиваться устройством 20, показанным на фиг.2, или устройством 30, показанным на фиг.3.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг.4, пользователь 40 видит виртуальный пользовательский интерфейс, включающий значки 41 и виртуальную рабочую область 42. Например, виртуальный пользовательский интерфейс может позволять пользователю 40 активировать, или выбирать, значок 41 путем прикосновения к нему рукой. Пользователь может также отображать содержимое, представленное значком 41, путем захвата и перетаскивания значка 41 в виртуальную рабочую область 42.

Визуализация значков 41 может быть обеспечена путем отображения изображений значков 41 с помощью оптической поверхностной структуры (структур) 24, изображенных на фиг.2 и 3, в верхней части поля зрения пользователя 40. Аналогично, визуализация виртуальной рабочей области 42 может быть обеспечена путем отображения изображения рабочей области посредством приспособления (приспособлений) 10, показанного на фиг.2 и 3.

Как отмечалось ранее, движения рук пользователя 40 могут быть обнаружены камерой (камерами) 27, показанной на фиг.2 и 3, а также датчиками, прикрепленными, например, к ладони (ладоням) или пальцу (пальцам) пользователя. Данные этих датчиков могут быть приняты и обработаны процессором электронного устройства, пользовательский интерфейс которого представлен виртуальным пользовательским интерфейсом, или процессором, установленным в устройстве 20, 30, показанном на фиг.2 и 3.

Пользователь 40 может также управлять виртуальным пользовательским интерфейсом посредством голосовых команд, захватываемых микрофоном 26, который показан на фиг.2 и 3. Голосовые команды могут быть приняты и обработаны процессором электронного устройства, пользовательский интерфейс которого представлен виртуальным пользовательским интерфейсом, или процессором, установленным в устройстве 20, 30, показанном на фиг.2 и 3.

Значки 41 и виртуальная рабочая область 42 могут быть различными в различных ситуациях или в различном окружении, и, в определенных ситуациях или в определенном окружении, некоторые (или даже все) объекты пользовательского интерфейса могут отсутствовать. Например, когда пользователь находится в автомобиле или совершает пробежку, могут отображаться различные значки 41. Как отмечалось ранее, состояние движений пользователя 40 может обнаруживаться датчиками. Местоположение пользователя 40 может определяться, например, с помощью сигналов, передаваемых метками и т.п. Данные датчиков и меток могут быть приняты и обработаны процессором электронного устройства, пользовательский интерфейс которого представлен виртуальным пользовательским интерфейсом, или процессором, установленным в устройстве 20, 30, показанном на фиг.2 и 3.

По меньшей мере некоторые варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают возможность реализации тонкого окологлазного дисплейного приспособления, которое может быть использовано для обеспечения виртуального пользовательского интерфейса электронного устройства, например, мобильного телефона, компьютера, персонального цифрового помощника, карманного компьютера, музыкального плеера, игровой консоли и т.п. Виртуальный пользовательский интерфейс может управляться движениями рук пользователя, голосовыми командами или их комбинацией. Виртуальный пользовательский интерфейс может быть также адаптирован для наилучшего соответствия текущей ситуации, в которой находится пользователь, и/или его местоположению.

Предыдущее описание, посредством не ограничивающих настоящее изобретение примеров конкретных его реализации и вариантов осуществления, обеспечивает полное и информативное описание способа осуществления изобретения, рассматриваемого его изобретателями в качестве наилучшего. Однако специалисту в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение не ограничено изложенными выше подробностями вариантов его осуществления, а также, что оно может быть реализовано и в других вариантах осуществления с использованием эквивалентных средств без выхода за рамки настоящего изобретения.

Кроме того, некоторые признаки описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть эффективно использованы без соответствующего применения остальных признаков. По существу, предыдущее описание следует рассматривать исключительно как иллюстрацию идей настоящего изобретения, а не как его ограничение. Соответственно, объем настоящего изобретения ограничен исключительно приложенной формулой изобретения.

1. Дисплейное приспособление, включающее:
корпус, сконфигурированный для установки оптической подсистемы; и
светонаправляющую пластину, присоединенную к корпусу и сконфигурированную для приема света, представляющего изображение, от оптической подсистемы, при этом светонаправляющая пластина включает первую дифракционную решетку, предназначенную для введения света в светонаправляющую пластину, и вторую дифракционную решетку, предназначенную для выведения света из светонаправляющей пластины таким образом, что свет принимается глазом пользователя, носящего приспособление, при этом светонаправляющая пластина включает контактную часть поверхности, сконфигурированную для оптического соединения светопроводящей пластины с прозрачной пластиной, а упомянутая контактная часть поверхности выполнена с возможностью обеспечения физического контакта с упомянутой прозрачной пластиной, при этом упомянутая светонаправляющая пластина выполнена так, чтобы повторять форму упомянутой прозрачной пластины.

2. Дисплейное приспособление по п.1, в котором упомянутая оптическая подсистема включает микродисплей и систему линз.

3. Дисплейное приспособление по п.1 или 2, в котором упомянутая светонаправляющая пластина включает множество преломляющих слоев.

4. Дисплейное приспособление по п.1 или 2, в котором упомянутая светонаправляющая пластина сконфигурирована для выведения света в виде множества параллельных световых лучей.

5. Дисплейное приспособление по п.1 или 2, в котором упомянутая контактная часть поверхности сконфигурирована для направления в прозрачную пластину части света, выходящего из оптической подсистемы и направленного в сторону оптической поверхностной структуры, расположенной вблизи границы прозрачной пластины.

6. Дисплейное приспособление по п.1 или 2, в котором упомянутая прозрачная пластина представляет собой очковую линзу.

7. Дисплейное приспособление по п.1 или 2, также включающее жидкокристаллический затвор, присоединенный к светонаправляющей пластине.

8. Дисплейное приспособление по п.7, в котором упомянутый жидкокристаллический затвор включают параллельно с оптической подсистемой.

9. Дисплейное приспособление по п.1 или 2, представляющее собой прикрепляемый аксессуар для очков.

10. Дисплейное устройство, включающее:
крепежную часть, позволяющую пользователю носить устройство;
несущую пластину, присоединенную к упомянутой крепежной части, при этом несущая пластина включает оптическую поверхностную структуру вблизи границы несущей пластины, причем оптическая поверхностная структура сконфигурирована для отображения объекта; и
приспособление, присоединенное к несущей пластине и включающее:
корпус, сконфигурированный для установки оптической подсистемы; и
светонаправляющую пластину, присоединенную к корпусу и сконфигурированную для приема света, представляющего изображение, от оптической подсистемы, при этом светонаправляющая пластина включает первую дифракционную решетку, предназначенную для введения света в светонаправляющую пластину, и вторую дифракционную решетку, предназначенную для выведения света из светонаправляющей пластины таким образом, что свет принимается глазом пользователя, носящего указанное приспособление, при этом светонаправляющая пластина включает контактную часть поверхности, сконфигурированную для оптического соединения светопроводящей пластины с несущей пластиной, упомянутая контактная часть поверхности выполнена с возможностью обеспечения физического контакта с упомянутой несущей пластиной, а упомянутая светонаправляющая пластина сконфигурирована для отображения рабочей области, при этом упомянутая светонаправляющая пластина выполнена так, чтобы повторять форму упомянутой несущей пластины.

11. Дисплейное устройство по п.10, в котором упомянутая контактная часть поверхности сконфигурирована для направления в оптическую поверхностную структуру несущей пластины части света, выходящего из оптической подсистемы.

12. Дисплейное устройство по п.10 или 11, в котором упомянутая оптическая поверхностная структура сконфигурирована для выведения света, который вводят в несущую пластину, посредством оптического соединения, обеспечиваемого упомянутой контактной частью поверхности.

13. Дисплейное устройство по п.10 или 11, в котором упомянутая оптическая поверхностная структура выбрана из группы, включающей: отражающую структуру, преломляющую структуру, дифракционную структуру.

14. Дисплейное устройство по п.10 или 11, представляющее собой очки, при этом упомянутая несущая пластина представляет собой очковую линзу.

15. Дисплейное устройство по п.10 или 11, в котором упомянутая крепежная часть представляет собой дужку очков.

16. Дисплейное устройство по п.14, в котором положение упомянутого приспособления соответствует положению части очковой линзы, предназначенной для чтения.

17. Дисплейное устройство по п.10 или 11, в котором упомянутый объект включает значок, отображаемый для выбора пользователем.

18. Дисплейное устройство по п.17, в котором упомянутый значок сконфигурирован для активации посредством перемещения руки пользователя.

19. Дисплейное устройство по п.10 или 11, также включающее микрофон и громкоговоритель.

20. Дисплейное устройство по п.17, в котором упомянутые значок и рабочая область формируют часть пользовательского интерфейса электронного устройства.

21. Дисплейное устройство по п.20, в котором пользовательский интерфейс модифицируют в соответствии с окружением пользователя.

22. Дисплейное устройство по п.18, также включающее камеру, сконфигурированную для захвата упомянутого движения руки пользователя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сейсмологии, в частности к дистанционному зондированию Земли космическими средствами, и может найти применение при создании национальных систем контроля геофизических полей Земли.

Изобретение относится к технике проекционных систем отображения полетной информации и может быть использовано преимущественно для кабинного базирования на воздушных судах.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретнее - к авиационным оптико-электроннным приборам - к коллиматорным авиационным индикаторам (или иначе индикаторы на лобовом стекле - ИЛС) и предназначено для использования в коллиматорных прицелах самолетов и вертолетов.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретнее к авиационным оптико-электроннным приборам - к коллиматорным авиационным индикаторам - КАИ (или иначе индикаторы на лобовом стекле - ИЛС) и предназначено для использования в коллиматорных прицелах самолетов и вертолетов.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, конкретнее к авиационным оптико-электронным приборам - к коллиматорным авиационным индикаторам - КАИ (или иначе индикаторы на лобовом стекле - ИЛС) и предназначено для использования в коллиматорных прицелах самолетов и вертолетов.

Изобретение относится к головным дисплеям, в которых используется один видеоэкран дисплея для передачи изображений в оба глаза. .

Изобретение относится к устройствам отображения информации на лобовом стекле и может быть использовано на летательных аппаратах. .

Оптическая система содержит вогнутое сферическое светоделительное зеркало с радиусом кривизны R, плоское светоделительное зеркало, установленное наклонно к оптической оси, сферический диффузно-рассеивающий экран, проекционный объектив, жидкокристаллический дисплей и конденсор. Проекционный объектив состоит из двух компонентов и апертурной диафрагмы (AD). Первый компонент - одиночный отрицательный мениск, обращенный выпуклостью к диффузно-рассеивающему экрану с радиусом кривизны R/2. Второй компонент выполнен из отрицательной склеенной линзы и двухлинзового положительного элемента, содержащего двояковогнутую и двояковыпуклую линзы. AD установлена между первым и вторым компонентами в переднем фокусе второго компонента, в который введены положительная склеенная линза, установленная между AD и отрицательной склеенной линзой, и менисковая положительная линза, обращенная вогнутостью к сферическому диффузно-рассеивающему экрану. Оптические силы линз удовлетворяют условиям, приведенным в формуле изобретения. Технический результат - повышение безопасности полета за счет исключения потери информации с дисплея при движении головы пилота как вдоль оптической оси, так и перпендикулярно ей. 1 ил., 1 прилож.

Способ включает установку мишени с нанесенными на ней знаками на конечном расстоянии перед индикатором, установку неподвижно на оптической оси со стороны наблюдателя диафрагмы в виде пластины, отображение с помощью индикатора меток на фоне знаков мишени, выявление с помощью диафрагмы ошибок совмещения изображения меток индикатора со знаками мишени, на основании которых судят о необходимости проведения юстировки индикатора. Выявление ошибок совмещения осуществляют с помощью выполненных в диафрагме двух или более отверстий, количество которых выбирают равным количеству меток, отображаемых индикатором. Отверстия в диафрагме располагают так, чтобы выполнялись условия: yi=a×tgαi; xi=a×tgβI, где xi и yi - линейные координаты центра i-го отверстия относительно точки пересечения оптической оси индикатора с плоскостью диафрагмы; а - расстояние от диафрагмы до расчетной точки размещения глаз летчика; αi и βi - заданные значения соответственно вертикального и горизонтального углов i-й метки относительно точки размещения глаз летчика; i - номер метки, отображаемой индикатором. Технический результат - повышение точности оценки изображения индикатора по всему диаметру выходной линзы индикатора. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

Изобретения относятся к устройству передачи информации транспортного средства. Устройство передачи информации транспортного средства указывает распознавание некоторого объекта. Устройство передачи информации транспортного средства содержит первую часть отображения, которая указывает проверку правой стороны относительно позиции водителя и вторую часть отображения, которая указывает проверку левой стороны относительно позиции водителя. При указании контроля некоторого объекта с правой стороны или с левой стороны первая часть отображения и вторая часть отображения соответственно указывают проверку правой стороны и проверку левой стороны. Достигается возможность осуществления передачи информации для водителя об окружающих объектах. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 30 ил.

Система может быть использована при создании оптических систем нашлемных дисплеев, например, для индивидуальной экипировки бойца. Система содержит первый компонент - комбинер, установленный под углом к оптической оси системы, второй компонент, содержащий первую двояковыпуклую линзу и вторую выпукло-вогнутую линзу, которые децентрированы и наклонены относительно оптической оси системы, излучающий микродисплей, установленный под углом к оптической оси системы, и электронный блок обработки информации. Поверхности первого компонента выполнены биконическими, во втором компоненте вторая линза выполнена отрицательной и дополнительно введены третья и четвертая двояковыпуклые линзы. Первый и второй компоненты установлены таким образом, что между ними формируется промежуточное изображение. Технический результат - уменьшение выноса комбинера относительно глаза наблюдателя и массы второго компонента при высоком качестве изображения. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к оптическому устройству для формирования и наблюдения динамических и статических трехмерных изображений типа голограмм, содержащему, по меньшей мере, один лазерный источник излучения, по меньшей мере, один световод и голографические оптические элементы, расположенные на поверхности световода. Также устройство дополнительно содержит пространственный модулятор света, выполненный с возможностью формирования цифровой голограммы, и один голографический оптический элемент для вывода излучения из световода. Причем указанный элемент выполнен с возможностью компенсации дефектов глаза за счет компенсации формы волнового фронта, проходящего через указанный голографический оптический элемент. Технический результат - восстановление трехмерного изображения предмета, синтезированного с помощью программно-аппаратных средств, наблюдение которого аметропическим глазом должно быть идентично наблюдению реальных объемных объектов эмметропическим глазом. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к оптическим системам авиационных коллиматорных индикаторов на лобовом стекле. Оптическая система двухканального коллиматорного индикатора содержит последовательно установленные по ходу лучей дисплей электронно-лучевой трубки, фильтр-светоделитель, индикаторную сетку, двухкомпонентный коллимирующий объектив и двухкомпонентный отражатель. Индикаторная сетка выполнена в виде подсвечиваемой дополнительным источником света прозрачной плоскопараллельной пластины с светорассеивающими штрихами, от которых свет отражается в сторону фильтра-светоделителя. Фильтр-светоделитель выполнен в виде плоскопараллельного дихроичного зеркала, пропускающего световой поток от дисплея ЭЛТ и отражающего световой поток от индикаторной сетки в направлении двухкомпонентного коллимирующего объектива. Двухкомпонентный коллимирующий объектив содержит последовательно установленные первый компонент - положительную линзу, изламывающее оптическую ось объектива наклонное к оси ЭЛТ плоское отражающее зеркало и второй компонент, состоящий из первой положительной, второй отрицательной и третьей положительной линз. Технический результат - упрощение конструкции коллиматорного индикатора, снижение его массогабаритных параметров. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Способ изготовления линзы, которая имеет переднюю и заднюю поверхности и в которую проникают световые пучки, испускаемые оптическим элементом системы генерации светового пучка, через входную поверхность и направляются в глаз владельца для обеспечения просмотра информационного содержимого посредством прозрачной оптической вставки, образованной световодом. Вставка имеет форму, по существу, идентичную форме законченной линзы, пригодной для размещения в оправе опоры. Способ содержит этапы, на которых изготавливают вставку, форма которой меньше формы упомянутой законченной линзы согласно пропорциональному преобразованию, изготавливают заготовку линзы путем связывания пластикового материала, образующего упомянутую переднюю поверхность и упомянутую заднюю поверхность, с упомянутой вставкой и режут упомянутую заготовку линзы вокруг упомянутой вставки с расстоянием от краев упомянутой вставки, которое составляет около 1 мм на протяжении по меньшей мере 50% периметра упомянутой вставки. Технический результат - обеспечение хорошего оптического пропускания и упрощение изготовления оптического дисплея, содержащего два материала, сильно отличающихся твердостью. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ создания двухканальных информационных коллиматорных систем включает в себя размещение на оптической оси объектива и двух индикаторов, один из которых является индикатором просветного типа. Между указанными индикаторами устанавливают спектральный фильтр-светоделитель, выполненный в виде плоскопараллельной пластины. На расположенной в передней фокальной плоскости объектива на второй длине волны поверхности второго просветного индикатора нанесены светорассеивающие штрихи, которые отражают излучение со второй длиной волны в сторону фильтра-светоделителя. Фильтр-светоделитель отражает излучение со второй длиной волны от второго индикатора и пропускает излучение с первой длиной волны от первого индикатора в сторону объектива. Технический результат - увеличение информативности и повышение надежности вывода информации за счет совмещения двух каналов независимой информации, а также упрощение конструкции, снижение массы устройства, уменьшение его габаритов. 3 ил.

Оптическое устройство для формирования изображений дополненной реальности содержит источник света, конденсор, микродисплей. Дополнительно оно содержит световод со встроенным средством ввода. Средство ввода обеспечивает формирование двух ортогонально поляризованных пучков. Вывод информации обеспечивает средство вывода, которое содержит два поляризационных светоделителя, фокусирующий оптический элемент, четвертьволновую пластину. Технический результат заключается в увеличении поля зрения и уменьшении толщины. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Оптическая система проекционного бортового индикатора содержит сферическое светоделительное зеркало (комбинер). Также система содержит вторичное зеркало, выполненное в виде клина и со сферической отражающей и преломляющей поверхностями, линзовую проекционную оптическую систему, выполненную из трех компонентов. Перед первым компонентом линзовой проекционной оптической системы установлена поляризационная плоскопараллельная пластинка, а третий компонент содержит положительной гиперболической менисковую линзу, которая установлена между дисплеем и эллиптической менисковой линзой с эквивалентной оптической силой φ3 компонента. При этом второй компонент смещен с оптической оси и наклонен по часовой стрелке вокруг первой поверхности. Технический результат заключается в увеличении выходного зрачка и устранении солнечных бликов. 1 ил.
Наверх