Световодная структура, оптическое устройство и система формирования изображений



Световодная структура, оптическое устройство и система формирования изображений
Световодная структура, оптическое устройство и система формирования изображений
Световодная структура, оптическое устройство и система формирования изображений
Световодная структура, оптическое устройство и система формирования изображений
Световодная структура, оптическое устройство и система формирования изображений
Световодная структура, оптическое устройство и система формирования изображений
Световодная структура, оптическое устройство и система формирования изображений
Световодная структура, оптическое устройство и система формирования изображений

 


Владельцы патента RU 2594370:

САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС КО., ЛТД. (KR)

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.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в целом, к формированию оптических изображений и, в частности, к световодной структуре, используемой для отображения одного или более виртуальных объектов на фоне окружающей обстановки, оптическому устройству, использующему одну или более таких световодных структур, и системе формирования изображений, оборудованной одним или более такими оптическими устройствами.

Настоящее изобретение может применяться на выставках, в музеях, театрах, на концертах, в спортивных залах, на стадионах и спортивных сооружениях, в рекламной индустрии, в машинах и системах моделирования, а также в других местах, где необходимо обеспечить пользователей виртуальными изображениями разных объектов на фоне окружающей обстановки.

Уровень техники

Традиционные оптические устройства дополненной реальности, т.е. оптические устройства для отображения комбинации виртуальных изображений и фоновых изображений, обычно выполняются в виде шлема или очков и имеют оптические системы, расположенные перед глазом или глазами пользователя. Оптические устройства дополненной реальности основаны на комбинации окуляра для увеличения изображения, сформированного компактными LCD-, LCoS-, CRT- или OLED-устройствами отображения, или других пространственных модуляторов света и блока объединения изображений, основанного, например, на светоделительном кубе или полупрозрачной пластине. Окуляр и делитель пучка часто выполняются в виде монолитной структуры. Недостатком таких устройств является их большой размер и вес.

Для устранения вышеупомянутого недостатка могут быть использованы световоды с разными встроенными структурами. Один пример представлен в документе US 8433172, раскрывающем световод, снабженный двумя гранями, секцией ввода для ввода пучка света в световод, и секцией вывода для вывода пучка света. Секция вывода содержит множество микроструктур, расположенных на поверхности одной из упомянутых двух граней световода. Микроструктуры выполнены в виде призм, имеющих рассчитанный угол, чтобы возвращать пучок света под заданным углом относительно противоположной поверхности, обеспечивая вывод пучка света из световода. Основным недостатком описанного устройства является неоднородность яркости вследствие свойств геометрической формы призмы, разделенной плоскими поверхностями.

Наиболее близким к настоящему изобретению решением, известным из уровня техники, является оптическое устройство, описанное в документе US 7457040. Фиг. 12 иллюстрирует вид сбоку световодного оптического элемента, включенного в состав этого устройства. Как показано, световодный оптический элемент содержит плоскую светопропускающую подложку 11, имеющую по меньшей мере две главные поверхности 11а, 11b и края, оптическое средство 12 для ввода света в подложку 11 за счет полного внутреннего отражения и по меньшей мере одно частично отражающее средство 13, расположенное внутри подложки 11. Первая отражающая поверхность оптического средства 12 освещается коллимированным пучком света, исходящим из источника света (не показан), расположенным позади устройства. Отражающая поверхность отражает падающий пучок света таким образом, что пучок света распространяется внутри подложки 11 за счет полного внутреннего отражения. После нескольких отражений от поверхностей 11а, 11b подложки 11 захваченный пучок света достигает селективно-отражающей поверхности средства 13, которое выводит пучок света из подложки 11 в глаз 14 наблюдателя. Основным недостатком описанного устройства является необходимость в дорогостоящих покрытиях с заданными коэффициентами отражения и пропускания, зависящими от угла падения.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в устранении вышеупомянутых недостатков, присущих решениям, известным из уровня техники.

Технический результат, достигаемый посредством использования настоящего изобретения, состоит в увеличении поля зрения и выходного зрачка системы формирования изображений за счет использования раскрытой в данном документе световодной структуры.

Согласно первому аспекту, предложена световодная структура. Световодная структура содержит первую часть, вторую часть и промежуточную часть, посредством которой первая часть и вторая часть соединены друг с другом. Первая часть выполнена с возможностью приема лучей света, испущенных внешним устройством отображения, и, вследствие полного внутреннего отражения, обеспечения распространения лучей света через промежуточную часть во вторую часть. Вторая часть выполнена в виде ступенчатой структуры, имеющей верхнюю поверхность и нижнюю поверхность. Верхняя поверхность имеет по меньшей мере два участка, наклоненные относительно нижней поверхности, и по меньшей мере один участок, расположенный между упомянутыми по меньшей мере двумя наклоненными участками и являющейся по существу параллельным нижней поверхности. Благодаря такой ступенчатой конфигурации второй части лучи света, которые отражаются от наклоненных участков верхней поверхности, выводятся наружу. Кроме того, ступенчатая структура выполнена с возможностью обеспечивать прохождение окружающего света, падающего на верхнюю поверхность, через себя в направлении наблюдателя вместе с упомянутыми выводимыми лучами света.

В одном варианте исполнения нижняя поверхность и все участки верхней поверхности ступенчатой структуры могут быть плоскими.

В другом варианте осуществления все участки верхней поверхности ступенчатой структуры могут быть изогнутыми.

В еще одном варианте осуществления нижние поверхности первой части, второй части и промежуточной части могут быть совмещены друг с другом.

В еще одном варианте осуществления места стыка разных участков верхней поверхности ступенчатой структуры могут быть скруглены.

Все участки верхней поверхности ступенчатой структуры могут иметь одинаковую длину, или некоторые или все участки верхней поверхности ступенчатой структуры могут иметь разную длину.

Кроме того, первая часть, вторая часть и промежуточная часть могут быть реализованы в виде монолитной структуры.

На каждом из участков, наклоненных относительно нижней поверхности ступенчатой структуры, может быть нанесено зеркальное покрытие. Зеркальные покрытия могут быть чувствительны к поляризации лучей света, испущенных внешним устройством отображения.

В одном варианте осуществления световодная структура может дополнительно содержать компенсирующую часть. Структура компенсирующей части должна быть идентична структуре второй части, чтобы компенсирующая часть примыкала ко второй части без какого-либо зазора между ними.

Более того, верхняя и нижняя поверхности промежуточной части могут быть наклонены относительно нижней поверхности второй части, и/или верхняя и нижняя поверхности промежуточной части могут быть изогнуты.

Предпочтительно, чтобы первая часть имела выпуклую структуру, в частности клиновидную структуру.

Согласно второму аспекту, предложено оптическое устройство. Оптическое устройство содержит: устройство отображения, выполненное с возможностью испускать лучи света; оптическое средство, выполненное с возможностью перенаправлять лучи света относительно своей оптической оси; и по меньшей мере одну световодную структуру согласно первому аспекту. Световодная структура расположена относительно оптической оси оптического средства таким образом, что лучи света от устройства отображения падают на первую часть.

В одном варианте осуществления устройство отображения может быть выполнено в виде микроустройства отображения для обеспечения лучшей компактности.

В другом варианте осуществления оптическое средство может содержать окуляр или коллиматор.

Согласно третьему аспекту, обеспечена система формирования изображений. Система содержит: по меньшей мере одно оптическое устройство согласно второму аспекту; и процессор, соединенный с оптическим устройством и выполненный с возможностью обработки изображений для их отображения пользователю через оптическое устройство.

Система может дополнительно содержать радиоинтерфейс, выполненный с возможностью приема и передачи интерактивного контента посредством радиоволн.

Система может дополнительно содержать оптический интерфейс, выполненный с возможностью захвата изображений и отправки захваченных изображений процессору. Оптический интерфейс может содержать фотокамеру, видеокамеру, проекционный объектив или любую их комбинацию.

Система может дополнительно содержать акустический интерфейс, выполненный с возможностью приема и передачи интерактивного контента посредством акустических волн. Акустический интерфейс может содержать микрофон, динамик, датчик костной проводимости или любую их комбинацию.

В некоторых вариантах осуществления система может быть выполнена в виде шлема или очков.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны после прочтения нижеследующего подробного описания и просмотра сопроводительных чертежей.

Краткое описание чертежей

Сущность настоящего изобретения поясняется сопроводительными чертежами, на которых:

Фиг. 1 показывает оптическое устройство в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 иллюстрирует принцип работы оптического устройства с Фиг. 1;

Фиг. 3-6 показывают разные варианты осуществления второй части световодной структуры;

Фиг. 7 показывает вид сбоку световодной структуры со второй частью, имеющей поляризационные покрытия;

Фиг. 8 показывает оптическое устройство, в котором все части световодной структуры совмещены друг с другом;

Фиг. 9 показывает оптическое устройство, в котором промежуточная часть световодной структуры имеет изогнутые поверхности;

Фиг. 10а представляет собой 3D-вид оптического устройства, в котором используется LCoS-микродисплей;

Фиг. 10b представляет собой 3D-вид световодной структуры, имеющей множество ступенек во второй части;

Фиг. 11а иллюстрирует систему формирования изображений, выполненную в виде очков, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 11b иллюстрирует конструкцию правой дужки очков с Фиг. 11а;

Фиг. 12 иллюстрирует поведение лучей света внутри световода, известного из уровня техники.

Осуществление изобретения

Различные варианты исполнения настоящего изобретения описаны далее более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи. Однако настоящее изобретение может быть реализовано во многих других формах и не должно пониматься как ограниченное любой конкретной структурой или функцией, представленной в нижеследующем описании. Напротив, эти варианты осуществления предоставлены для того, чтобы сделать описание настоящего изобретения подробным и полным. Исходя из настоящего описания специалисту в данной области техники будет очевидно, что объем настоящего изобретения охватывает любой вариант осуществления настоящего изобретения, который раскрыт в данном документе, вне зависимости от того, реализован ли этот вариант осуществления независимо или совместно с любым другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Например, устройство, раскрытое в данном документе, может быть реализовано на практике посредством использования любого числа вариантов осуществления, обеспеченных в данном документе. Кроме того, должно быть понятно, что любой вариант осуществления настоящего изобретения может быть реализован с использованием одного или более элементов, представленных в приложенной формуле изобретения.

Слово «примерный» используется в данном документе в значении «используемый в качестве примера или иллюстрации». Любой вариант осуществления, описанный здесь как «примерный», необязательно должен восприниматься как предпочтительный или имеющий преимущество над другими вариантами осуществления.

Фиг. 1 иллюстрирует оптическое устройство 100 в соответствии с одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 1, устройство 100 содержит устройство 101 отображения (схематически показанное как прямая линия), оптическое средство 102 и световодную структуру. Световодная структура состоит из первой части 103, второй части 104 и промежуточной части 105, посредством которой первая и вторая части 103, 104 соединены друг с другом. Каждая из частей световодной структуры может быть выполнена из любых известных материалов, подходящих для распространения света, таких как стекло, полимерные материалы и т.д. Кроме того, все части световодной структуры могут быть выполнены в виде монолитной структуры.

Устройство 101 отображения выполнено с возможностью испускать лучи света в направлении оптического средства 102. Устройство 101 отображения может быть любого типа, известного в уровне техники, например, LCD-, LCoS-, CRT-, LED- или OLED-устройством отображения. Кроме того, устройство 101 отображения может быть выполнено, если необходимо, в виде микроустройства отображения для обеспечения его компактности.

Оптическое средство 102 может иметь любую подходящую конфигурацию. Например, на Фиг. 1 показано оптическое средство 102, состоящее из одной линзы. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено такой конфигурацией оптического средства и, если необходимо, может включать в себя множество разных линз или других оптических элементов. Выбор типа и числа линз и/или других оптических элементов зависит от конкретного применения, как должно быть очевидно специалистам в данной области техники. В частности, оптическое средство 102 может содержать окуляр, коллиматор и т.д. Оптическое средство направляет лучи света, испущенные устройством 101 отображения, вдоль своей оптической оси, тем самым формируя выходной зрачок 106.

Лучи света, проходящие через оптическое средство 102, падают на первую часть 103, соединенную с одним краем промежуточной части 105. Предпочтительно, если первая часть 103 световода выполнена в виде клиновидной структуры, чтобы лучи света, введенные в первую часть 103, распространялись внутри нее и направлялись к промежуточной части 105 посредством полного внутреннего отражения. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено клиновидной структурой первой части 103, и могут использоваться любые другие подходящие структуры, как должно быть очевидно специалистам в данной области техники.

Как следует из Фиг. 1, лучи света впоследствии вводятся в промежуточную часть 105 и распространяются внутри нее посредством полного внутреннего отражения от поверхностей 107 и 108. Далее лучи света вводятся во вторую часть 104, соединенную с другим краем промежуточной части 105. Как показано, вторая часть 104 выполнена в виде ступенчатой структуры, имеющей верхнюю и нижнюю поверхности. Верхняя поверхность имеет два участка 109 и 110, наклоненные относительно нижней поверхности 111, и участок 112, расположенный между участками 109 и 110 параллельно нижней поверхности 111. Лучи света, попадающие на участки 109 и 110, отражаются от них и затем выводятся из второй части 104 через нижнюю поверхность 111. В качестве примера, Фиг. 1 показывает два краевых луча 113 и 114 из лучей света, испущенных из устройства 101 отображения, которые входят во вторую часть 104. В частности, краевой луч 113 непосредственно падает на участок 110, в то время как краевой луч 114 падает на участок 109 через два отражения от участка 112 и нижней поверхности 111. Таким образом, участок 112 и нижняя поверхность 111 используются для обеспечения распространения луча 114 света далее во вторую часть 104. Здесь необходимо также отметить, что в этом примере нижняя поверхность 111 выполнена с возможностью выводить только те лучи света, которые падают на нее под углом, меньшим, чем угол полного внутреннего отражения. Таким способом можно увеличить выходной зрачок 106 оптического средства 102, как показано в положении 115.

Фиг. 2 иллюстрирует принцип работы оптического устройства 100. Сначала устройство отображения испускает лучи света, формируя изображение 201. Изображение 201 может включать в себя любой один или более объектов, таких как графический объект, текст или их комбинацию. В настоящем варианте осуществления изображение 201 включает в себя графический объект, такой как машина. Затем лучи света, коллимированные оптическим средством 102, проходят через первую часть 103, промежуточную часть 105 и вторую часть 104 световодной структуры, и выводятся из световодной структуры в направлении глаза 202 наблюдателя. В то же время, вторая часть 104 световодной структуры дополнительно выполнена с возможностью пропускать через себя окружающий свет от объектов реального мира. Окружающий свет затем выводится в направлении глаза 202 наблюдателя вместе с лучами света от устройства 101 отображения. Таким образом, комбинация виртуального изображения 201 и фонового изображения 203 формируется на сетчатке глаза 202 наблюдателя. Другими словами, наблюдатель может видеть объединенное изображение 204, состоящее из виртуального изображения 201 и фонового изображения 203.

Кроме того, компенсирующая часть 205 может использоваться для наблюдения фонового изображения 203. Структура компенсирующей части 205 идентична структуре второй части 104, так что компенсирующая часть 205 примыкает ко второй части 104 световодной структуры без какого-либо зазора между ними. Окружающий свет 206, исходящий от объектов реального мира, проходит через поверхность 207 наверху компенсирующей части 205 и далее через участки 109, 110, 112 и поверхность 111 к глазу 202 наблюдателя. Таким образом, наблюдатель может просматривать объединенное изображение 204.

Вышеописанная световодная структура может использоваться без компенсирующей части 205. Фиг. 3 показывает вид сбоку второй части 104, где на участки 109 и 110 нанесено зеркальное покрытие. Краевые лучи 113, 114, которые попадают на участки 109, 110, 112, отражаются в направлении глаза наблюдателя, тем самым обеспечивая виртуальное изображение 201. Окружающий свет 206, проходящий через участок 112, обеспечивает фоновое изображение 203.

Также следует отметить, что вторая часть 104 световодной структуры показана на Фиг. 3 как имеющая верхнюю поверхность с тремя одинаковыми участками, наклоненными относительно нижней поверхности 111, и двумя одинаковыми участками, параллельными нижней поверхности 111. Однако настоящее изобретение не ограничено этой или ранее описанной (Фиг. 1-2) конфигурацией световодной структуры. Например, верхняя поверхность второй части 104 световодной структуры может включать в себя множество участков, наклоненных относительно нижней поверхности 111, и множество участков, параллельных нижней поверхности 111, в зависимости от конкретного применения. Кроме того, эти два типа участков верхней поверхности второй части 104 могут иметь разные длины, тем самым формируя разные ступеньки, как иллюстративно показано на Фиг. 4. Вдобавок, каждый из участков 109, 110, 112 может быть изогнут произвольным образом (см. Фиг. 5) для улучшения качества изображения или однородности яркости, и/или может также быть покрыт частично прозрачным покрытием для улучшения однородности. Если потребуется, места 601 соединения участков 109, 110, 112 могут также быть сглажены или закруглены (см. Фиг. 6).

В другом варианте исполнения оптические покрытия могут использоваться для обеспечения определенных коэффициентов отражения и пропускания поверхностей второй части 104 для одновременного просмотра окружающей обстановки виртуального изображения от устройства 101 отображения. В этом случае, оптическое покрытие может быть поляризационным покрытием. Пример такого поляризационного покрытия схематически показан на Фиг. 7. Лучи света с S-поляризацией, исходящие от устройства 101 отображения и распространяющиеся через промежуточную часть 105 световодной структуры, вводятся во вторую часть 104. Участки 109 и 110 второй части 104 покрыты поляризационным покрытием, которое способно отражать свет с S-поляризацией и пропускать свет с p-поляризацией. Таким образом, захваченные лучи 701 отражаются от участков 109, 110 благодаря покрытию и от поверхности 111 за счет полного внутреннего отражения. Лучи света 206, исходящие от объектов реального мира, являются неполяризованными. Лучи света 206 от объектов окружающей обстановки, которые проходят через участок 112, остаются неполяризованными. Однако лучи света 206, которые проходят через участки 109, 110, будут иметь p-поляризацию (702). Дешевизна покрытий является преимуществом предложенного устройства над другими конструкциями на основе полупрозрачных зеркал, в которых коэффициенты отражения и пропускания покрытий зависят от угла падения. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение не ограничено этими поляризационными покрытиями и может включать в себя другие типы поляризационных покрытий в зависимости от применения. Например, поляризационные покрытия могут быть выполнены с возможностью отражения света c p-поляризацией и пропускания света с s-поляризацией, в отличие от случая, показанного на Фиг. 7.

В некоторых вариантах исполнения поверхности 107 и 108 промежуточной части 105 могут быть наклонены относительно нижней поверхности 111 второй части 104, как показано на Фиг. 1-2. В других вариантах исполнения, по меньшей мере, нижние поверхности второй части 104 и промежуточной части 105 могут быть совмещены друг с другом, как показано на Фиг. 3-7. Фиг. 8 иллюстрирует весь вид сбоку световодной структуры, в которой первая часть 103, вторая часть 104 и промежуточная часть 105 полностью совмещены друг с другом.

В еще одном варианте исполнения поверхности 107 и 108 промежуточной части 105 могут быть изогнуты произвольным образом, как проиллюстрировано на Фиг. 9.

Фиг. 10а иллюстрирует трехмерный вид устройства 100, в котором используется LCoS-дисплей. Как показано, устройство 100 также включает в себя систему 901 освещения и светоделительный куб 902. Кроме того, к первой части 103 также присоединена призма 903 для обеспечения распространения лучей света через световодную структуру за счет полного внутреннего отражения. Общие размеры световодной структуры с такой конфигурацией - 53×15,4×3,5 мм (см. Фиг. 10b, на которой все размеры даны в мм). В частности, вторая часть 104 имеет 10 наклонных участков. Высота наклонных участков 109, 110 равна 0,35 мм, а их длина составляет 0,75 мм. Поверхность 111 и участок 112 параллельны друг другу. Длина участка 112 равна 0,5 мм. Оптическое средство для варианта исполнения, показанного на Фиг. 10b, имеет следующие параметры: поле обзора - 26°, выходной зрачок - 13 мм, длина вдоль оптической оси - 35 мм, диафрагменное число - 1,5.

Фиг. 11а показывает примерную систему 300 формирования изображений. Как показано на Фиг. 11а, система 300 выполнена в виде очков с дужками 301. Однако настоящее изобретение не ограничено такой конфигурацией системы 300. Например, система 300 может быть также выполнена в виде шлема. Конструкция правой дужки 301 показана на Фиг. 11b. Левая дужка 301 имеет такую же конструкцию. В целом, система 300 содержит два оптических устройства 100, каждое из которых реализовано в соответствующей одной из душек 301. Микроустройство 101 отображения и оптическое средство 102 объединены в оптическом модуле 302. В этом случае, предпочтительно реализовать устройство 101 отображения в виде микродисплея для обеспечения лучшей компактности. Световодная структура устройства 100 расположена таким образом, что первая часть 103 обращена к оптическому модулю 302, а вторая часть 104 обращена к глазу пользователя (не показан). Правая дужка 301 также содержит следующие конструктивные элементы: интегрированный процессор 303, радиоинтерфейс 304, оптический интерфейс 305 и акустический интерфейс 306. Интегрированный процессор 303 обрабатывает изображения для последующего отображения их пользователю. Радиоинтерфейс 304 принимает и/или передает интерактивный контент посредством радиоволн. Оптический интерфейс 305 захватывает изображения и отправляет их процессору 303. Например, оптический интерфейс 305 может быть выполнен в виде фотокамеры, видеокамеры или проекционного объектива. Акустический интерфейс 306 принимает и/или передает интерактивный контент посредством акустических волн. Например, акустический интерфейс 306 может быть реализован в виде микрофона, динамика или датчика костной проводимости.

Хотя в данном документе были раскрыты примерные варианты осуществления настоящего изобретения, следует отметить, что в этих вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть выполнены любые изменения и модификации без отступления от объема правовой охраны, который определяется приложенной формулой изобретения. В приложенной формуле изобретения упоминание элементов в единственном числе не исключает наличие множества таких элементов, если в явном виде не указано иное.

1. Световодная структура, содержащая:
первую часть;
вторую часть;
промежуточную часть, посредством которой первая часть и вторая часть соединены друг с другом; и
компенсирующую часть, при этом структура компенсирующей части идентична структуре второй части, так что компенсирующая часть примыкает ко второй части без какого-либо зазора между ними,
при этом
первая часть выполнена с возможностью приема лучей света, исходящих от внешнего устройства отображения, и, посредством полного внутреннего отражения, обеспечения распространения лучей света через промежуточную часть во вторую часть;
вторая часть выполнена в виде ступенчатой структуры, имеющей верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, причем верхняя поверхность имеет по меньшей мере два участка, наклоненных относительно нижней поверхности, и по меньшей мере один участок, расположенный между упомянутыми по меньшей мере двумя наклоненными участками и соединяющий их между собой;
ступенчатая структура выполнена с возможностью вывода наружу лучей света, которые отражаются от наклоненных участков верхней поверхности, и нижняя поверхность выполнена с возможностью выводить только те лучи света, которые падают на нее под углом, меньшим чем угол полного внутреннего отражения; и
компенсирующая часть и вторая часть выполнены с возможностью обеспечения прохождения света от объектов окружающей обстановки сквозь себя в направлении наблюдателя вместе с выводимыми лучами света.

2. Световодная структура по п. 1, в которой нижняя поверхность и все участки верхней поверхности второй части являются плоскими, при этом упомянутый по меньшей мере один участок, соединяющий упомянутые по меньшей мере два наклоненных участка, является параллельным нижней поверхности.

3. Световодная структура по п. 1, в которой все участки верхней поверхности второй части изогнуты.

4. Световодная структура по п. 1, в которой нижние поверхности первой части, второй части и промежуточной части совмещены друг с другом.

5. Световодная структура по п. 1, в которой места стыков разных участков верхней поверхности второй части скруглены.

6. Световодная структура по п. 1, в которой все участки верхней поверхности второй части имеют одинаковую длину.

7. Световодная структура по п. 1, в которой некоторые или все участки верхней поверхности второй части имеют разную длину.

8. Световодная структура по п. 1, в которой первая часть, вторая часть и промежуточная часть реализованы в виде монолитной структуры.

9. Световодная структура по п. 1, в которой каждый из участков, наклоненных относительно нижней поверхности второй части, покрыт зеркальным покрытием.

10. Световодная структура по п. 9, в которой зеркальные покрытия чувствительны к поляризации лучей света, испущенных внешним устройством отображения.

11. Световодная структура по п. 1, в которой верхняя и нижняя поверхности промежуточной части наклонены относительно нижней поверхности второй части.

12. Световодная структура по п. 11, в которой верхняя и нижняя поверхности промежуточной части изогнуты.

13. Световодная структура по п. 1, в которой первая часть имеет выпуклую структуру.

14. Световодная структура по п. 13, в которой выпуклая структура является клиновидной структурой.

15. Оптическое устройство, содержащее:
устройство отображения, выполненное с возможностью испускать лучи света;
оптическое средство, выполненное с возможностью перенаправления лучей света относительно своей оптической оси; и
по меньшей мере одну световодную структуру по любому одному из пп. 1-14;
при этом по меньшей мере одна световодная структура расположена относительно оптической оси оптического средства таким образом, что лучи света от устройства отображения падают на первую часть.

16. Устройство по п. 15, в котором устройство отображения выполнено в виде микроустройства отображения.

17. Устройство по п. 15, в котором оптическое средство содержит окуляр или коллиматор.

18. Система формирования изображений, содержащая:
по меньшей мере одно оптическое устройство по любому одному из пп. 15-17; и
процессор, соединенный с оптическим устройством и выполненный с возможностью обработки изображений для отображения их пользователю посредством оптического устройства.

19. Система по п. 18, дополнительно содержащая радиоинтерфейс, выполненный с возможностью приема и передачи интерактивного контента посредством радиоволн.

20. Система по п. 18, дополнительно содержащая оптический интерфейс, выполненный с возможностью захвата изображений и отправки захваченных изображений процессору.

21. Система по п. 20, в которой оптический интерфейс содержит фотокамеру, видеокамеру, проекционный объектив или любую их комбинацию.

22. Система по п. 18, дополнительно содержащая акустический интерфейс, выполненный с возможностью приема и передачи интерактивного контента посредством акустических волн.

23. Система по п. 22, в которой акустический интерфейс содержит микрофон, динамик, датчик костной проводимости или любую их комбинацию.

24. Система по любому одному из пп. 18-23, выполненная в виде шлема или очков.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к системе и способу лазерной спекл-интерферометрии для мобильных устройств. Система содержит блок ввода данных, который включает в себя источник лазерного излучения и детектор для регистрации спекловых картин, формирующихся при рассеянии лазерного излучения от исследуемого объекта, блок памяти для хранения результатов измерения, параметров калибровки, а также одной или более заданных моделей, связывающих результаты обработки спекловых картин с параметрами исследуемого объекта, блок обработки, выполненный с возможностью стабилизации регистрируемых спекловых картин посредством контроля в режиме реального времени, обработки спекловой картины и определения временной функции и формирования массива данных, описывающих один или более исследуемых параметров.

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам захвата изображений, имеющих функцию отслеживания объекта и функцию непрерывной съемки. Техническим результатом является повышение точности функции отслеживания объекта устройства регистрации изображения в ходе непрерывной съемки, за счет устранения задержки по времени между обнаружением объекта и получением информации фокуса в позиции объекта.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптическим скамьям и голографическим столам. Техническим результатом изобретения является возможность поперечных перемещений и юстировочных движений в виде поворотов вокруг вертикальной оси.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для получения изображений земной поверхности через турбулентную атмосферу.

Изобретение относится к светодиодному источнику света, выполненному с возможностью переоснащения светильника, в котором используется источник света с нитью накаливания.

Изобретение относится к военной и специальной технике, в частности к приспособлениям для крепления и установки оптического оборудования, и может быть использовано в комплексах вооружений различного назначения, оснащенных оптическими приборами.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в сканирующих системах для передачи информации между первичным преобразователем и электронным блоком различных систем.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной и испытательной техники и направлено на обеспечение возможности контроля фаз газораспределения двигателей внутреннего сгорания, а также для измерения свободного хода рулевого колеса, что обеспечивается за счет того, что прибор включает кронштейн с нажимным винтом и угломер, в состав которого входит основание со встроенными магнитами и корпус с проградуированной ампулой и выполненной из стекла в виде тора, полость которой заполнена жидкостью с оставленным в ней пузырьком воздуха, а также со шкалой угломера с началом отсчета слева направо, причем корпус с ампулой шарнирно соединен с основанием угломера, отличающийся тем, что угломер скомпонован с кронштейном таким образом, что кронштейн размещен вертикально винтом вниз, основание угломера посредством магнитов в нем соединено с кронштейном вертикально и шарниром вниз, а также с образованием возможности размещения корпуса с ампулой справа от шарнира, при этом на передней поверхности корпуса, с противоположной стороны шкалы с началом отсчета слева направо, нанесена шкала с началом отсчета справа налево.

Изобретение относится к оптическим средствам для наблюдения за подводным пространством и обнаружения объектов в нем. .
Наверх