[发明专利]具有相互遮挡和不透明度控制能力的用于光学透视头戴显示器的设备

摘要

本发明涉及具有相互遮挡和不透明度控制能力的用于光学透视头戴显示器的设备。本发明包括一种紧凑光学透视头戴显示器，其能够组合透视图像路径和虚拟图像路径，以便所述透视图像路径的不透明度可以被调制并且所述虚拟图像遮挡所述透视图像的部分，并且反之亦然。

主权项

一种紧凑光学透视头戴显示器系统，被配置为组合透视路径和虚拟视图路径，以便透视路径视图的不透明度能够被调制以遮挡所述透视路径的部分，所述系统包括：a.微显示器，用于在所述虚拟视图路径上生成要被用户观察的虚拟图像；b.空间光调制器，用于修改来自外部场景的光，以挡住所述透视路径的要被遮挡的部分；c.物镜光学部件，被配置为接收在所述透视路径上接收并折叠来自所述外部场景的所述光，并将来自所述外部场景的所述光作为中间图像聚焦到在所述物镜光学部件的背焦平面距离处的所述空间光调制器上，其中所述物镜光学部件为通过多个反射和折射表面形成的自由形状棱镜以将所述外部场景成像到所述空间光调制器中；d.组合单元，被配置为合并虚拟图像和遮挡的透视图像，在所述透视路径的那些遮挡的部分中产生来自所述微显示器的所述虚拟图像的组合的图像；e.目镜光学部件，被配置为放大所述组合的图像；f.出瞳，被配置为面对所述目镜光学部件，其中所述用户通过所述出瞳观察所述组合的图像；g.多个表面，被配置为将所述虚拟视图路径和所述透视路径折叠到所述出瞳，其中所述微显示器和所述空间光调制器为光学共轭，以便所述空间光调制器被设置为与所述组合单元相距这样的距离，该距离基本上等于所述微显示器相距所述组合单元的距离。