光学装置的制作方法

文档序号:22309503发布日期:2020-09-23 01:31阅读:194来源:国知局
光学装置的制作方法

本发明的示例性实施方式总体上涉及光学装置和用于驱动光学装置的方法。



背景技术:

增强现实是通过将虚拟图像的层添加到真实世界图像上来向用户提供真实世界图像的一种新兴技术。虚拟图像可为文本或图形的形式,而真实世界图像可为由装置捕获的真实物体的信息。

光学装置可包括用于显示虚拟图像的显示装置,以及用于向用户的眼睛提供虚拟图像的光学构件。光学装置可以一副眼镜的形式实现,以使得用户能够容易地携带它并且能够容易地戴上或脱下该装置。

为了提供更现实的增强现实,期望的是用户观察到的虚拟图像的尺寸或数量的增加。为了增加虚拟图像的尺寸或数量,需要扩大由用户的眼睛观察到的显示装置的面积,即,用户的视野(fov)。

在背景技术部分中公开的上述信息仅用于理解本发明概念的背景,并因此,其可能包含不构成现有技术的信息。



技术实现要素:

本发明的示例性实施方式提供了一种可扩展显示装置的由用户的眼睛观察到的部分(即,用户的视野(fov))的光学装置。

本发明的示例性实施方式还提供了一种对可扩展显示装置的由用户的眼睛观察到的部分(即,用户的视野(fov))的光学装置进行驱动的方法。

本发明概念的额外的特征将在下面的描述中阐述,并且部分地将通过该描述而显而易见,或者可通过实践本发明概念而习得。

本发明的示例性实施方式提供了一种光学装置,该光学装置包括第一透镜、第一显示装置和第一有源镜,其中,第一透镜具有第一表面和多个侧表面,第一显示装置布置在第一透镜的侧表面中的第一侧表面上,并且第一有源镜布置在第一透镜中。第一有源镜在第一周期期间以第一角度倾斜并且在第二周期期间以第二角度倾斜。

第一角度和第二角度中的每个可从第一透镜的厚度方向朝向第一透镜的高度方向测量。

第一透镜可包括第一透镜部和第二透镜部,其中,第二透镜部具有形成在其与第一透镜部的侧表面面对的侧表面中的凹槽,其中,第一有源镜可容纳在凹槽中。

凹槽可填充有流体。

光学装置还可包括第一电极、第二电极和镜支承件,其中,第一电极和第二电极布置在凹槽的底部上,并且镜支承件布置在凹槽的底部上以支承第一有源镜。

凹槽的底部了以第三角度倾斜,其中,第三角度可从第一透镜的厚度方向朝向第一透镜的高度方向测量。

第一电极、第二电极和镜支承件可由透明导电材料制成。

在第一周期期间,第一驱动电压可施加到第一电极并且第二驱动电压可施加到第二电极和第一有源镜,以使得第一有源镜朝向第一电极倾斜。

在第二周期期间,第一驱动电压可施加到第二电极并且第二驱动电压可施加到第一电极和第一有源镜,以使得第一有源镜朝向第二电极倾斜。

第一显示装置可在第一周期期间显示第一图像,并且在第二周期期间显示第二图像。

第一有源镜可在第一周期期间将显示在第一显示装置的第一区域上的图像朝向第一表面反射,并且可在第二周期期间将显示在第一显示装置的第二区域上的图像朝向第一表面反射。

第一有源镜可在第三周期期间将显示在第一显示装置的第三区域上的图像朝向第一表面反射,并且可在第四周期期间将显示在第一显示装置的第四区域上的图像朝向第一表面反射。

第一透镜可包括第一透镜部和第二透镜部,其中,第二透镜部具有形成在其与第一透镜部的侧表面面对的侧表面中的凹槽,其中,第一有源镜可容纳在凹槽中。

光学装置还可包括第一电极、第二电极、第三电极、第四电极和镜支承件,其中,第一电极、第二电极、第三电极和第四电极布置在凹槽的底部上,并且镜支承件布置在凹槽的底部上以支承第一有源镜。

在第一周期期间,第一驱动电压可施加到第一电极并且第二驱动电压可施加到第二电极、第三电极、第四电极和第一有源镜,以使得第一有源镜朝向第一电极倾斜。

在第二周期期间,第一驱动电压可施加到第二电极并且第二驱动电压可施加到第一电极、第三电极、第四电极和第一有源镜,以使得第一有源镜朝向第二电极倾斜。

在第三周期期间,第一驱动电压可施加到第三电极并且第二驱动电压可施加到第一电极、第二电极、第四电极和第一有源镜,以使得第一有源镜朝向第三电极倾斜。

在第四周期期间,第一驱动电压可施加到第四电极并且第二驱动电压可施加到第一电极、第二电极、第三电极和第一有源镜,以使得第一有源镜朝向第四电极倾斜。

本发明的另一示例性实施方式提供光学装置,该光学装置包括第一透镜、第一显示装置、第二显示装置和第一有源镜,其中,第一透镜具有第一表面和多个侧表面,第一显示装置布置在第一透镜的侧表面中的第一侧表面上,第二显示装置布置在第一透镜的侧表面中的第二侧表面上,并且第一有源镜布置在第一透镜中。第一有源镜配置成在第一周期期间朝向第一表面反射由第一显示装置显示的第一图像,并且在第二周期期间朝向第一表面反射由第二显示装置显示的第二图像。

第一透镜的第一侧表面和第二侧表面可彼此面对。

第一有源镜可在第一周期期间以第一角度倾斜并且在第二周期期间以第二角度倾斜,并且第一角度和第二角度中的每个可从第一透镜的高度方向朝向第一透镜的厚度方向测量。

第一有源镜可在第一周期期间以第一角度倾斜并且可在第二周期期间以第二角度倾斜,并且第一角度和第二角度中的每个可从第一透镜的宽度方向朝向第一透镜的高度方向测量。

光学装置还可包括第三显示装置和第四显示装置,其中,第三显示装置布置在第一透镜的多个侧表面中的第三侧表面上,并且第四显示装置布置在第一透镜的多个侧表面中的第四侧表面上。

第一有源镜可在第三周期期间将由第三显示装置显示的第三图像朝向第一表面反射,并且可在第四周期期间将由第四显示装置显示的第四图像朝向第一表面反射。

第一透镜的第三侧表面和第四侧表面可彼此面对。

本发明的另一示例性实施方式提供光学装置的驱动方法,该方法包括以下步骤:在第一周期期间在第一显示装置上显示第一图像;在第一周期期间将第一驱动电压施加到第一电极并且将第二驱动电压施加到第二电极和第一有源镜,以使得第一有源镜以第一角度倾斜;在第二周期期间在第一显示装置上显示第二图像;以及在第二周期期间将第一驱动电压施加到第二电极并且将第二驱动电压施加到第一电极和第一有源镜,以使得第一有源镜以第二角度倾斜。

本发明的另一示例性实施方式提供光学装置的驱动方法,该方法包括以下步骤:在第一周期期间在布置在第一透镜的第一侧表面上的第一显示装置上显示第一图像;在第一周期期间由第一有源镜对第一显示装置上的第一图像进行反射以使得第一图像通过第一表面出射;在第二周期期间在布置在第一透镜的第二侧表面上的第二显示装置上显示第二图像;以及在第二周期期间由第一有源镜对第二显示装置的第二图像进行反射以使得第二图像通过第一透镜的第一表面出射。

本发明的另一示例性实施方式提供光学装置的驱动方法,该方法包括以下步骤:在第三周期期间在布置在第一透镜的第三侧表面上的第三显示装置上显示第三图像;在第三周期期间由第一有源镜对第三显示装置上的第三图像进行反射以使得第三图像通过第一表面出射;在第四周期期间在布置在第一透镜的第四侧表面上的第四显示装置上显示第四图像;以及在第四周期期间由第一有源镜对第四显示装置上的第四图像进行反射以使得第四图像通过第一透镜的第一表面出射。

本发明的另一示例性实施方式提供光学装置的驱动方法,该方法包括以下步骤:在第一周期期间由第一有源镜对显示在布置在第一透镜的第一侧表面上的第一显示装置的第一区域中的第一图像进行反射以使得第一图像通过第一表面出射;在第二周期期间由第一有源镜对显示在第一显示装置的第二区域中的第二图像进行反射以使得第二图像通过第一透镜的第一表面出射;在第三周期期间由第一有源镜对显示在第一显示装置的第三区域中的第三图像进行反射以使得第三图像通过第一透镜的第一表面出射;以及在第四周期期间由第一有源镜对显示在第一显示装置的第四区域中的第四图像进行反射以使得第四图像通过第一透镜的第一表面出射。

根据本发明的前述和其它示例性实施方式,显示装置布置在透镜的侧表面中的一个上,并且有源镜在第一周期期间以第一角度倾斜以使得显示装置上的图像能够提供给用户的眼睛,而有源镜在第二周期期间以第二角度倾斜以使得显示装置上的图像能够提供给用户的眼睛。由此,用户可在第一周期期间将显示在显示装置上的第一图像观察作为虚拟图像,并且在第二周期期间将显示在显示装置上的第二图像观察作为虚拟图像。因此,可在不增加镜的数量或者甚至不增加显示装置的面积的情况下扩展显示装置的由用户观察到的部分(即,用户的视野(fov))。

根据本发明的前述和其它示例性实施方式,有源镜在第一周期期间以第一角度倾斜以使得布置在透镜的一个侧表面上的显示装置上的图像能够提供给用户的眼睛,并且有源镜在第二周期期间以第二角度倾斜以使得来自布置在透镜的另一个侧表面上的显示装置的图像能够提供给用户的眼睛。也就是说,用户可在第一周期期间将显示在布置在透镜的一个侧表面上的显示装置上的第一图像观察作为虚拟图像,并且在第二周期期间将显示在布置在透镜的另一个侧表面上的显示装置上的第二图像观察作为虚拟图像。因此,可在不增加镜的数量的情况下扩展显示装置的由用户观察到的部分(即,用户的视野(fov))。

应理解,前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的,并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解,并且被并入并构成本说明书的一部分,附图示出了本发明的示例性实施方式并且与说明书一同用于解释本发明概念。

图1是示出根据本发明的示例性实施方式的光学装置的透视图。

图2是示出根据本发明的示例性实施方式的光学装置的分解透视图。

图3是示出图2的第一透镜和第一显示装置的实例的透视图。

图4是详细示出图3的第一显示装置的剖面图。

图5a、图5b、图5c和图5d是示出图3的第一透镜的实例的分解透视图。

图6是详细示出布置在图5a的凹槽中的第一电极、第二电极、镜支承件和第一有源镜的实例的剖面图。

图7a和图7b是示出第一有源镜的倾斜角如何根据施加到第一电极、第二电极和第一有源镜的驱动电压而改变的视图。

图8是示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的流程图。

图9a和图9b是示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的实例的视图。

图10是示出根据本发明的示例性实施方式的光学装置的分解透视图。

图11是示出图10的第一透镜、第一显示装置和第三显示装置的实例的透视图。

图12是示出图11的第一透镜的实例的分解透视图。

图13是示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的流程图。

图14a和图14b是示出用于示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的实例的视图。

图15是示出根据本发明的示例性实施方式的光学装置的分解透视图。

图16是示出图15的第一透镜、第一显示装置和第三显示装置的实例的透视图。

图17是示出图16的第一透镜的实例的分解透视图。

图18a和图18b是示出用于示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的实例的视图。

图19是示出图2的第一透镜和第一显示装置的实例的透视图。

图20是示出图19的第一透镜的实例的分解透视图。

图21是示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的流程图。

图22a、图22b、图22c和图22d是示出用于示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的实例的视图。

图23是示出根据本发明的示例性实施方式的光学装置的分解透视图。

图24是示出图23的第一透镜、第一显示装置、第三显示装置、第五显示装置和第七显示装置的实例的透视图。

图25是示出图23的第一透镜的实例的分解透视图。

图26是示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的流程图。

图27a、图27b、图27c和图27d是示出用于示出根据本公开的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的实例的视图。

具体实施方式

在下面的描述中,为了解释的目的,阐述了许多具体细节以提供对本发明的各种示例性实施方式的透彻理解。如本文中所使用的,“实施方式”是采用本文中所公开的本发明概念中的一种或多种的装置或方法的非限制性实例。然而,显而易见的是,各种示例性实施方式可在没有具体细节的情况下或者用一个或多个等同布置的情况下实践。在其它实例中,公知的结构和装置以框图形式示出以避免不必要地混淆各种示例性实施方式。另外,各种示例性实施方式可为不同的,但不必是排他的。例如,在不背离本发明概念的情况下,示例性实施方式的特定形状、配置和特性可使用或实现在另一示例性实施方式中。

除非另有说明,否则所示的示例性实施方式应被理解为提供能够在实践中实现本发明概念的一些方式的不同细节的示例性特征。因此,除非另有说明,否则各种实施方式的特征、部件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中单独称为或统称为“元件”)可在不背离本发明概念的情况下以其它方式组合、分离、互换和/或重新布置。

交叉影线和/或阴影在附图中的使用通常被提供以阐明相邻元件之间的边界。由此,除非另有说明,否则无论交叉影线或阴影的存在与否都不会传达或表明对特定材料、材料特性、尺寸、比例、所示元件之间的共性和/或元件的任何其它特性、属性、性能等的任何偏好或要求。另外,在附图中,出于清楚和/或描述的目的,元件的尺寸和相对尺寸可被夸大。当示例性实施方式可不同方式实现时,具体工艺顺序可与所描述的顺序不同地执行。例如,两个连续描述的工艺可基本上同时进行或者以与描述的顺序相反的顺序进行。此外,相似的附图标记表示相似的元件。

当元件(例如,层)被称为在另一元件或层“上”,“连接到”或“联接到”另一元件或层时,该元件(例如,层)可直接在另一元件或层上,连接到或联接到另一元件或层,或者可存在有中间元件或层。然而,当元件或层被称为“直接”在另一元件或层“上”,“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时,则不存在中间元件或层。为此,措辞“连接”可指示在具有或不具有中间元件的情况下的物理、电气和/或流体连接。另外,d1-轴、d2-轴和d3-轴不限于直角坐标系的三个轴(诸如x-轴、y-轴和z-轴),并且可被解释为更广泛的含义。例如,d1-轴、d2-轴和d3-轴可彼此垂直,或者可表示彼此不垂直的不同方向。为了这种公开的目的,“x、y和z中的至少一个”和“选自由x、y和z构成的集群中的至少一个”可被解释为仅x、仅y、仅z或x、y和z中的两个或更多个的任何组合,例如xyz、xyy、yz和zz。如本文中所使用的,措辞“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

虽然措辞“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种类型的元件,但是这些部件不应受这些措辞的限制。这些措辞用于将一个元件与另一个元件区分开。因此,在不背离本公开的教导的情况下,下面讨论的第一元件可被称为第二元件。

空间相对措辞诸如“下面(beneath)”、“下方(below)”、“下(lower)”、“上方(above)”、“上(upper)”、“越过(over)”、“更高(higher)”、“侧(side)”(例如,如在“侧壁(sidewall)中”)等可在本文中出于描述性目的使用,并因此,用以描述如图中所示的一个元件与另一个元件的关系。除了图中描绘的取向以外,空间相对措辞还旨在涵盖装置在使用、操作和/或制造中的不同取向。例如,如果图中的装置被翻转,则被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件将随后被取向为在其它元件或特征“上方”。因此,示例性措辞“下方”可包含上方和下方的取向这两者。此外,装置可其它方式取向(例如,旋转90度或在其它取向),并由此,本文中使用的空间相对描述词被相应地解释。

本文中所使用的术语是出于描述特定实施方式的目的,而不旨在限制。除非上下文另有明确说明,否则如本文所使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式。此外,当措辞“包括(comprise)”、“包括有(comprising)”、“包含(include)”和/或“包含有(including)”在本说明书中使用时指示所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其集群的存在,但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其集群的存在或添加。还注意,如本文所使用的,措辞“基本上(substantially)”、“约(about)”以及相似措辞用作近似的措辞而不是程度的措辞,并且由此,利用于考虑本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供值的固有偏差。

本文中参照作为理想化的示例性实施方式和/或中间结构的示意性图示的剖面图和/或分解图对各种示例性实施方式进行描述。由此,由例如制造技术和/或公差的结果所导致的图示的形状的变化是可预期的。因此,本文中所公开的示例性实施方式不应必须被解释为受限于特定所示的区域形状,而是包括由例如制造导致的形状上的偏差。通过这种方式,图中所示的区域本质上可为示意性的,并且这些区域的形状可不反映器件的区域的实际形状,并由此并不必须旨在限制。

除非另有限定,否则本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非在本文中明确地这样限定,否则术语诸如常用词典中限定的那些术语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义,并且不应以理想化或过于正式的含义来解释。

图1是示出根据本发明的示例性实施方式的光学装置的透视图。图2是示出根据本发明的示例性实施方式的光学装置的分解透视图。图3是示出图2的第一透镜和第一显示装置的实例的透视图。图4是详细示出图3的第一显示装置的剖面图。

参照图1至图4,根据本发明的示例性实施方式的光学装置1包括顶杆20、第一透镜框架21、第二透镜框架22、第一镜腿31、第二镜腿32、第一透镜110、第二透镜120、第一显示装置210、第二显示装置220、第一有源镜410和第二有源镜420。光学装置1可为用于实现增强现实或显示虚拟图像的装置。

如本文中所使用的,措辞“上方”、“顶部”和“上表面”是指在z轴方向上由箭头指示的一侧,而措辞“下方”、“底部”和“下表面”是指在z轴方向上的相反侧。另外,“左侧”是指由x轴的箭头指示的相反方向,“右侧”是指由x轴的箭头指示的方向,“上侧”是指由y轴的箭头指示的方向,并且“下侧”是指由y轴的箭头指示的相反方向。

顶杆20用于与第一透镜框架21和第二透镜框架22一起支承第一透镜110和第二透镜120。第一透镜110可被顶杆20和第一透镜框架21围绕。第二透镜120可被顶杆20和第二透镜框架22围绕。

顶杆20可布置在第一透镜110的上侧上以及第二透镜120的上侧上。顶杆20可在第一方向(x轴方向)上伸长。

第一透镜框架21可布置在第一透镜110的左侧、下侧和右侧上。第一透镜框架21可联接到顶杆20。第二透镜框架22可布置在第二透镜120的左侧、下侧和右侧上。第二透镜框架22可联接到顶杆20。第一透镜框架21和第二透镜框架22中的每个可包括鼻托。

尽管在图2中所示的实例中,顶杆20、第一透镜框架21和第二透镜框架22分别形成并且彼此联接,但是这仅是示例性的。顶杆20、第一透镜框架21和第二透镜框架22可形成为单件。

第一镜腿31可固定到顶杆20的下侧的左端。第二镜腿32可固定到顶杆20的下侧的右端。第一镜腿31和第二镜腿32中的每个可通过如螺钉的固定构件固定到顶杆20。

顶杆20、第一透镜框架21、第二透镜框架22、第一镜腿31和第二镜腿32中的每个可由塑料、金属或塑料和金属的组合物制成。第一透镜框架21和第二透镜框架22可被省略。

第一透镜110和第二透镜120中的每个可由玻璃或塑料形成为透明或半透明的。相应地,用户可通过第一透镜110和第二透镜120观察到真实世界图像。考虑到用户的视力,第一透镜110和第二透镜120可具有屈光力。

第一透镜110和第二透镜120中的每个可具有包含四边形的上面、四边形的下面和四边形的第一侧面至第四侧面的六面体形状。第一透镜110的顶表面可定位为朝向用户的右眼re。来自第一显示装置210的光被第一有源镜410反射并且可通过顶表面出射。第一透镜110的底表面可位于第一透镜110的外侧上。第二透镜120的顶表面可定位为朝向用户的左眼le。来自第二显示装置220的光被第二有源镜420反射并且可通过顶表面出射。第二透镜120的底表面可位于第二透镜120的外侧上。

第一透镜110和第二透镜120中的每个不限于图1和图2中所示,并且可形成为具有多边形形状的第一面、第二面和侧面的多面体。另外,第一透镜110和第二透镜120中的每个可形成为除了多面体形状以外的其它形状,诸如圆柱形状、椭圆柱形状、半圆柱形状、半椭圆柱形状、扭曲的圆柱形状和扭曲的半圆柱形状。扭曲的圆柱和半圆柱形状是指具有不规则直径的圆柱和半圆柱形状。

第一有源镜410布置在第一透镜110中。第二有源镜420布置在第二透镜120中。第一有源镜410和第二有源镜420中的每个可为小型镜,如针镜。尽管在图1和图2中所示的实例中第一有源镜410和第二有源镜420各自具有圆形横截面,但这仅是示例性的。第一有源镜410和第二有源镜420可替代性地具有椭圆形或多边形的横截面。

第一有源镜410可对显示在第一显示装置210上的第一图像进行反射以将经反射的第一图像提供给用户的右眼re。第二有源镜420可对显示在第二显示装置220上的第二图像进行反射以将经反射的第二图像提供给用户的左眼le。

第一有源镜410和第二有源镜420可形成为分别小于右眼re和左眼le的瞳孔的尺寸。例如,第一有源镜410的直径和第二有源镜420的直径可在500μm至4mm的范围内。在这种情况下,由于用户专注于真实世界图像,因此用户不太可能识别到第一有源镜410和第二有源镜420。然而,如果第一有源镜410和第二有源镜420的尺寸变小,则提供给用户右眼re的第一显示装置210的第一图像的亮度和提供给用户的左眼le的第二显示装置220的第二图像的亮度可能降低。因此,第一有源镜410的尺寸和第二有源镜420的尺寸可确定为在不降低亮度的情况下使得这些镜不被识别到。

如图1和图2中所示,第一有源镜410和第二有源镜420中的每个可具有圆柱形状。第一有源镜410和第二有源镜420中的每个可包括两个底表面。两个底表面中的一个可为反射性的,而两个底表面中的另一个和侧面可不为反射性的。

第一有源镜410和第二有源镜420中的每个可布置成与第一电极和第二电极重叠。倾斜角可根据施加到第一有源镜410、第二有源镜420、第一电极和第二电极的驱动电压来调节。例如,第一有源镜410可在第一周期期间以第一角度倾斜并且在第二周期期间以第二角度倾斜。由此,第一显示装置210可在第一周期期间显示第一图像,并且第二显示装置220可在第二周期期间显示第二图像。相应地,在第一周期期间由第一显示装置210显示的第一图像可聚焦在用户的右眼re的视网膜上。如图9a和图9b中所示,物体a聚焦在用户右眼re的视网膜上,并且由第一显示装置210显示的第一图像b可聚焦在用户右眼re的视网膜上。相应地,即使没有聚焦在第一图像b上,用户用她/他的右眼re也能够清楚地看到物体a和第一图像b。

另外,在第二周期期间由第二显示装置220显示的第二图像可聚焦在用户的左眼le的视网膜上。与图9a和图9b相似地,物体聚焦在用户的左眼le的视网膜上,并且由第二显示装置220显示的第二图像可聚焦在用户的左眼le的视网膜上。相应地,即使没有聚焦在第二图像上,用户用她/他的左眼le也能够清楚地看到物体和第二图像。

第一有源镜410和第二有源镜420中的每个可实现为在数字微镜装置(dmd)中使用的静电镜、微镜或压电镜。在下面的描述中,为了便于说明,第一有源镜410和第二有源镜420中的每个实现为如图6、图7a和图7b中所示的静电镜。

第一显示装置210和第二显示装置220中的每个显示用于实现增强现实的虚拟图像。第一显示装置210可将第一图像显示为虚拟图像,并且第二显示装置220可将第二图像显示为虚拟图像。

第一显示装置210可包括第一显示面板2101、第一电路板2102和第一驱动电路2103。第二显示装置220可包括第二显示面板2201、第二电路板2202和第二驱动电路2203。

第一显示面板2101可布置在第一透镜110的侧表面中的一个上。第二显示面板2201可布置在第二透镜120的侧表面中的一个上。第一显示面板2101和第二显示面板2201可由顶杆20、第一透镜框架21和/或第二透镜框架22覆盖。

例如,如图2和图3中所示,第一显示面板2101可布置在第一透镜110的上侧上,并且第二显示面板2201可布置在第二透镜120的上侧上。由于第一显示面板2101和第二显示面板2201可被顶杆20覆盖,因此第一透镜框架21和第二透镜框架22可根据设计选择而被省去。

然而,应理解,第一显示面板2101的位置和第二显示面板2201的位置不限于图2和图3中所示的位置。第一显示面板2101可布置在第一透镜110的侧表面中的任一个上,只要第一图像可被第一有源镜410朝向第一透镜110的出射表面反射即可。第一透镜110的出射表面是指第一透镜110的与使用者的右眼re相对的第一表面。第二显示面板2201可布置在第二透镜120的侧表面中的任一个上,只要第二图像可被第二有源镜420朝向第二透镜120的出射表面反射即可。第二透镜120的出射表面是指第二透镜120的与使用者的左眼le相对的第一表面。

第一显示面板2101和第二显示面板2201中的每个可为可被弯折、卷曲或弯曲的柔性显示面板。例如,第一显示面板2101和第二显示面板2201中的每个可为有机发光显示面板或包括量子点的有机发光显示面板。在下面的描述中,如图4中所示,第一显示面板2101和第二显示面板2201实现为有机发光显示面板。

如图4中所示,第一显示面板2101可包括衬底1100、薄膜晶体管层1230、发光元件层1240和薄膜封装层1300。

薄膜晶体管层1230形成在衬底1100上。薄膜晶体管层1230包括薄膜晶体管1235、栅极绝缘层1236、层间电介质层1237、保护层1238和平坦化层1239。

衬底1100上可形成有缓冲层。缓冲层可形成在衬底1100上以保护薄膜晶体管1235和发光元件免于通过易受湿气渗透的衬底1100渗透的湿气的影响。缓冲层可由彼此交替地堆叠的多个无机层形成。例如,缓冲层可由多层制成,且该多层中,氧化硅层(siox)、氮化硅层(sinx)和sion层中的一层或多层无机层交替堆叠在另一层上。缓冲层可被省去。

薄膜晶体管1235布置在缓冲层上。薄膜晶体管1235中的每个包括有源层1231、栅电极1232、源电极1233和漏电极1234。在图4中,薄膜晶体管1235中的每个实现为栅电极1232位于有源层1231上方的顶栅晶体管。然而,应理解,本发明概念不限于此。也就是说,薄膜晶体管1235中的每个可实现为栅电极1232位于有源层1231下方的底栅晶体管,或者实现为栅电极1232布置在有源层1231上方和下方的双栅晶体管。

有源层1231形成在缓冲层上。有源层1231可由硅基半导体材料或氧化物基半导体材料形成。缓冲层与有源层1231之间可形成有用于阻挡入射在有源层1231上的外部光的阻光层。

栅极绝缘层1236可形成在有源层1231上。栅极绝缘层1236可由无机层(例如,氧化硅层(siox)、氮化硅层(sinx)或其多层)形成。

栅电极1232和栅极线可形成在栅极绝缘层1236上。栅电极1232和栅极线可由钼(mo)、铝(al)、铬(cr)、金(au)、钛(ti)、镍(ni)、钕(nd)和铜(cu)中的一种或它们的合金的单层或多层制成。

层间电介质层1237可形成在栅电极1232和栅极线上方。层间电介质层1237可由无机层(例如,氧化硅层(siox)、氮化硅层(sinx)或其多层)形成。

源电极1233、漏电极1234和数据线可形成在层间电介质层1237上。源电极1233和漏电极1234中的每个可通过穿透栅极绝缘层1236和层间电介质层1237的接触孔连接到有源层1231。源电极1233、漏电极1234和数据线可由钼(mo)、铝(al)、铬(cr)、金(au)、钛(ti)、镍(ni)、钕(nd)和铜(cu)中的一种或它们的合金的单层或多层制成。

保护层1238可形成在源电极1233、漏电极1234和数据线上以使薄膜晶体管1235绝缘。保护层1238可由无机层(例如,氧化硅层(siox)、氮化硅层(sinx)或其多层)形成。

平坦化层1239可形成在保护层1238上,以在薄膜晶体管1235的阶梯差上方提供平坦的表面。平坦化层1239可由诸如丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂或聚酰亚胺树脂的有机层形成。

发光元件层1240形成在薄膜晶体管层1230上方。发光元件层1240包括发光元件和堤部1244。

发光元件和堤部1244形成在平坦化层1239上。发光元件可为有机发光器件。在这种情况下,发光元件可包括阳电极1241、发射层1242和阴电极1243。

阳电极1241可形成在平坦化层1239上。阳电极1241可通过穿透保护层1238和平坦化层1239的接触孔连接到相应的薄膜晶体管1235的漏电极1234。

堤部1244可覆盖平坦化层1239上的阳电极1241的边缘以使像素彼此分离。也就是说,堤部1244用于限定像素。在像素中的每个中,阳电极1241、发射层1242和阴电极1243顺序地彼此堆叠,以使得来自阳电极1241的空穴和来自阴电极1243的电子在发射层1242中结合以发射光。

发射层1242形成在阳电极1241和堤部1244上。发射层1242可为有机发射层。发射层1242可发射红色光、绿色光和蓝色光中的一种。红色光的峰值波长范围可在约620至750nm的范围内,而绿色光的峰值波长范围可在约495至570nm的范围内。另外,蓝色光的波长范围可在约450至495nm的范围内。替代性地,发射层1242可为发射白色光的白色发射层。在这种情况下,红色发射层、绿色发射层和蓝色发射层可彼此堆叠,或者可跨像素共同地形成为公共层。在这种情况下,第一显示装置210还可包括表示红色、绿色和蓝色的附加滤色器。

发射层1242可包括空穴传输层、发光层和电子传输层。另外,发射层1242可以两个或更多个堆叠的串联结构形成,而在这种情况下,电荷产生层可形成在堆叠之间。

阴电极1243形成在发射层1242上。阴电极1243可形成为覆盖发射层1242。阴电极1243可为跨像素形成的公共层。

当发光元件层1240为光朝向上侧出射的顶部发射型时,阳电极1241可由具有高反射率的金属材料(诸如铝和钛的堆叠结构(ti/al/ti)、铝和ito的堆叠结构(ito/al/ito)、apc合金以及apc合金和ito的堆叠结构(ito/apc/ito))制成。apc合金是银(ag)、钯(pd)和铜(cu)的合金。阴电极1243可由可透射光的诸如ito和izo的透明导电材料(tcp)或诸如镁(mg)、银(ag)以及镁(mg)和银(ag)的合金的半透射导电材料形成。当阴电极1243由半透射导电材料形成时,可通过使用微腔来增加光提取效率。

当发光元件层1240为光朝向下侧出射的底部发射型时,阳电极1241可由可透射光的诸如ito和izo的透明导电材料(tcp)或诸如镁(mg)、银(ag)以及镁(mg)和银(ag)的合金的半透射导电材料形成。阴电极1243可由具有高反射率的金属材料(诸如铝和钛的堆叠结构(ti/al/ti)、铝和ito的堆叠结构(ito/al/ito)、apc合金以及apc合金和ito的堆叠结构(ito/apc/ito))制成。当阳电极1241由半透射导电材料形成时,可通过使用微腔来增加光提取效率。

薄膜封装层1300形成在发光元件层1240上。薄膜封装层1300用于防止氧气或湿气渗透到发射层1242和阴电极1243中。为此,薄膜封装层1300可包括至少一个无机层。无机层可由氮化硅、氮化铝、氮化锆、氮化钛、氮化铪、氮化钽、氧化硅、氧化铝或氧化钛形成。此外,薄膜封装层1300还可包括至少一个有机层。有机层可具有足够的厚度以防止颗粒渗透到薄膜封装层1300中以进入发射层1242和阴电极1243。有机层可包括环氧树脂、丙烯酸酯和氨基甲酸酯丙烯酸酯中的一种。封装衬底可布置在发光元件层1240上,来代替薄膜封装层1300。

第二显示面板2201可与图4中所示的第一显示面板2101基本上一致。因此,冗余描述将被省略。

第一电路板2102可附接到第一显示面板2101的一端部。替代性地,当存在有用于驱动第一显示面板2101的许多信号线和电压线时,两个第一电路板2102可分别附接到第一显示面板2101的一端部和另一端部。

第二电路板2202可附接到第二显示面板2201的一端部。替代性地,当存在有用于驱动第二显示面板2201的许多信号线和电压线时,两个第二电路板2202可分别附接到第二显示面板2201的一端部和另一端部。

第一电路板2102和第二电路板2202可为柔性印刷电路板。

第一驱动电路2103可实现为集成电路(ic)并且可安装在第一电路板2102上。第一驱动电路2103可将用于驱动第一显示面板2101的数据电压、电源电压等供给到第一显示面板2101。

第二电路板2202可实现为集成电路(ic)并且可安装在第二电路板2202上。第二电路板2202可将用于驱动第二显示面板2201的数据电压、电源电压等供给到第二显示面板2201。

用于将电力供给到第一显示装置210和第二显示装置220的电源可并入到第一镜腿31或第二镜腿32中。电源可经由第一线缆连接到第一电路板2102,并且可经由第二线缆连接到第二电路板2202。

第一显示装置210与第一透镜110的一个侧表面之间可布置有光路转换层。光路转换层可改变第一显示装置210的光的路径,以使得第一显示装置210的光前进到第一有源镜410。光路转换层可为包括棱镜山的棱镜片。

第一显示装置210与第一透镜110的一个侧表面之间可布置有偏振膜。偏振膜可包括相位延迟膜,诸如线性偏振器和λ/4(四分之一波)板。在这种情况下,第一透镜110的一个侧表面上可布置有线性偏振器,并且线性偏振器与第一显示装置210之间可布置有相位延迟膜。相应地,偏振膜可在阻挡从第一透镜110的一个侧表面入射到第一显示装置210上的光被第一显示装置210反射以通过第一透镜110的侧表面出射的同时,将来自第一显示装置210的光提供给第一透镜110的一个侧表面。

尽管图2和图3示出了单个第一有源镜410布置在第一透镜110中并且单个第二有源镜420布置在第二透镜120中,但是布置在第一透镜110中的第一有源镜410的数量和布置在第二透镜120中的第二有源镜420的数量不限于此。也就是说,第一透镜110中可布置有多于一个的第一有源镜410,并且第二透镜120中可布置有多于一个的第二有源镜420。

根据图1至图4中所示的示例性实施方式,显示装置布置在透镜的侧表面中的一个上,并且有源镜在第一周期期间以第一角度倾斜以使得来自显示装置的图像能够提供给用户的眼睛,并且有源镜在第二周期期间以第二角度倾斜以使得来自显示装置的图像能够提供给用户的眼睛。也就是说,用户可在第一周期期间将显示在显示装置上的第一图像观察作为虚拟图像,并且在第二周期期间将显示在显示装置上的第二图像观察作为虚拟图像。因此,可在不增加镜的数量或者甚至不增加显示装置的面积的情况下扩展显示装置的由用户观察到的部分(即,用户的视野(fov))。

图5a是示出图3的第一透镜的实例的分解透视图。

参照图5a,第一透镜110可包括第一透镜部111和第二透镜部112。第一透镜部111可为布置在第二透镜部112上的上透镜部,并且第二透镜部112可为布置在第一透镜部111下方的下透镜部。

第一透镜部111和第二透镜部112中的每个可具有包含梯形顶面、梯形底面和梯形的第一侧面至第四侧面的六面体形状。第一透镜部111和第二透镜部112中的每个的顶表面可面对用户的右眼re,而其底表面可与之相对。

第一透镜部111的下表面和第二透镜部112的上表面可彼此面对。第一透镜部111的下表面可通过透明粘合材料附接到第二透镜部112的上表面。第一透镜部111的上表面和第二透镜部112的下表面可在第一方向(x轴方向)上延伸,并且可不以预定角度倾斜。另一方面,第一透镜部111的下表面和第二透镜部112的上表面可为预定角度的倾斜表面。预定角度从第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)朝向第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)测量。

第一透镜部111的左表面在第二方向(y轴方向)上的长度可小于第一透镜部111的右表面在第二方向(y轴方向)上的长度。第二透镜部112的左表面在第二方向(y轴方向)上的长度可大于第二透镜部112的右表面在第二方向(y轴方向)上的长度。

第二透镜部112的上表面中可形成有用于容纳第一有源镜410的凹槽ag。尽管在图5a中所示的实例中,凹槽ag在第二透镜部112的上表面中形成为四边形凹槽,但是应理解,凹槽ag可形成为除四边形以外的多边形形状、圆形形状或椭圆形形状。

凹槽ag的底部可以第三预定角度θ3倾斜。第三预定角度θ3从第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)朝向第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)测量。

凹槽ag的底部上可形成有与第一有源镜410连接以支承第一有源镜410的镜支承件、用于驱动第一有源镜410的第一电极和第二电极。

第一电极、第二电极和镜支承件可在第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)上平行地排列。镜支承件可在第三方向(z轴方向)上布置在第一电极与第二电极之间。

第二透镜部112上可形成有与第一电极连接的第一驱动线dl1、与第二电极连接的第二驱动线dl2和与镜支承件连接的第三驱动线dl3。驱动电压可施加到第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3中的每个。

第一驱动线dl1可连接到凹槽ag的底部上的第一电极,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的上表面和第二透镜部112的右表面上。第二驱动线dl2可连接到凹槽ag的底部上的第二电极,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的上表面和第二透镜部112的右表面上。第三驱动线dl3可连接到凹槽ag的底部上的镜支承件,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的上表面和第二透镜部112的右表面上。替代性地,第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3可布置在第二透镜部112的左表面上,而不是第二透镜部112的右表面上。

第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3可连接到第三线缆或护套线。第三线缆或护套线可连接到并入第一镜腿31或第二镜腿32中的电源以将电力施加到第一显示装置210和第二显示装置220。替代性地,第三线缆或护套线可连接到第一电路板2102。第三线缆或护套线可由顶杆20和第一透镜框架21覆盖。

第一电极、第二电极、镜支承件、第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3可由如透明导电氧化物的透明导电材料制成。相应地,能够防止来自第一显示装置210的光被第一电极、第二电极、镜支承件、第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3反射或干涉。第一有源镜410的底表面中的一个可连接到镜支承件以经由镜支承件和第三驱动线dl3接收驱动电压。第一有源镜410的底表面中的另一个可由具有高反射率的金属(如银(ag))形成。

为了减小凹槽ag与第一透镜部111之间以及凹槽ag与第二透镜部112之间的折射率中的差异或者为了使折射率匹配,凹槽ag可填充有诸如液体或气体的流体。例如,凹槽ag中的流体与第一透镜部111之间的折射率的差异以及流体与第二透镜部112之间的折射率的差异优选为0.5或更小。

图5b是示出图3的第一透镜的实例的分解透视图。

图5b中所示的第一透镜部111和第二透镜部112与图5a中所示的透镜基本上一致,除了它们具有包含矩形的顶部、底部和第一侧表面至第四侧表面的六面体形状,并因此,任何冗余描述将被省略。

参照图5b,第一透镜部111和第二透镜部112中的每个可形成为包含矩形的顶表面、矩形的底表面和矩形的第一侧表面至第四侧表面的六面体。在这种情况下,第一透镜部111的上表面和下表面以及第二透镜部112的上表面和下表面可在第一方向(x轴方向)上延伸并且可不以预定角度倾斜。第一透镜部111的左表面在第二方向(y轴方向)上的长度可基本上等于其右表面在第二方向(y轴方向)上的长度。第二透镜部112的左表面在第二方向(y轴方向)上的长度可基本上等于第二透镜部112的右表面在第二方向(y轴方向)上的长度。

第一透镜部111的下表面和第二透镜部112的上表面不倾斜,而凹槽ag的底部可以第三预定角度θ3倾斜。第三预定角度θ3从第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)朝向第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)测量。

图5c是示出图3的第一透镜的实例的分解透视图。

图5c的示例性实施方式与图5a中所示的示例性实施方式的不同之处在于,第一透镜部111布置在第二透镜部112下方,并且凹槽ag形成在第二透镜部112的下表面中。描述将着重于差异,并且任何冗余描述将被省略。

参照图5c,第二透镜部112的下表面中可形成有用于容纳第一有源镜410的凹槽ag。尽管在图5c中所示的实例中,凹槽ag在第二透镜部112的下表面中形成为四边形凹槽,但是应理解,凹槽ag可形成为除四边形以外的多边形形状、圆形形状或椭圆形形状。

凹槽ag的底部可以第三预定角度θ3倾斜。第三预定角度θ3从第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)朝向第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)测量。

凹槽ag的底部上可形成有与第一有源镜410连接以支承第一有源镜410的镜支承件、第一电极和第二电极。第二透镜部112上可形成有与第一电极连接的第一驱动线dl1、与第二电极连接的第二驱动线dl2和与镜支承件连接的第三驱动线dl3。驱动电压可施加到第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3中的每个。

第一驱动线dl1可连接到凹槽ag的底部上的第一电极,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的下表面和第二透镜部112的右表面上。第二驱动线dl2可连接到凹槽ag的底部上的第二电极,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的下表面和第二透镜部112的右表面上。第三驱动线dl3可连接到凹槽ag的底部上的镜支承件,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的下表面和第二透镜部112的右表面上。替代性地,第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3可布置在第二透镜部112的左表面上,而不是第二透镜部112的右表面上。

第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3可连接到第三线缆或护套线。

第一有源镜410的底表面中的一个可连接到镜支承件。由于第一有源镜410布置在第二透镜部112的下表面中,因此与镜支承件连接的第一有源镜410的底表面上可形成有具有高反射率的金属(如银(ag))。

图5d是示出图3的第一透镜的实例的分解透视图。

图5d中所示的第一透镜部111和第二透镜部112与图5c中所示的透镜基本上一致,除了它们具有包含矩形的顶部、底部和第一侧表面至第四侧表面的六面体形状,并因此,任何冗余描述将被省略。

参照图5d,第一透镜部111和第二透镜部112中的每个可形成为包含矩形的顶表面、矩形的底表面和矩形的第一侧表面至第四侧表面的六面体。在这种情况下,第一透镜部111的上表面和下表面以及第二透镜部112的上表面和下表面可在第一方向(x轴方向)上延伸并且可不以预定角度倾斜。第一透镜部111的左表面在第二方向(y轴方向)上的长度可基本上等于其右表面在第二方向(y轴方向)上的长度。第二透镜部112的左表面在第二方向(y轴方向)上的长度可基本上等于第二透镜部112的右表面在第二方向(y轴方向)上的长度。

第一透镜部111的下表面和第二透镜部112的上表面不倾斜,而凹槽ag的底部可以第三预定角度θ3倾斜。第三预定角度θ3从第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)朝向第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)测量。

第二透镜120可以与图5a至图5d中所示的第一透镜110的方式基本上一致的方式形成。因此,任何冗余描述将被省略。

图6是详细示出布置在图5a的凹槽中的第一电极、第二电极、镜支承件和第一有源镜的实例的剖面图。图7a和图7b是示出第一有源镜的倾斜角如何根据施加到第一电极、第二电极和第一有源镜的驱动电压而改变的视图。

参照图6,凹槽ag的底部fl上可形成有用于驱动第一有源镜410的第一电极411和第二电极412、以及与第一有源镜410连接以支承第一有源镜410的镜支承件413。

第一电极411可连接到第一驱动线dl1。第一电极411可通过第一驱动线dl1接收驱动电压。第一驱动线dl1可布置在凹槽ag的底部fl和第一侧壁sw1上。

第二电极412可连接到第二驱动线dl2。第二电极412可经由第二驱动线dl2接收驱动电压。第二驱动线dl2可布置在凹槽ag的底部fl和第二侧壁sw2上。

镜支承件413的第一端部可连接到第三驱动线dl3。镜支承件413可通过第三驱动线dl3接收驱动电压。第三驱动线dl3可布置在凹槽ag的底部fl和第三侧壁(未示出)上。

镜支承件413的第二端部可连接到第一有源镜410的下表面的中心或中心附近。镜支承件413可支承第一有源镜410。

第一电极411、第二电极412和镜支承件413可在相同方向上平行地排列。镜支承件413可在相同方向上布置在第一电极411与第二电极412之间。例如,第一电极411、第二电极412和镜支承件413可在第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)上平行地排列。镜支承件413可在第三方向(z轴方向)上布置在第一电极411与第二电极412之间。

第一电极411、第二电极412和镜支承件413可由如透明导电氧化物的透明导电材料制成。

第一有源镜410的第一底表面可连接到镜支承件413,并且可由透明导电材料形成。第一有源镜410的第二底表面可由具有高反射率的金属(如银(ag))形成。第一有源镜410和镜支承件413可形成为单件。

如图7a中所示,当第一驱动电压施加到第一电极411并且第二驱动电压施加到第二电极412和第一有源镜410时,吸力可作用在第一电极411与第一有源镜410之间,而斥力可作用在第二电极412与第一有源镜410之间。第一驱动电压可为正极性电压,而第二驱动电压可为负极性电压。正极性电压是指高于0v的电压,而负极性电压是指低于0v的电压。相应地,第一有源镜410可朝向第一电极411倾斜。也就是说,第一有源镜410可以第一角度θ1倾斜。当这种情况发生时,第一有源镜410变得更靠近第一电极411并且更远离第二电极412。第一有源镜410可与第一电极411接触。

如图7b中所示,当第一驱动电压施加到第二电极412并且第二驱动电压施加到第一电极411和第一有源镜410时,吸力可作用在第二电极412与第一有源镜410之间,而斥力可作用在第一电极411与第一有源镜410之间。相应地,第一有源镜410可朝向第二电极412倾斜。也就是说,第一有源镜410可以第二角度θ2倾斜。当这种情况发生时,第一有源镜410变得更靠近第二电极412并且更远离第一电极411。第一有源镜410可与第二电极412接触。

第一角度θ1和第二角度θ2中的每个从第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)朝向第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)测量。

根据图6、图7a和图7b中所示的示例性实施方式,第一有源镜410可根据施加到第一电极411、第二电极412和第一有源镜410的电压而朝向第一电极411或第二电极412倾斜。也就是说,第一有源镜410倾斜的角度可通过施加到第一电极411、第二电极412和第一有源镜410的驱动电压来调节。

第二有源镜420可基本上以与图6、图7a和图7b中所示的方式相同的方式实现,并因此,第二有源镜420将不被描述。

图8是示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的流程图。图9a和图9b是示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的实例的视图。

首先,在第一周期期间,第一显示装置210显示第一图像,并且第二显示装置220显示第二图像。在第一周期期间第一图像提供给用户的右眼re,并且在第一周期期间第二图像提供给用户的左眼le。第一图像可与第二图像基本上一致。(图8中的步骤s101和步骤s102)

其次,如图9a中所示,通过在第一周期期间将第一驱动电压施加到第一电极411并且将第二驱动电压施加到第二电极412和第一有源镜410,使第一有源镜410以第一角度θ1倾斜。如图9a中所示,第一角度θ1从第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)朝向第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)测量。其结果,在第一周期期间,显示在第一显示装置210上的第一图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图8的步骤s103)

如第一有源镜410那样,在第一周期期间,第二有源镜420也可以第一角度θ1倾斜。其结果,在第一周期期间,显示在第二显示装置220上的第二图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

第三,在第二周期期间,第一显示装置210显示第三图像,并且第二显示装置220显示第四图像。在第二周期期间第三图像提供给用户的右眼re,并且在第二周期期间第四图像提供给用户的左眼le。第三图像可与第四图像基本上一致。(图8的步骤s104和步骤s105)

第四,如图9b中所示,通过在第二周期期间将第一驱动电压施加到第二电极412并且将第二驱动电压施加到第一电极411和第一有源镜410,使第一有源镜410以第二角度θ2倾斜。如图9b中所示,第二角度θ2从第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)朝向第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)测量。其结果,在第二周期期间,显示在第一显示装置210上的第三图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图8的步骤s106)

如第一有源镜410那样,在第二周期期间,第二有源镜420也可以第二角度θ2倾斜。其结果,在第二周期期间,显示在第二显示装置220上的第四图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

根据图8、图9a和图9b中所示的示例性实施方式,有源镜在第一周期期间以第一角度倾斜以使得来自显示装置的图像能够提供给用户的眼睛,并且有源镜在第二周期期间以第二角度倾斜以使得来自显示装置的图像能够提供给用户的眼睛。也就是说,用户可在第一周期期间将显示在显示装置上的图像观察作为虚拟图像,并且在第二周期期间将显示在显示装置上的图像观察作为虚拟图像。因此,可在不增加镜的数量或者甚至不增加显示装置的面积的情况下扩展显示装置的由用户观察到的部分(即,用户的视野(fov))。

而且,由于第一显示装置210在第一周期期间显示第一图像并且在第二周期期间显示第三图像,因此期望的是以120hz的帧频率在奇数帧期间显示第一图像并且在偶数帧期间显示第三图像。在这种情况下,第一有源镜410与第一显示装置210同步以使得其可在奇数帧周期期间以第一角度θ1倾斜,而在偶数帧周期期间以第二角度θ2倾斜。

图10是示出根据本发明的示例性实施方式的光学装置的分解透视图。图11是示出图10的第一透镜、第一显示装置和第三显示装置的实例的透视图。

图10和图11中所示的示例性实施方式与图2和图3中所示的示例性实施方式的不同之处在于第三显示装置211布置在第一透镜110的侧表面中的一个上,并且第四显示装置221布置在第二透镜120的侧表面中的一个上。描述将着重于示例性实施方式之间的差异,并且任何冗余描述将被省略。

参照图10和图11,第三显示装置211和第四显示装置221中的每个显示用于实现增强现实的虚拟图像。第三显示装置211可将第三图像显示为虚拟图像,并且第四显示装置221可将第四图像显示为虚拟图像。

第三显示装置211可包括第三显示面板2111、第三电路板2112和第三驱动电路2113。第四显示装置221可包括第四显示面板2211、第四电路板2212和第四驱动电路2213。

第三显示面板2111可布置在第一透镜110的侧表面中的一个上。例如,第一显示面板2101可布置在第一透镜110的上侧上,并且第三显示面板2111可布置在第一透镜110的下侧上。也就是说,第一显示面板2101和第三显示面板2111可彼此面对。第一显示面板2101和第三显示面板2111可由顶杆20和第一透镜框架21覆盖。

第四显示面板2211可布置在第二透镜120的侧表面中的一个上。例如,第二显示面板2201可布置在第二透镜120的上表面上,并且第四显示面板2211可布置在第二透镜120的下表面上。也就是说,第二显示面板2201和第四显示面板2211可彼此面对。第二显示面板2201和第四显示面板2211可由顶杆20和第二透镜框架22覆盖。

第三显示面板2111和第四显示面板2211中的每个可为可被弯折、卷曲或弯曲的柔性显示面板。例如,第三显示面板2111和第四显示面板2211中的每个可为有机发光显示面板或包括量子点的有机发光显示面板。第三显示面板2111和第四显示面板2211可与图4中所示的第一显示面板2101基本上一致。因此,第三显示面板2111和第四显示面板2211将不被描述。

图12是示出图11的第一透镜的实例的分解透视图。

参照图12,第一透镜110可包括第一透镜部111和第二透镜部112。第一透镜部111可为布置在第二透镜部112上的上透镜部,并且第二透镜部112可为布置在第一透镜部111下方的下透镜部。

第一透镜部111和第二透镜部112中的每个可具有包含矩形顶面、矩形底面和矩形的第一侧面至第四侧面的六面体形状。第一透镜部111的顶表面可面对用户的右眼re,而其底表面可与上表面相对。第二透镜部112的顶表面可面对第一透镜部111的下表面,而其底表面可与上表面相对。

第二透镜部112的顶表面中可形成有用于容纳第一有源镜410的凹槽ag。尽管在图12中所示的实例中,凹槽ag在第二透镜部112的顶表面中形成为四边形凹槽,但是应理解,凹槽ag可形成为除四边形以外的多边形形状、圆形形状或椭圆形形状。

凹槽ag的底部上可形成有与第一有源镜410连接以支承第一有源镜410的镜支承件413、用于驱动第一有源镜410的第一电极411和第二电极412。第二透镜部112上可形成有与第一电极411连接的第一驱动线dl1、与第二电极412连接的第二驱动线dl2和与镜支承件413连接的第三驱动线dl3。驱动电压可施加到第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3中的每个。

第一驱动线dl1可连接到凹槽ag的底部上的第一电极411,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的顶表面和第二透镜部112的左表面上。第二驱动线dl2可连接到凹槽ag的底部上的第二电极412,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的顶表面和第二透镜部112的左表面上。第三驱动线dl3可连接到凹槽ag的底部上的镜支承件413,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的顶表面和第二透镜部112的左表面上。替代性地,第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3可布置在第二透镜部112的右表面上,而不是第二透镜部112的左表面上。

第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3可连接到第三线缆或护套线。第三线缆或护套线可连接到并入第一镜腿31或第二镜腿32中的电源以将电力施加到第一显示装置210和第二显示装置220。替代性地,第三线缆或护套线可连接到第一电路板2102或第三电路板2112。第三线缆或护套线可由顶杆20和第一透镜框架21覆盖。

第一电极411、第二电极412、镜支承件413、第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3可由如透明导电氧化物的透明导电材料制成。相应地,能够防止来自第一显示装置210的光被第一电极411、第二电极412、镜支承件413、第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3反射或干涉。第一有源镜410的底表面中的一个可连接到镜支承件413,并且第一有源镜410的底表面中的另一个上可形成有具有高反射率的金属(如银(ag))。

凹槽ag的底部可在第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)上延伸。在这种情况下,第一电极411、第二电极412和镜支承件413可在第二方向(y轴方向)上平行地排列。镜支承件413可在第二方向(y轴方向)上布置在第一电极411与第二电极412之间。

第一有源镜410和第二有源镜420中的每个可实现为在数字微镜装置(dmd)中使用的静电镜、微镜或压电镜。在下面的描述中,为了便于说明,第一有源镜410和第二有源镜420中的每个实现为如图6、图7a和图7b中所示的静电镜。

图13是示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的流程图。图14a和图14b是示出用于示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的实例的视图。

首先,在第一周期期间,第一显示装置210显示第一图像,并且第二显示装置220显示第二图像。在第一周期期间第一图像提供给用户的右眼re,并且在第一周期期间第二图像提供给用户的左眼le。第一图像可与第二图像基本上一致。(图13的步骤s201和步骤s202)

其次,如图14a中所示,通过在第一周期期间将第一驱动电压施加到第一电极411并且将第二驱动电压施加到第二电极412和第一有源镜410,使第一有源镜410以第四角度θ4倾斜。如图14a中所示,第四角度θ4从第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)朝向第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)测量。其结果,在第一周期期间,布置在第一透镜110的上表面上的第一显示装置210的第一图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图13的步骤s203)

如第一有源镜410那样,在第一周期期间,第二有源镜420也可以第四角度θ4倾斜。其结果,在第一周期期间,布置在第二透镜120的上表面上的第二显示装置220的第二图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

第三,在第二周期期间,第三显示装置211显示第三图像,并且第四显示装置221显示第四图像。在第二周期期间第三图像提供给用户的右眼re,并且在第二周期期间第四图像提供给用户的左眼le。第三图像可与第四图像基本上一致。(图13的步骤s204和s205)

第四,如图14b中所示,通过在第二周期期间将第一驱动电压施加到第二电极412并且将第二驱动电压施加到第一电极411和第一有源镜410,使第一有源镜410以第五角度θ5倾斜。如图14b中所示,第五角度θ5从第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)朝向第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)测量。其结果,在第二周期期间,布置在第一透镜110的下表面上的第三显示装置211的第三图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图13的步骤s206)

如第一有源镜410那样,在第二周期期间,第二有源镜420也可以第五角度θ5倾斜。其结果,在第二周期期间,布置在第二透镜120的下表面上的第四显示装置221的第四图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

根据图13、图14a和图14b中所示的示例性实施方式,有源镜在第一周期期间以第四角度倾斜以使得来自布置在透镜的一个侧表面上的显示装置的图像能够提供给用户的眼睛,并且有源镜在第二周期期间以第五角度倾斜以使得来自布置在透镜的另一个侧表面上的显示装置的图像能够提供给用户的眼睛。也就是说,用户可在第一周期期间将显示在布置在透镜的一个侧表面上的显示装置上的图像观察作为虚拟图像,并且在第二周期期间将显示在布置在透镜的另一个侧表面上的显示装置上的图像观察作为虚拟图像。因此,可在不增加镜的数量的情况下扩展显示装置的由用户观察到的部分(即,用户的视野(fov))。

另外,由于第一有源镜410被控制为使其在奇数帧周期期间以第四角度θ4倾斜并且在偶数帧周期期间以第五角度θ5倾斜,因此第一显示装置210可在第一周期和第二周期期间显示第一图像,而第三显示装置211可在第一周期和第二周期期间显示第三图像。也就是说,第一有源镜410可被控制为以120hz的帧频使其以第四角度θ4和第五角度θ5倾斜,而第一显示装置210和第三显示装置211可以60hz的帧频率驱动。

图15是示出根据本发明的示例性实施方式的光学装置的分解透视图,并且图16是示出图15的第一透镜、第一显示装置和第三显示装置的实例的透视图。

图15和图16中所示的示例性实施方式与图10和图11中所示的示例性实施方式的不同之处在于第一显示装置210布置在第一透镜110的左表面上,而第三显示装置211布置在第一透镜110的右表面上,以及第二显示装置220布置在第二透镜120的左表面上,而第四显示装置221布置在第二透镜120的右表面上。因此,与图10和图11的元件一致的图15和图16的元件将不被描述以避免冗余。

图17是示出图16的第一透镜的实例的分解透视图。

图17中所示的示例性实施方式与图12中所示的示例性实施方式基本上一致,除了凹槽ag中的第一电极411、第二电极412和镜支承件413在第一方向(x轴方向)(即,第一透镜110的宽度方向)上平行地排列,以及镜支承件413在第一方向(x轴方向)上布置在第一电极411与第二电极412之间。描述将着重于差异,并且冗余描述将被省略。

参照图17,凹槽ag的底部可在第一方向(x轴方向)(即,第一透镜110的宽度方向)上延伸。在这种情况下,第一电极411、第二电极412和镜支承件413可在第一方向(x轴方向)上平行地排列。镜支承件413可在第一方向(x轴方向)上布置在第一电极411与第二电极412之间。

第一驱动线dl1可连接到凹槽ag的底部上的第一电极411,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的顶表面和第二透镜部112的上表面上。第二驱动线dl2可连接到凹槽ag的底部上的第二电极412,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的顶表面和第二透镜部112的上表面上。第三驱动线dl3可连接到凹槽ag的底部上的镜支承件413,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的顶表面和第二透镜部112的上表面上。替代性地,第一驱动线dl1、第二驱动线dl2和第三驱动线dl3可布置在第二透镜部112的下表面上,而不是第二透镜部112的上表面上。

图18a和图18b是示出用于示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的实例的视图。

图18a和图18b中所示的示例性实施方式与图13、图14a和图14b中所示的示例性实施方式的不同之处在于第一显示装置210布置在第一透镜110的左表面上,而第三显示装置211布置在第一透镜110的右表面上,以使得第一有源镜410在第一周期期间以第六角度θ6倾斜并且在第二周期期间以第七角度θ7倾斜。如图18a和图18b中所示,第六角度θ6和第七角度θ7中的每个从第一方向(x轴方向)(即,第一透镜110的宽度方向)朝向第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)测量。

图19是示出图2的第一透镜和第一显示装置的实例的透视图。

图19中所示的示例性实施方式与图3中所示的示例性实施方式的不同之处在于第一显示装置210的第一显示面板2101划分为四个区域。描述将着重于差异,并且任何冗余描述将被省略。

参照图19,第一显示装置210的第一显示面板2101可划分为第一区域a1、第二区域a2、第三区域a3和第四区域a4。如图19中所示,第一区域a1可为左上区域,第二区域a2可为右上区域,第三区域a3可为左下区域,并且第四区域a4可为右下区域。

在第一周期至第四周期期间,第一显示装置210可在第一区域a1中显示第一子图像,在第二区域a2中显示第二子图像,在第三区域a3中显示第三子图像,并且在第四区域a4中显示第四子图像。在这种情况下,第一显示装置210可以60hz的帧频率驱动,但是用户可能在第一周期至第四周期期间观察到彼此混合的图像。

替代性地,第一显示装置210可在第一周期期间在第一区域a1中显示第一子图像并且在其它区域中显示黑色图像,可在第二周期期间在第二区域a2中显示第二子图像并且在其它区域中显示黑色图像,可在第三周期期间在第三区域a3中显示第三子图像并且在其它区域中显示黑色图像,并且可在第四周期期间在第四区域a4中显示第四子图像并且在其它区域中显示黑色图像。在这种情况下,尽管要求以240hz的帧频驱动第一显示装置210,但是能够防止用户在第一周期至第四周期期间观察到彼此混合的图像。

替代性地,在第一周期和第二周期期间,第一显示装置210可在第一区域a1中显示第一子图像,在第四区域a4中显示第四子图像,并且在其它区域中显示黑色图像。另外,在第三周期和第四周期期间,第一显示装置210可在第二区域a2中显示第二子图像,在第三区域a3中显示第三子图像,并且在其它区域中显示黑色图像。在这种情况下,尽管要求以120hz的帧频驱动第一显示装置210,但是能够抑制用户在第一周期至第四周期期间观察到彼此混合的图像。

图20是示出图19的第一透镜的实例的分解透视图。

图20中所示的示例性实施方式与图5a中所示的示例性实施方式的不同之处在于第二透镜部112上附加地布置有第四驱动线dl4和第五驱动线dl5。描述将着重于差异,并且任何冗余描述将被省略。

参照图20,凹槽ag的底部上可形成有与第一有源镜410连接以支承第一有源镜410的镜支承件413、用于驱动第一有源镜410的第一电极411、第二电极412、第三电极414和第四电极415。

第一电极411、第四电极415和镜支承件413可在方向dr1上平行地排列。镜支承件413可在方向dr1上布置在第一电极411与第四电极415之间。方向dr1可限定为在相反的第一方向(负x轴方向)(即,第一透镜110的宽度方向)与第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)之间的方向。

第三电极414、第二电极412和镜支承件413可在与方向dr1相交的另一方向dr2上平行地排列。镜支承件413可在另一方向dr2上布置在第三电极414与第二电极412之间。另一方向dr2可限定为在第一方向(x轴方向)(即,第一透镜110的宽度方向)与第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)之间的方向。

第二透镜部112上可形成有与第一电极411连接的第一驱动线dl1、与第二电极412连接的第二驱动线dl2、与镜支承件413连接的第三驱动线dl3、与第三电极414连接的第四驱动线dl4和与第四电极415连接的第五驱动线dl5。驱动电压可施加到第一驱动线dl1、第二驱动线dl2、第三驱动线dl3、第四驱动线dl4和第五驱动线dl5中的每个。

第一驱动线dl1可连接到凹槽ag的底部上的第一电极411,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的上表面和第二透镜部112的右表面上。第二驱动线dl2可连接到凹槽ag的底部上的第二电极412,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的上表面和第二透镜部112的右表面上。第三驱动线dl3可连接到凹槽ag的底部上的镜支承件413,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的上表面和第二透镜部112的右表面上。第四驱动线dl4可连接到凹槽ag的底部上的第三电极414,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的上表面和第二透镜部112的右表面上。第五驱动线dl5可连接到凹槽ag的底部上的第四电极415,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的上表面和第二透镜部112的右表面上。替代性地,第一驱动线dl1、第二驱动线dl2、第三驱动线dl3、第四驱动线dl4和第五驱动线dl5可布置在第二透镜部112的左表面上,而不是第二透镜部112的右表面上。

第一驱动线dl1、第二驱动线dl2、第三驱动线dl3、第四驱动线dl4和第五驱动线dl5中的每个可连接到第三线缆或护套线。第三线缆或护套线可连接到并入第一镜腿31或第二镜腿32中的电源以将电力施加到第一显示装置210和第二显示装置220。替代性地,第三线缆或护套线可连接到第一电路板2102。第三线缆或护套线可由顶杆20和第一透镜框架21覆盖。

第一电极411、第二电极412、第三电极414、第四电极415、镜支承件413、第一驱动线dl1、第二驱动线dl2、第三驱动线dl3、第四驱动线dl4和第五驱动线dl5可由如透明导电氧化物的透明导电材料制成。相应地,能够防止来自第一显示装置210的光被第一电极411、第二电极412、第三电极414、第四电极415、镜支承件413、第一驱动线dl1、第二驱动线dl2、第三驱动线dl3、第四驱动线dl4和第五驱动线dl5反射或干涉。第一有源镜410的底表面中的一个可连接到镜支承件413,并且第一有源镜410的底表面中的另一个上可形成有具有高反射率的金属(如银(ag))。

如图20中所示,凹槽ag的底部fl上可形成有用于驱动第一有源镜410的第一电极411、第二电极412、第三电极414和第四电极415,以及与第一有源镜410连接以支承第一有源镜410的镜支承件413。

第三电极414可连接到第四驱动线dl4。第三电极414可经由第四驱动线dl4接收驱动电压。第四驱动线dl4可布置在凹槽ag的底部fl和第二侧壁sw2上。

第四电极415可连接到第五驱动线dl5。第四电极415可经由第五驱动线dl5接收驱动电压。第五驱动线dl5可布置在凹槽ag的底部fl和第二侧壁sw2上。

第一电极411、第二电极412和镜支承件413可在方向dr1上平行地排列。镜支承件413可在方向dr1上布置在第一电极411与第二电极412之间。方向dr1可限定为在第一方向(x轴方向)(即,第一透镜110的宽度方向)与第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)之间的方向。

第三电极414、第四电极415和镜支承件413可在与方向dr1相交的另一方向dr2上平行地排列,并且镜支承件413可在另一方向dr2上布置在第三电极414与第四电极415之间。另一方向dr2可限定为在第一方向(x轴方向)(即,第一透镜110的宽度方向)与第三方向(z轴方向)(即,第一透镜110的厚度方向)之间的方向。

第一电极411、第二电极412、第三电极414、第四电极415和镜支承件413可由如透明导电氧化物的透明导电材料制成。

当第一驱动电压施加到第一电极411并且第二驱动电压施加到第二电极412、第三电极414、第四电极415和第一有源镜410时,吸力可作用在第一电极411与第一有源镜410之间,而斥力可作用在第二电极412与第一有源镜410之间、第三电极414与第一有源镜410之间以及第四电极415与第一有源镜410之间。相应地,第一有源镜410可朝向第一电极411倾斜。当这种情况发生时,第一有源镜410变得最靠近第一电极411。第一有源镜410可与第一电极411接触。替代性地,当第二驱动电压施加到第二电极412和第三电极414时,它们可能阻碍第一有源镜410朝向第一电极411倾斜。相应地,第二电极412和第三电极414上可不施加有驱动电压。也就是说,第二电极412和第三电极414可浮置。

当第一驱动电压施加到第二电极412并且第二驱动电压施加到第一电极411、第三电极414、第四电极415和第一有源镜410时,吸力可作用在第二电极412与第一有源镜410之间,而斥力可作用在第一电极411与第一有源镜410之间、第三电极414与第一有源镜410之间以及第四电极415与第一有源镜410之间。相应地,第一有源镜410可朝向第二电极412倾斜。当这种情况发生时,第一有源镜410变得最靠近第二电极412。第一有源镜410可与第二电极412接触。替代性地,当第二驱动电压施加到第一电极411和第四电极415时,它们可能阻碍第一有源镜410朝向第二电极412倾斜。相应地,第一电极411和第四电极415上可不施加有驱动电压。也就是说,第一电极411和第四电极415可浮置。

当第一驱动电压施加到第三电极414并且第二驱动电压施加到第一电极411、第二电极412、第四电极415和第一有源镜410时,吸力可作用在第三电极414与第一有源镜410之间,而斥力可作用在第一电极411与第一有源镜410之间、第二电极412与第一有源镜410之间以及第四电极415与第一有源镜410之间。相应地,第一有源镜410可朝向第三电极414倾斜。当这种情况发生时,第一有源镜410变得最靠近第三电极414。第一有源镜410可与第三电极414接触。替代性地,当第二驱动电压施加到第一电极411和第四电极415时,它们可能阻碍第一有源镜410朝向第三电极414倾斜。相应地,第一电极411和第四电极415上可不施加有驱动电压。也就是说,第一电极411和第四电极415可浮置。

当第一驱动电压施加到第四电极415并且第二驱动电压施加到第一电极411、第二电极412、第三电极414和第一有源镜410时,吸力可作用在第四电极415与第一有源镜410之间,而斥力可作用在第一电极411与第一有源镜410之间、第二电极412与第一有源镜410之间以及第三电极414与第一有源镜410之间。相应地,第一有源镜410可朝向第四电极415倾斜。当这种情况发生时,第一有源镜410可变得最靠近第四电极415。第一有源镜410可与第四电极415接触。替代性地,当第二驱动电压施加到第二电极412和第三电极414时,它们可能阻碍第一有源镜410朝向第四电极415倾斜。相应地,第二电极412和第三电极414上可不施加有驱动电压。也就是说,第二电极412和第三电极414可浮置。

尽管在图20中所示的示例性实施方式中示出了四个电极,但是用于驱动第一有源镜410的电极的数量不限于此。随着用于驱动第一有源镜410的电极的数量增加,第一有源镜410可根据施加到电极的电压而更精确地倾斜。因此,用于驱动第一有源镜410的电极的数量可根据需要适当地确定。

根据图20中所示的示例性实施方式,取决于施加到第一电极411、第二电极412、第三电极414、第四电极415和第一有源镜410的电压,第一有源镜410可朝向第一电极411、第二电极412、第三电极414和第四电极415中的一个倾斜。也就是说,能够通过施加到第一电极411、第二电极412、第三电极414、第四电极415和第一有源镜410的驱动电压对第一有源镜410倾斜的角度进行调节。

应注意,在图20中所示的示例性实施方式中,第一透镜部111、第二透镜部112和凹槽ag的位置可如图5b、图5c和图5d中所示地被改变。

第二有源镜420可基本上以与图20中所示的方式相同的方式实现,并因此,第二有源镜420将不被描述。

图21是示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的流程图。图22a至图22d是示出用于示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的实例的视图。

首先,在第一周期期间,在第一显示装置210的第一区域a1中显示第一图像的第一子图像,而在第二显示装置220的第一区域中显示第二图像的第一子图像。在第一周期期间第一图像的第一子图像提供给用户的右眼re,并且在第一周期期间第二图像的第一子图像提供给用户的左眼le。第一图像的第一子图像可与第二图像的第一子图像基本上一致。

另外,在第一周期期间,第一驱动电压施加到第一电极411,并且第二驱动电压施加到第二电极412、第三电极414、第四电极415和第一有源镜410,以使得第一有源镜410可朝向第一电极411倾斜。在本实例中,第一电极411布置在镜支承件413的左上侧上,并因此,第一有源镜410可在左上方向上倾斜。第一有源镜410可倾斜为使其反射第一显示装置210的第一区域a1(即,左上区域)中的第一图像以允许图像通过第一透镜110的出射表面出射。其结果,如图22a中所示,在第一周期期间,第一显示装置210的第一区域a1中的第一图像的第一子图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图21的步骤s301)

在第一周期期间,第二有源镜420也可倾斜为使其反射第二显示装置220的第一区域(即,左上区域)中的第二图像的第一子图像以允许图像通过第二透镜120的出射表面出射。其结果,在第一周期期间,第二显示装置220的第一区域中的第二图像的第一子图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

其次,在第二周期期间,在第一显示装置210的第二区域a2中显示第一图像的第二子图像,而在第二显示装置220的第二区域中显示第二图像的第二子图像。在第二周期期间第一图像的第二子图像提供给用户的右眼re,并且在第二周期期间第二图像的第二子图像提供给用户的左眼le。第一图像的第二子图像可与第二图像的第二子图像基本上一致。

另外,在第二周期期间,第一驱动电压施加到第二电极412,并且第二驱动电压施加到第一电极411、第三电极414、第四电极415和第一有源镜410,以使得第一有源镜410可朝向第二电极412倾斜。在本实例中,第二电极412布置在镜支承件413的右上方上,并因此,第一有源镜410可在右上方向上倾斜。第一有源镜410可倾斜为使其反射第一显示装置210的第二区域a2(即,右上区域)中的第一图像的第二子图像以允许图像通过第一透镜110的出射表面出射。其结果,如图22b中所示,在第二周期期间,第一显示装置210的第二区域a2中的第一图像的第二子图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图21的步骤s302)

在第二周期期间,第二有源镜420也可倾斜为使其反射第二显示装置220的第二区域(即,右上区域)中的第二图像的第二子图像以允许图像通过第二透镜120的出射表面出射。其结果,在第二周期期间,第二显示装置220的第二区域中的第二图像的第二子图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

第三,在第三周期期间,在第一显示装置210的第三区域a3中显示第一图像的第三子图像,而在第二显示装置220的第三区域中显示第二图像的第三子图像。在第三周期期间第一图像的第三子图像提供给用户的右眼re,并且在第三周期期间第二图像的第三子图像提供给用户的左眼le。第一图像的第三子图像可与第二图像的第三子图像基本上一致。

另外,在第三周期期间,第一驱动电压施加到第三电极414,并且第二驱动电压施加到第一电极411、第二电极412、第四电极415和第一有源镜410,以使得第一有源镜410可朝向第三电极414倾斜。在本实例中,第三电极414布置在镜支承件413的左下侧上,并因此,第一有源镜410可在左下方向上倾斜。第一有源镜410可倾斜为使其反射第一显示装置210的第三区域a3(即,左下区域)中的第一图像的第三子图像以允许图像通过第一透镜110的出射表面出射。其结果,如图22c中所示,在第三周期期间,第一显示装置210的第三区域a3中的第一图像的第三子图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图21的步骤s303)

在第三周期期间,第二有源镜420也可倾斜为使其反射第二显示装置220的第三区域(即,左下区域)中的第二图像的第三子图像以允许图像通过第二透镜120的出射表面出射。其结果,在第三周期期间,第二显示装置220的第三区域中的第二图像的第三子图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

第四,在第四周期期间,在第一显示装置210的第四区域a4中显示第一图像的第四子图像,而在第二显示装置220的第四区域中显示第二图像的第四子图像。在第四周期期间第一图像的第四子图像提供给用户的右眼re,并且在第四周期期间第二图像的第四子图像提供给用户的左眼le。第一图像的第四子图像可与第二图像的第四子图像基本上一致。

另外,在第四周期期间,第一驱动电压施加到第四电极415,并且第二驱动电压施加到第一电极411、第二电极412、第三电极414和第一有源镜410,以使得第一有源镜410可朝向第四电极415倾斜。在本实例中,第四电极415布置在镜支承件413的右下侧上,并因此,第一有源镜410可在右下方向上倾斜。第一有源镜410可倾斜为使其反射第一显示装置210的第四区域a4(即,右下区域)中的第一图像的第四子图像以允许图像通过第一透镜110的出射表面出射。其结果,如图22d中所示,在第四周期期间,第一显示装置210的第四区域a4中的第一图像的第四子图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图21的步骤s304)

在第四周期期间,第二有源镜420也可倾斜为使其反射第二显示装置220的第四区域(即,右下区域)中的第二图像的第四子图像以允许图像通过第二透镜120的出射表面出射。其结果,在第四周期期间,第二显示装置220的第四区域中的第二图像的第四子图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

根据图21以及图22a至图22d中所示的示例性实施方式,在第一周期期间通过使有源镜朝向第一电极倾斜,显示装置的第一区域中的图像提供给用户的眼睛,并且在第二周期期间使有源镜朝向第二电极倾斜,显示装置的第二区域中的图像提供给用户的眼睛。另外,在第三周期期间通过使有源镜朝向第三电极倾斜,显示装置的第三区域中的图像提供给用户的眼睛,并且在第四周期期间使有源镜朝向第四电极倾斜,显示装置的第四区域中的图像提供给用户的眼睛。也就是说,用户可在第一周期期间将显示在显示装置第一区域中的图像观察作为虚拟图像,并且在第二周期期间将显示在显示装置的第二区域中的图像观察作为虚拟图像。另外,用户可在第三周期期间将显示在显示装置第三区域中的图像观察作为虚拟图像,并且在第四周期期间将显示在显示装置的第四区域中的图像观察作为虚拟图像。因此,可在不增加镜的数量或者甚至不增加显示装置的面积的情况下扩展显示装置的由用户观察到的部分(即,用户的视野(fov))。

图23是示出根据本公开的示例性实施方式的光学装置的分解透视图。图24是示出图23的第一透镜、第一显示装置、第三显示装置、第五显示装置和第七显示装置的实例的透视图。

图23和图24中所示的示例性实施方式与图10和图11中所示的示例性实施方式的不同之处在于第五显示装置212布置在第一透镜110的左表面上,并且第七显示装置213布置在第一透镜110的右表面上。图23和图24中所示的示例性实施方式与图10和图11中所示的示例性实施方式的不同之处在于第六显示装置222布置在第二透镜120的左表面上,并且第八显示装置223布置在第二透镜120的右表面上。描述将集中于与图10和图11中所示的示例性实施方式的差异,并且任何冗余描述将被省略。

参照图23和图24,第五显示装置212、第六显示装置222、第七显示装置213和第八显示装置223中的每个显示用于实现增强现实的虚拟图像。第五显示装置212可将第五图像显示为虚拟图像,第六显示装置222可将第六图像显示为虚拟图像,第七显示装置213可将第七图像显示为虚拟图像,并且第八显示装置223可将第八图像显示为虚拟图像。

第五显示装置212可包括第五显示面板2121、第五电路板2122和第五驱动电路2123。第六显示装置222可包括第六显示面板2221、第六电路板2222和第六驱动电路2223。第七显示装置213可包括第七显示面板2131、第七电路板2132和第七驱动电路2133。第八显示装置223可包括第八显示面板2231、第八电路板2232和第八驱动电路2233。

第一显示面板2101、第三显示面板2111、第五显示面板2121和第七显示面板2131可分别布置在第一透镜110的侧表面上。例如,第一显示面板2101可布置在第一透镜110的上表面上,并且第三显示面板2111可布置在第一透镜110的下表面上。第五显示面板2121可布置在第一透镜110的左表面上,并且第七显示面板2131可布置在第一透镜110的右表面上。也就是说,第一显示面板2101和第三显示面板2111可彼此面对,并且第五显示面板2121和第七显示面板2131可彼此面对。第一显示面板2101、第三显示面板2111、第五显示面板2121和第七显示面板2131可由顶杆20和第一透镜框架21覆盖。

第二显示面板2201、第四显示面板2211、第六显示面板2221和第八显示面板2231可分别布置在第二透镜120的侧表面上。例如,第二显示面板2201可布置在第二透镜120的上表面上,并且第四显示面板2211可布置在第二透镜120的下表面上。第六显示面板2221可布置在第二透镜120的左表面上,并且第八显示面板2231可布置在第二透镜120的右表面上。也就是说,第二显示面板2201和第四显示面板2211可彼此面对,并且第六显示面板2221和第八显示面板2231可彼此面对。第二显示面板2201、第四显示面板2211、第六显示面板2221和第八显示面板2231可由顶杆20和第二透镜框架22覆盖。

第五显示面板2121、第六显示面板2221、第七显示面板2131和第八显示面板2231中的每个可为可被弯折、卷曲或弯曲的柔性显示面板。例如,第五显示面板2121、第六显示面板2221、第七显示面板2131和第八显示面板2231中的每个可为有机发光显示面板或包括量子点的有机发光显示面板。第五显示面板2121、第六显示面板2221、第七显示面板2131和第八显示面板2231中的每个可以与图4中所示的第一显示面板2101的方式基本上相同的方式形成,并因此,冗余描述将被省略。

尽管图23和图24示出了第一显示面板2101、第三显示面板2111、第五显示面板2121和第七显示面板2131未彼此连接,而是被分离地形成,但是本发明概念不限于此。也就是说,第一显示面板2101、第三显示面板2111、第五显示面板2121和第七显示面板2131可彼此连接为单件。另外,尽管图23和图24示出了第二显示面板2201、第四显示面板2211、第六显示面板2221和第八显示面板2231未彼此连接,而是被分离地形成,但是第二显示面板2201、第四显示面板2211、第六显示面板2221和第八显示面板2231可彼此连接为单件。

图25是示出图24的第一透镜的实例的分解透视图。

图25中所示的示例性实施方式与图12中所示的示例性实施方式的不同之处在于第二透镜部112上附加地布置有第四驱动线dl4和第五驱动线dl5。描述将着重于差异,并且任何冗余描述将被省略。

参照图25,凹槽ag的底部上可形成有与第一有源镜410连接以支承第一有源镜410的镜支承件413、用于驱动第一有源镜410的第一电极411、第二电极412、第三电极414和第四电极415。

第一电极411、第二电极412和镜支承件413可在第二方向(y轴方向)(即,第一透镜110的高度方向)上平行地排列。镜支承件413可在第二方向(y轴方向)上布置在第一电极411与第二电极412之间。第三电极414、第四电极415和镜支承件413可在第一方向(x轴方向)(即,第一透镜110的宽度方向)上平行地排列。镜支承件413可在第一方向(x轴方向)上布置在第三电极414与第四电极415之间。

第二透镜部112上可形成有与第一电极411连接的第一驱动线dl1、与第二电极412连接的第二驱动线dl2、与镜支承件413连接的第三驱动线dl3、与第三电极414连接的第四驱动线dl4和与第四电极415连接的第五驱动线dl5。驱动电压可施加到第一驱动线dl1、第二驱动线dl2、第三驱动线dl3、第四驱动线dl4和第五驱动线dl5中的每个。

第一驱动线dl1可连接到凹槽ag的底部上的第一电极411,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的顶表面和第二透镜部112的左表面上。第二驱动线dl2可连接到凹槽ag的底部上的第二电极412,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的顶表面和第二透镜部112的左表面上。第三驱动线dl3可连接到凹槽ag的底部上的镜支承件413,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的顶表面和第二透镜部112的左表面上。第四驱动线dl4可连接到凹槽ag的底部上的第三电极414,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的顶表面和第二透镜部112的左表面上。第五驱动线dl5可连接到凹槽ag的底部上的第四电极415,并且可布置在凹槽ag的侧壁中的至少一个、第二透镜部112的顶表面和第二透镜部112的左表面上。替代性地,第一驱动线dl1、第二驱动线dl2、第三驱动线dl3、第四驱动线dl4和第五驱动线dl5可布置在第二透镜部112的右表面上,而不是第二透镜部112的左表面上。替代性地,第一驱动线dl1、第二驱动线dl2、第三驱动线dl3、第四驱动线dl4和第五驱动线dl5中的一些可布置在左表面上,而其它的可布置在右表面上。

第一驱动线dl1、第二驱动线dl2、第三驱动线dl3、第四驱动线dl4和第五驱动线dl5中的每个可连接到第三线缆或护套线。第三线缆或护套线可连接到并入第一镜腿31或第二镜腿32中的电源以将电力施加到第一显示装置210和第二显示装置220。替代性地,第三线缆或护套线可连接到第一电路板2102。第三线缆或护套线可由顶杆20和第一透镜框架21覆盖。

第一电极411、第二电极412、第三电极414、第四电极415、镜支承件413、第一驱动线dl1、第二驱动线dl2、第三驱动线dl3、第四驱动线dl4和第五驱动线dl5可由如透明导电氧化物的透明导电材料制成。相应地,能够防止来自第一显示装置210的光被第一电极411、第二电极412、第三电极414、第四电极415、镜支承件413、第一驱动线dl1、第二驱动线dl2、第三驱动线dl3、第四驱动线dl4和第五驱动线dl5反射或干涉。第一有源镜410的底表面中的一个可连接到镜支承件413,并且第一有源镜410的底表面中的另一个上可形成有具有高反射率的金属(如银(ag))。

图25中所示的示例性实施方式与图20中所示的示例性实施方式基本上一致,除了第三电极414、第四电极415和镜支承件413在第一方向(x轴方向)(即,第一透镜110的宽度方向)上平行地排列。因此,任何冗余描述将被省略。

第二有源镜420可以与图25中所示的方式基本上相同的方式实现。因此,第二有源镜420将不被描述。

图26是示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的流程图。图27a至图27d是示出用于示出根据本发明的示例性实施方式的由光学装置提供增强现实的方法的实例的视图。

首先,在第一周期期间,第一显示装置210显示第一图像,并且第二显示装置220显示第二图像。在第一周期期间第一图像提供给用户的右眼re,并且在第一周期期间第二图像提供给用户的左眼le。第一图像可与第二图像基本上一致。

另外,在第一周期期间,第一驱动电压施加到第一电极411,并且第二驱动电压施加到第二电极412、第三电极414、第四电极415和第一有源镜410,以使得第一有源镜410可朝向第一电极411倾斜。在本实例中,第一电极411布置在镜支承件413的上侧上,并因此,第一有源镜410可在向上方向上倾斜。第一有源镜410可倾斜为使其反射第一显示装置210的第一图像以允许图像通过第一透镜110的出射表面出射。其结果,如图27a中所示,在第一周期期间,第一显示装置210的第一图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图26的步骤s401)

在第一周期期间,第二有源镜420也可倾斜为使其反射第二显示装置220的第二图像以允许图像通过第二透镜120的出射表面出射。其结果,在第一周期期间,第二显示装置220的第二图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

其次,在第二周期期间,第三显示装置211显示第三图像,并且第四显示装置221显示第四图像。在第二周期期间第三图像提供给用户的右眼re,并且在第二周期期间第四图像提供给用户的左眼le。第三图像可与第四图像基本上一致。

另外,在第二周期期间,第一驱动电压施加到第二电极412,并且第二驱动电压施加到第一电极411、第三电极414、第四电极415和第一有源镜410,以使得第一有源镜410可朝向第二电极412倾斜。在本实例中,第二电极412布置在镜支承件413的下侧上,并因此,第一有源镜410可在向下方向上倾斜。第一有源镜410可倾斜为使其反射第三显示装置211的第三图像以允许图像通过第一透镜110的出射表面出射。其结果,如图27b中所示,在第二周期期间,第三显示装置211的第三图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图26的步骤s402)

在第二周期期间,第二有源镜420也可倾斜为使其反射第四显示装置221的第四图像以允许图像通过第二透镜120的出射表面出射。其结果,在第二周期期间,第四显示装置221的第四图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

第三,在第三周期期间,第五显示装置212显示第五图像,并且第六显示装置222显示第六图像。在第三周期期间第五图像提供给用户的右眼re,并且在第三周期期间第六图像提供给用户的左眼le。第五图像可与第六图像基本上一致。

另外,在第三周期期间,第一驱动电压施加到第三电极414,并且第二驱动电压施加到第一电极411、第二电极412、第四电极415和第一有源镜410,以使得第一有源镜410可朝向第三电极414倾斜。在本实例中,第三电极414布置在镜支承件413的左侧上,并因此,第一有源镜410可在向左方向上倾斜。第一有源镜410可倾斜为使其反射第五显示装置212的第五图像以允许图像通过第一透镜110的出射表面出射。其结果,如图27c中所示,在第三周期期间,第五显示装置212的第五图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图26的步骤s403)

在第三周期期间,第二有源镜420也可倾斜为使其反射第六显示装置222的第六图像以允许图像通过第二透镜120的出射表面出射。其结果,在第三周期期间,第六显示装置222的第六图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

第四,在第四周期期间,第七显示装置213显示第七图像,并且第八显示装置223显示第八图像。在第四周期期间第七图像提供给用户的右眼re,并且在第四周期期间第八图像提供给用户的左眼le。第七图像可与第八图像基本上一致。

另外,在第四周期期间,第一驱动电压施加到第四电极415,并且第二驱动电压施加到第一电极411、第二电极412、第三电极414和第一有源镜410,以使得第一有源镜410可朝向第四电极415倾斜。在本实例中,第四电极415布置在镜支承件413的右侧上,并因此,第一有源镜410可在向右方向上倾斜。第一有源镜410可倾斜为使其反射第七显示装置213的第七图像以允许图像通过第一透镜110的出射表面出射。其结果,如图27d中所示,在第四周期期间,第七显示装置213的第七图像可被第一有源镜410反射并且可通过第一透镜110的出射表面出射以提供给用户的右眼re。(图26的步骤s404)

在第四周期期间,第二有源镜420也可倾斜为使其反射第八显示装置223的第八图像以允许图像通过第二透镜120的出射表面出射。其结果,在第四周期期间,第八显示装置223的第八图像可被第二有源镜420反射并且可通过第二透镜120的出射表面出射以提供给用户的左眼le。

根据图26以及图27a至图27d中所示的示例性实施方式,在第一周期期间通过使有源镜朝向第一电极倾斜,布置在透镜的上表面上的显示装置的图像可提供给用户的眼睛,并且在第二周期期间使有源镜朝向第二电极倾斜,布置在透镜的下表面上的显示装置的图像可提供给用户的眼睛。另外,在第三周期期间通过使有源镜朝向第三电极倾斜,布置在透镜的左表面上的显示装置的图像可提供给用户的眼睛,并且在第四周期期间使有源镜朝向第四电极倾斜,布置在透镜的右表面上的显示装置的图像可提供给用户的眼睛。也就是说,用户可在第一周期期间将显示在布置在透镜的上表面上的显示装置上的图像观察作为虚拟图像,并且在第二周期期间将显示在布置在透镜的下表面上的显示装置上的图像观察作为虚拟图像。另外,用户可在第三周期期间将显示在布置在透镜的左表面上的显示装置上的图像观察作为虚拟图像,并且在第四周期期间将显示在布置在透镜的右表面上的显示装置上的图像观察作为虚拟图像。因此,可在不增加镜的数量或者甚至不增加显示装置的面积的情况下扩展显示装置的由用户观察到的部分(即,用户的视野(fov))。

尽管本文已经描述了某些示例性实施方式,但是其它实施方式和变型将通过本描述而显而易见。相应地,对于本领域普通技术人员显而易见的是,本发明概念不限于这些实施方式,而是限于随附的权利要求书的较宽的范围以及各种显而易见的变型和等同布置。

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