透视显示装置
阅读：819发布：2020-05-08
专利汇可以提供透视显示装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种透视显示装置包括：显示器件；和光 耦合器 ，配置为通过组合来自显示器件的第一图像与来自不同于第一图像的路径的路径的第二图像而获得组合图像并且发射所获得的组合图像。光耦合器包括第一图像入射在其上的第一表面、第二图像入射在其上的第二表面、以及组合图像通过其发出的出射表面。降噪棱镜设置在显示器件和光耦合器之间，并且包括倾斜表面，倾斜表面配置为执行路径转换以使得在第一图像的光当中，预定 角 度范围的有效光入射在光耦合器上并且从该预定角度范围剩余的剩余角度范围的噪声光不入射在光耦合器上。，下面是透视显示装置专利的具体信息内容。
1.一种透视显示装置，包括：
显示器件；
光耦合器，配置为：
通过组合来自所述显示器件的第一图像与来自不同于所述第一图像的路径的路径的第二图像而获得组合图像；和
发射所获得的组合图像，
其中所述光耦合器包括所述第一图像入射在其上的第一表面、所述第二图像入射在其上的第二表面、以及所述组合图像通过其发出的出射表面；和
降噪棱镜，设置在所述显示器件和所述光耦合器之间并且包括多个倾斜表面，所述多个倾斜表面配置为执行路径转换以使得在所述第一图像的光当中，预定角度范围的有效光入射在所述光耦合器上并且从所述预定角度范围剩余的剩余角度范围的噪声光不入射在所述光耦合器上。
2.根据权利要求1所述的透视显示装置，其中所述降噪棱镜包括：
所述第一图像入射在其上的入射表面；
相对于所述入射表面倾斜的第一倾斜表面；和
相对于所述第一倾斜表面倾斜的第二倾斜表面，所述第二倾斜表面面对所述光耦合器的所述第一表面。
3.根据权利要求2所述的透视显示装置，其中所述光耦合器的所述第一表面平行于所述降噪棱镜的所述第二倾斜表面。
4.根据权利要求2所述的透视显示装置，其中气隙设置在所述降噪棱镜的所述第二倾斜表面和所述光耦合器的所述第一表面之间，使得所述第二倾斜表面用作全反射表面。
5.根据权利要求2所述的透视显示装置，其中所述第一倾斜表面相对于所述入射表面的倾斜角被设定为使得所述有效光被所述第一倾斜表面全反射到所述第二倾斜表面并且所述噪声光的一部分透过所述第一倾斜表面。
6.根据权利要求2所述的透视显示装置，其中所述第二倾斜表面相对于所述第一倾斜表面的倾斜角被设定为使得所述有效光透过所述第二倾斜表面并入射在所述光耦合器的所述第一表面上。
7.根据权利要求2所述的透视显示装置，其中所述第二倾斜表面相对于所述第一倾斜表面的倾斜角被设定为使得所述噪声光的被所述第一倾斜表面全反射的部分被所述第二倾斜表面全反射然后透过所述第一倾斜表面。
8.根据权利要求2所述的透视显示装置，其中所述第二倾斜表面连接到所述入射表面。
9.根据权利要求8所述的透视显示装置，其中所述第二倾斜表面与所述入射表面之间的角度是直角，以及
其中所述第一倾斜表面和所述入射表面之间的角度不同于所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面之间的角度。
10.根据权利要求2所述的透视显示装置，其中所述降噪棱镜还包括将所述第二倾斜表面连接到所述入射表面的第三倾斜表面。
11.根据权利要求10所述的透视显示装置，其中所述第三倾斜表面平行于所述第一倾斜表面。
12.根据权利要求2所述的透视显示装置，其中所述降噪棱镜还包括将所述第一倾斜表面连接到所述第二倾斜表面的第三倾斜表面。
13.根据权利要求12所述的透视显示装置，其中所述第三倾斜表面平行于所述入射表面。
14.根据权利要求2所述的透视显示装置，其中所述降噪棱镜设置为使得所述降噪棱镜的所述入射表面和所述光耦合器的所述出射表面在相同的平面上。
15.根据权利要求2所述的透视显示装置，其中所述降噪棱镜设置为使得所述降噪棱镜的所述入射表面和所述光耦合器的所述第二表面在相同的平面上。
16.根据权利要求1所述的透视显示装置，其中所述光耦合器的所述第一表面和所述第二表面之间的角度是钝角。
17.根据权利要求1所述的透视显示装置，其中所述光耦合器包括：
光波导，包括所述第一表面、所述第二表面、所述出射表面和与所述第一表面相对的第三表面；
分束器，设置在所述光波导中并相对于所述出射表面倾斜；和
凹面镜，邻近于所述第三表面设置。
18.根据权利要求17所述的透视显示装置，其中所述分束器包括半反射镜。
19.根据权利要求17所述的透视显示装置，还包括配置为防止倾斜入射在所述第二表面上的所述第二图像的光的一部分从所述光耦合器发出的多个偏振器。
20.根据权利要求19所述的透视显示装置，其中所述多个偏振器包括：
第一偏振器，设置在所述第二表面上；和
第二偏振器，设置在所述第一表面上并具有与所述第一偏振器的偏振轴垂直的偏振轴。
21.根据权利要求20所述的透视显示装置，还包括：
四分之一波片，设置在所述第三表面和所述凹面镜之间；和
第三偏振器，设置在所述出射表面上并具有平行于所述第一偏振器的所述偏振轴的偏振轴。
22.根据权利要求17所述的透视显示装置，还包括设置在所述分束器的一个表面上的椭圆偏振板。
23.根据权利要求1所述的透视显示装置，其中所述透视显示装置是可穿戴器件。
24.一种透视显示装置，包括：
显示器件；
光耦合器，配置为：
通过组合沿第一路径来自所述显示器件的第一图像与来自不同于所述第一路径的第二路径的第二图像而获得组合图像；和
发射所获得的组合图像，
其中所述光耦合器包括所述第一图像入射在其上的第一表面、所述第二图像入射在其上的第二表面、以及所述组合图像通过其发出的出射表面；和
降噪棱镜，设置在所述显示器件和所述光耦合器之间，并且包括来自所述显示器件的所述第一图像入射在其上的入射表面、相对于所述入射表面倾斜的第一倾斜表面和相对于所述第一倾斜表面倾斜的第二倾斜表面，所述第二倾斜表面面对所述光耦合器的所述第一表面，
其中所述入射表面和所述第一倾斜表面之间的第一角度、所述第一倾斜表面和所述第二倾斜表面之间的第二角度、以及所述第二倾斜表面和所述入射表面之间的第三角度被设定成使得在所述第一图像的光当中，预定角度范围的有效光入射在所述光耦合器上并且从所述预定角度范围剩余的剩余角度范围的噪声光不入射在所述光耦合器上。
25.根据权利要求24所述的透视显示装置，其中所述第一角度、所述第二角度和所述第三角度还基于由所述有效光的所述预定角度范围确定的全反射临界角和所述降噪棱镜的折射率被设定。
26.根据权利要求24所述的透视显示装置，其中所述显示器件、所述入射表面和所述出射表面在相同的平面上，以及
其中所述光耦合器的端部被切割以使得所述显示器件设置在所述入射表面和所述出射表面之间。
透视显示装置
技术领域
[0001] 本公开涉及透视显示装置。
背景技术
[0003] 作为VR显示器的高级形式的增强现实(AR)显示器是将现实世界与VR组合并且可以在现实世界和VR之间提供互动体验的成像装置。现实世界与VR之间的互动体验基于实时提供有关现实世界环境的信息的功能，并通过在现实世界环境中叠加虚拟对象或信息来进一步增强对现实世界的感知和与现实世界的互动。
[0004] 在AR显示器中，图像噪声和前景噪声可能到达用户的视场，从而降低可视性。发明内容
[0005] 提供具有降低的噪声的透视显示装置。
[0006] 额外的方面讲在以下被部分地阐述，且部分将自该描述明显，或者可以通过对所给出的实施方式的实践而了解。
[0007] 根据一实施方式的一方面，一种透视显示装置包括：显示器件；以及光耦合器，配置为通过组合来自显示器件的第一图像与来自不同于第一图像的路径的路径的第二图像来获得组合图像并且发射获得的组合图像。光耦合器包括第一图像入射在其上的第一表面、第二图像入射在其上的第二表面、以及组合图像通过其发出的出射表面。透视显示装置还包括降噪棱镜，该降噪棱镜设置在显示器件和光耦合器之间并且包括多个倾斜表面，所述多个倾斜表面配置为执行路径转换以使得在第一图像的光当中，预定角度范围的有效光入射在光耦合器上并且从该预定角度范围剩余的剩余角度范围的噪声光不入射在光耦合器上。
[0008] 降噪棱镜可以包括：第一图像入射在其上的入射表面；相对于入射表面倾斜的第一倾斜表面；和相对于第一倾斜表面倾斜的第二倾斜表面，第二倾斜表面面对光耦合器的第一表面。
[0009] 光耦合器的第一表面可以平行于降噪棱镜的第二倾斜表面。
[0010] 气隙可以设置在降噪棱镜的第二倾斜表面和光耦合器的第一表面之间，使得第二倾斜表面用作全反射表面。
[0011] 第一倾斜表面相对于入射表面的倾斜角可以被设定为使得有效光被第一倾斜表面全反射到第二倾斜表面并且噪声光的一部分透过第一倾斜表面。
[0012] 第二倾斜表面相对于第一倾斜表面的倾斜角可以被设定为使得有效光透过第二倾斜表面并入射在光耦合器的第一表面上。
[0013] 第二倾斜表面相对于第一倾斜表面的倾斜角可以被设定为使得噪声光的被第一倾斜表面全反射的一部分被第二倾斜表面全反射然后透过第一倾斜表面。
[0014] 第二倾斜表面可以连接到入射表面。
[0015] 第二倾斜表面与入射表面之间的角度可以是直角，以及第一倾斜表面和入射表面之间的角度可以不同于第一倾斜表面和第二倾斜表面之间的角度。
[0016] 降噪棱镜还可以包括将第二倾斜表面连接到入射表面的第三倾斜表面。
[0017] 第三倾斜表面可以平行于第一倾斜表面。
[0018] 降噪棱镜还可以包括将第一倾斜表面连接到第二倾斜表面的第三倾斜表面。
[0019] 第三倾斜表面可以平行于入射表面。
[0020] 降噪棱镜可以设置为使得降噪棱镜的入射表面和光耦合器的出射表面在相同的平面上。
[0021] 降噪棱镜可以设置为使得降噪棱镜的入射表面和光耦合器的第二表面在相同的平面上。
[0022] 光耦合器的第一表面和第二表面之间的角度可以是钝角。
[0023] 光耦合器可以包括：光波导，包括第一表面、第二表面、出射表面和与第一表面相对的第三表面；分束器，设置在光波导中并相对于出射表面倾斜；和凹面镜，邻近于第三表面设置。
[0024] 分束器可以包括半反射镜。
[0025] 透视显示装置还可以包括配置为防止倾斜入射在第二表面上的第二图像的光的一部分从光耦合器发出的多个偏振器。
[0026] 所述多个偏振器可以包括：第一偏振器，设置在第二表面上；和第二偏振器，设置在第一表面上并具有与第一偏振器的偏振轴垂直的偏振轴。
[0027] 透视显示装置还可以包括：四分之一波片，设置在第三表面和凹面镜之间；和第三偏振器，设置在出射表面上并具有平行于第一偏振器的偏振轴的偏振轴。
[0028] 透视显示装置还可以包括设置在分束器的一个表面上的椭圆偏振板。
[0029] 透视显示装置可以是可穿戴器件。
[0030] 根据一实施方式的一方面，一种透视显示装置包括：显示器件；和光耦合器，配置为通过组合沿第一路径来自显示器件的第一图像与来自不同于第一路径的第二路径的第二图像而获得组合图像并且发出所获得的组合图像。光耦合器包括第一图像入射在其上的第一表面、第二图像入射在其上的第二表面、以及组合图像经过其发出的出射表面。透视显示装置还包括降噪棱镜，该降噪棱镜设置在显示器件和光耦合器之间并且包括来自显示器件的第一图像入射在其上的入射表面、相对于入射表面倾斜的第一倾斜表面和相对于第一倾斜表面倾斜的第二倾斜表面，第二倾斜表面面对光耦合器的第一表面。入射表面和第一倾斜表面之间的第一角度、第一倾斜表面和第二倾斜表面之间的第二角度、以及第二倾斜表面和入射表面之间的第三角度被设定成使得在第一图像的光当中，预定角度范围的有效光入射在光耦合器上并且从该预定角度范围剩余的剩余角度范围的噪声光不入射在光耦合器上。
[0031] 第一角度、第二角度和第三角度可以进一步基于由有效光的预定角度范围确定的全反射临界角和降噪棱镜的折射率被设定。
[0033] 从以下结合附图对实施方式的描述中，这些和/或其它方面将变得显而易见并且更容易理解，在附图中：
[0034] 图1是示出根据一实施方式的透视显示装置的配置的概念图；
[0035] 图2是示出在根据一比较示例的透视显示装置中噪声光沿着其到达视场的光路的视图；
[0036] 图3是示出根据一实施方式的透视显示装置的配置和光学布置的视图；
[0037] 图4是示出根据入射角，入射在图3的透视显示装置中提供的降噪棱镜上的光的光路的详细视图；
[0038] 图5是示出根据另一实施方式的透视显示装置的配置和光学布置的视图；
[0039] 图6是示出根据另一实施方式的透视显示装置的配置和光学布置的视图；
[0040] 图7是示出根据另一实施方式的透视显示装置的配置和光学布置的视图；
[0041] 图8是示出根据另一实施方式的透视显示装置的配置和光学布置的视图；
[0042] 图9是示出根据另一实施方式的透视显示装置的配置和光学布置的视图；
[0043] 图10是示出根据另一实施方式的透视显示装置的配置和光学布置的视图；
[0044] 图11是示出根据另一实施方式的透视显示装置采用的降噪棱镜的形状以及根据各种入射角的光路的视图；和
[0045] 图12是示出根据另一实施方式的透视显示装置采用的降噪棱镜的形状的视图。
具体实施方式
[0046] 现在将参考附图更全面地描述本公开，附图中示出了实施方式。附图中的相同附图标记表示相同的元件，并且为了清楚和说明的方便，可以夸大附图中的元件的尺寸。此外，描述了实施方式，并且可以从实施方式进行各种修改。
[0047] 例如，还应理解，当一层被称为“在”另一层“上”时，它可以直接在所述另一层上，或者也可以在它们之间存在居间层。
[0048] 如本文使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。还应理解，本文使用的术语“包含”和/或“包含……的”表明所述组件的存在，但不排除一个或更多个其它组件的存在或添加。
[0050] 此外，除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法的步骤可以以任何合适的顺序执行。本公开不限于所描述的步骤顺序。除非另外声明，否则本文中提供的任何和所有示例或示例语言(例如，“诸如”)的使用旨在更好地说明本公开，并且不对本公开的范围构成限制。
[0051] 如本文使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项目的任何和所有组合。诸如“至少一个”的表述当在一列元件之后时，修饰整列元件，而不修饰该列中的个别元件。
[0052] 图1是示出根据一实施方式的透视显示装置的配置的概念图。
[0053] 根据一实施方式的透视显示装置是这样的显示装置，其可以组合来自不同路径的第一图像和第二图像以获得组合图像，并且可以将组合图像提供给观察者。第一图像可以是例如由显示器件形成的图像，第二图像可以是前景图像，也就是，真实环境图像。
[0054] 由显示器件形成的第一图像可以包括有效光和噪声光。第一图像的光在通过光耦合器的光路中经历反射、折射、聚焦等，直到到达观察者的视场。在这种情况下，根据第一图像的光的发射角度，第一图像的被反射、折射和聚焦在期望位置并到达观察者的视场的部分光可被称为有效光，被反射、折射和聚焦在非期望位置然后到达观察者的视场从而降低图像品质的部分光可以被称为噪声光。
[0055] 根据一实施方式的透视显示装置包括位于光耦合器的光入射到其上的一侧的噪声消除器以使噪声最小化。噪声消除器执行路径转换，使得第一图像的光当中仅有效光入射到光耦合器上并且噪声光不入射到光耦合器上，也就是，发射到透视显示装置的外部。
[0056] 因此，通过将第二图像的光与不包括噪声光的第一图像的光组合而获得的组合图像可以被提供到观察者的视场。
[0057] 第一图像可以是由显示器件形成的虚拟现实(VR)图像，以包括关于真实环境的第二图像的附加信息，并且实施方式的透视显示装置可以应用于增强现实(AR)显示装置。
[0058] 图2是示出在根据一比较示例的透视显示装置10中噪声光通过其到达视场的光路的视图。
[0059] 根据比较示例的透视显示装置10包括显示装置11、光波导12、分束器13和凹面镜14。
[0060] 光波导12、分束器13和凹面镜14共同用作将来自显示装置11的第一图像的光与作为外部图像的第二图像的光组合的光耦合器。
[0061] 在检查来自透视显示装置10的光沿着其到达观察者的视场的光路时，除了由实线指示的有效光Le之外，由虚线指示的噪声光Ln也到达观察者的视场。
[0062] 根据一实施方式的透视显示装置采用这样的结构，其中来自显示器件100的图像光当中的仅有效光Le可以到达光耦合器，从而防止噪声光Ln到达观察者的视场。
[0063] 图3是示出根据一实施方式的透视显示装置1000的配置和光学布置的视图。图4是示出根据入射角，入射在提供于图3的透视显示装置1000中的降噪棱镜200上的光的光路的详细视图。
[0064] 透视显示装置1000包括：显示器件100；光耦合器700，配置为将由显示器件100形成的第一图像的第一光L1与第二图像的第二光L2组合，其中第二图像的第二光L2来自与第一图像的路径不同的路径；以及降噪棱镜200，位于显示器件100和光耦合器700之间，并且配置为执行路径转换，使得第一光L1当中的噪声光L1_n不入射在光耦合器700上。
[0065] 显示器件100通过根据第一图像信息调制光来形成第一图像的第一光L1。第一图像可以是二维(2D)图像或三维(3D)图像，并且3D图像的示例可以包括全息图像、立体图像、光场图像和集成摄影(IP)图像，并且可以包括多视图图像或超多视图图像。
[0066] 显示器件100的示例可包括硅上液晶(LCoS)器件、液晶显示(LCD)器件、有机发光二极管(OLED)显示器件或数字微镜器件(DMD)，并且可以包括下一代显示器件，诸如微LED器件、量子点(QD)显示器件或LED器件。
[0067] 用于将第一图像的第一光L1与第二图像的第二光L2组合并发射组合图像的光耦合器700包括第一图像入射在其上的第一表面300a、第二图像入射在其上的第二表面300b、以及组合图像通过期发射的出射表面300c。
[0068] 光耦合器700包括：光波导300，包括第一表面300a、第二表面300b、出射表面300c和与第一表面300a相对的第三表面300d；分束器400，位于光波导300中并且相对于出射表面300c倾斜；以及凹面镜500，邻近第三表面300d。
[0069] 分束器400可以是半反射镜，用于反射部分入射光并透射部分入射光。然而，本实施方式不限于此，并且用于反射一个偏振光并透射另一偏振光的偏振分束器可以用作分束器400。
[0070] 凹面镜500包括凹的反射面，使得第一光L1经过凹面镜500和分束器400然后聚焦在观察者的视场上。
[0071] 降噪棱镜200包括多个倾斜表面，所述多个倾斜表面改变光路以使得第一图像的第一光L1当中的预定角度范围的有效光L1_e入射在光耦合器700上并且剩余角度范围的噪声光L1_n不入射在光耦合器700上。
[0072] 参照图4，降噪棱镜200包括第一图像入射在其上的入射表面200a、相对于入射表面200a倾斜的第一倾斜表面200b、以及相对于第一倾斜表面200b倾斜并面对光耦合器700的第一表面300a的第二倾斜表面200c。
[0073] 光耦合器700的第一表面300a和降噪棱镜200的第二倾斜表面200c可以彼此平行。
[0074] 气隙G可以形成在降噪棱镜200的第二倾斜表面200c与光耦合器700的第一表面300a之间，使得第二倾斜表面200c用作全反射表面。然而，本实施方式不限于此，例如，具有比降噪棱镜200的折射率低的折射率的材料可以填充在气隙G中。
[0075] 第一倾斜表面200b和第二倾斜表面200c的倾斜角度可以被确定为使得有效光L1_e入射在光耦合器700的第一表面300a上并且噪声光L1_n从透视显示装置1000中逸出而不入射在光耦合器700的第一表面300a上。
[0076] 在检查有效光L1_e的路径时，有效光L1_e可以被第一倾斜表面200b全反射到第二倾斜表面200c，可以穿过第二倾斜表面200c而不被第二倾斜表面200c全反射，并且可以入射在光耦合器700的第一表面300a上。
[0077] 在检查噪声光L1_n的路径时，噪声光L1_n可以透过第一倾斜表面200b，或者可以被第一倾斜表面200b全反射到第二倾斜表面200c，然后可以被第二倾斜表面200c全反射。
[0078] 第一倾斜表面200b和第二倾斜表面200c的角度可以被确定为使得针对预定角度范围的有效光L1_e和剩余范围的噪声光L1_n形成这样的光路。
[0079] 第一倾斜表面200b相对于入射表面200a的倾斜角度可以被确定为使得有效光L1_e被第一倾斜表面200b全反射并且至少部分噪声光L1_n经第一倾斜表面200b传输到外部。
[0080] 第二倾斜表面200c相对于第一倾斜表面200b的倾斜角度可以被确定为使得有效光L1_e透过第二倾斜表面200c并且入射在光耦合器700的第一表面300a上并且被第一倾斜表面200b全反射且入射在第二倾斜表面200c上的噪声光L1_n被第二倾斜表面200c全反射。
[0081] 这样的角度通过还考虑由有效光L1_e的角度范围确定的全反射的临界角和降噪棱镜200的折射率来确定。
[0082] 如图4所示，降噪棱镜200可以具有，但不限于，其中第二倾斜表面200c和入射表面200a彼此连接的三棱镜形状。
[0083] 除了以上要求之外，还可以通过考虑光耦合器700和显示器件100的布置来确定降噪棱镜200的形状。例如，所述要求可以通过使第二倾斜表面200c与入射表面200a之间的角度为直角(90°)并且使第一倾斜表面200b和入射表面200a之间的角度与第一倾斜表面200b和第二倾斜表面200c之间的角度彼此不同来满足。然而，本实施方式不限于此，并且即使当所述两个角度根据有效光L1_e的角度范围和降噪棱镜200的折射率而相同时，也可以满足所述要求。
[0084] 图5是示出根据另一实施方式的透视显示装置1001的配置和光学布置的视图。
[0085] 透视显示装置1001包括：显示器件100；光耦合器700，配置为组合由显示器件100形成的第一图像的第一光L1与来自与第一图像的路径不同的路径的第二图像的第二光L2；以及降噪棱镜200，位于显示器件100和光耦合器700之间，并被配置为执行路径转换，以使在第一光L1当中，噪声光L1_n不入射在光耦合器700上而有效光L1_e入射在光耦合器700上。
[0086] 除了显示器件100和降噪棱镜200的布置之外，本实施方式的透视显示装置1001与图3的透视显示装置1000基本相同。
[0087] 虽然在图3的透视显示装置1000中，降噪棱镜200被定位成使得降噪棱镜200的入射表面200a和光耦合器700的第二表面300b在相同的平面上，但是在本实施方式的透视显示装置1001中，降噪棱镜200被定位成使得降噪棱镜200的入射表面200a和光耦合器700的出射表面300c在相同的平面上。
[0088] 图6是示出根据另一实施方式的透视显示装置1002的配置和光学布置的视图。
[0089] 透视显示装置1002包括：显示器件100；光耦合器700，配置为组合由显示器件100形成的第一图像的第一光L1与来自与第一图像的路径不同的路径的第二图像的第二光L2；以及降噪棱镜202，位于显示器件100和光耦合器700之间，并被配置为执行路径转换以使得在第一光L1当中，噪声光L1_n不入射在光耦合器700上而有效光L1_e入射在光耦合器700上。
[0090] 除了显示器件100的位置和降噪棱镜202的形状之外，本实施方式的透视显示装置1002与图3的透视显示装置1000基本相同。
[0091] 降噪棱镜202包括：第一图像入射在其上的入射表面202a、相对于入射表面202a倾斜的第一倾斜表面202b、相对于第一倾斜表面202b倾斜并且面对光耦合器700的第一表面300a的第二倾斜表面202c、以及将入射表面202a连接到第二倾斜表面202c的第三倾斜表面
202d。
202d。
[0092] 降噪棱镜202可以具有这样的形状，其中具有相同形状的两个三棱镜彼此连接以使得第三倾斜表面202d平行于第一倾斜表面202b。
[0093] 在来自显示器件100的光当中，噪声光L1_n可以透过第一倾斜表面202b，或者可以被第一倾斜表面202b全反射，然后可以被第二倾斜表面202c全反射，以从透视显示装置1002逸出而不入射在光耦合器700上，并且有效光L1_e可以经第一倾斜表面202b和第三倾斜表面202d传输到光耦合器700。
[0094] 图7是示出根据另一实施方式的透视显示装置1003的配置和光学布置的视图。
[0095] 透视显示装置1003包括：显示器件100；光耦合器703，配置为组合由显示器件100形成的第一图像的第一光L1与来自与第一图像的路径不同的路径的第二图像的第二光L2；以及降噪棱镜203，位于显示器件100和光耦合器703之间，并被配置为执行路径转换以使得在第一光L1当中，噪声光L1_n不入射在光耦合器703上而有效光L1_e入射在光耦合器703上。
[0096] 透视显示装置1003与图5的透视显示装置1001基本相同，除了降噪棱镜203(包括倾斜表面203b和203c)和光耦合器703的光波导303形成为使得降噪棱镜203的末端部分和光波导303(包括第一表面303a、第二表面303b和第三表面303d)被切割以减小厚度(也就是，图7中的水平宽度)之外。
[0097] 与图5的透视显示装置1001相比，降噪棱镜203的入射表面203a朝向第一光L1的行进方向偏移，并且显示器件100位于光耦合器703的出射表面303c与降噪棱镜203的入射表面203a之间。也就是，显示器件100位于与光耦合器703的出射表面303c相同的平面上，因此透视显示装置1003的水平宽度被减小至小于图5的透视显示装置1001的水平宽度。
[0098] 图8是示出根据另一实施方式的透视显示装置1004的配置和光学布置的视图。
[0099] 透视显示装置1004包括：显示器件100；光耦合器704，配置为组合由显示器件100形成的第一图像的第一光L1与来自与第一图像的路径不同的路径的第二图像的第二光L2；和降噪棱镜204，位于显示器件100和光耦合器704之间，并被配置为执行路径转换以使得在第一光L1当中，噪声光L1_n不入射在光耦合器704上而有效光L1_e入射在光耦合器704上。
[0100] 除了降噪棱镜204的形状和光波导304的形状之外，本实施方式的透视显示装置1004与图5的透视显示装置1001基本相同。
[0101] 光波导304包括第一光L1入射在其上的第一表面304a、第二光L2入射在其上的第二表面304b、组合图像的光通过其发射的出射表面304c、以及与第一表面304a相对的第三表面304d。第一表面304a和第二表面304b之间的角度是钝角，也就是，大于90°的角度。
[0102] 降噪棱镜204包括入射表面204a、第一倾斜表面204b和第二倾斜表面204c，第二倾斜表面204c平行于光耦合器704的第一表面304a。因此，降噪棱镜204的入射表面204a和第二倾斜表面204c之间的角度与光耦合器704的第一表面304a和第二表面304b之间的角度是相同的钝角。降噪棱镜204的两个剩余角度可以被确定为使得噪声光L1_n从透视显示装置1004逸出并且有效光L1_e入射在光耦合器704的第一表面304a上。
[0103] 因为光波导304被成形为使得第一表面304a和第二表面304b之间的角度是钝角，所以第二图像的第二光L2当中的噪声光L2_n可以不到达观察者的视场。如图8所示，倾斜地入射在光耦合器704上的噪声光L2_n可以被第一表面304a全反射，并且可以从透视显示装置1004逸出而没有到达观察者的视场。
[0104] 图9是示出根据另一实施方式的透视显示装置1005的配置和光学布置的视图。
[0105] 透视显示装置1005包括：显示器件100；光耦合器700，配置为组合由显示器件100形成的第一图像的第一光L1与来自与第一图像的路径不同的路径的第二图像的第二光L2；和降噪棱镜200，位于显示器件100和光耦合器700之间，并被配置为执行路径转换以使得在第一光L1当中，噪声光L1_n不入射在光耦合器700上而有效光L1_e入射在光耦合器700上。
[0106] 除了还设置光学构件以使得第二图像的第二光L2当中的噪声光L2_n1和噪声光L2_n2不到达观察者的视场之外，本实施方式的透视显示装置1005与图5的透视显示装置1001基本相同。
[0107] 第一偏振器810位于光波导300的第二表面300b上，第二偏振器820位于光波导300的第一表面300a上。第一偏振器810和第二偏振器820可以具有彼此垂直的偏振轴。例如，第一偏振器810可以具有用于透射第一偏振 的光的偏振轴，第二偏振器820可以具有用于透射第二偏振(⊙)的光的偏振轴。
[0108] 由于第一和第二偏振器810和820，噪声光L2_n1没有到达观察者的视场。噪声光L2_n1穿过第一偏振器810以成为第一偏振 的光，入射在垂直于第一偏振器810的第二偏振器820上，并且不透过第二偏振器820。
[0109] 此外，四分之一波片840可以位于光波导300的第三表面300d上，第三偏振器830可以位于光波导300的出射表面300c上。第三偏振器830可以具有与第一偏振器810相同的偏振轴。也就是，第三偏振器830可以具有用于透射第一偏振 的光的偏振轴。
[0110] 由于四分之一波片840和第三偏振器830，噪声光L2_n2没有到达观察者的视场。噪声光L2_n2穿过第一偏振器810变成第一偏振 的光，透过四分之一波片840变成圆偏振光，并被凹面镜500反射而变成在相反方向上的圆偏振光。接下来，噪声光L2_n2穿过四分之一波片840以变成第二偏振(⊙)的光并入射在第三偏振器830上。因为第三偏振器830仅透射第一偏振 的光，所以第二偏振(⊙)的噪声光L2_n2被第三偏振器830吸收。
[0111] 如上所述地构造的透视显示装置1005可以去除第二光L2中的噪声光L2_n1和噪声光L2_n2以使其不入射在观察者的视场上，并且可以防止来自显示器件100的部分有效光L1_e在被分束器400反射时向外泄漏。
[0112] 如图9所示，部分有效光L1_e可以被作为半反射镜的分束器400反射。因为有效光L1_e穿过第二偏振器820然后作为第二偏振(⊙)的光入射到光耦合器700上，所以有效光L1_e被透射第一偏振 的光的第一偏振器810吸收。因此，可以防止由显示器件100形成的图像向外泄漏并且被另一个人不期望地感知。
[0113] 尽管提供第一至第三偏振器810、820和830以及四分之一波片840来去除图9中的噪声光L2_n1和噪声光L2_n2，但这是一示例。如果需要，可选地，可以仅设置第一偏振器810和第二偏振器820，或者可以仅设置第一偏振器810、四分之一波片840和第三偏振器830。
[0114] 图10是示出根据另一实施方式的透视显示装置1006的配置和光学布置的视图。
[0115] 透视显示装置1006包括：显示器件100；光耦合器700，配置为组合由显示器件100形成的第一图像的第一光L1与来自与第一图像的路径不同的路径的第二图像的第二光L2；和降噪棱镜200，位于显示器件100和光耦合器700之间，并被配置为执行路径转换以使得在第一光L1当中，噪声光L1_n不入射在光耦合器700上而有效光L1_e入射在光耦合器700上。
[0116] 除了还设置位于分束器400的一个表面上的椭圆偏振板410之外，本实施方式的透视显示装置1006与图5的透视显示装置1001基本相同。
[0117] 椭圆偏振板410位于分束器400的两个表面当中的分束器400的面对第一表面300a的表面上，使得部分有效光L1_e在被分束器400反射时不向外泄漏。通过第一表面300a入射的有效光L1_e由于椭圆偏振板410而在到达分束器400之前变为椭圆偏振光，并且成为椭圆偏振光的部分有效光L1_2被分束器400反射而变成在相反方向上的椭圆偏振光并再次入射在椭圆偏振板410上。通过被分束器400反射而成为在相反方向上的椭圆偏振光的所述部分有效光L1_2被椭圆偏振板410吸收而不透过椭圆偏振板410。
[0118] 在这种结构中，可以防止由显示器件100形成的图像向外泄漏并且被另一个人不期望地感知。
[0119] 图11是示出根据另一实施方式的透视显示装置采用的降噪棱镜210的形状以及根据各种入射角的光路的视图。
[0120] 降噪棱镜210包括由显示器件形成的第一图像的第一第一光L1_1、第一第二光L1_2、第一第三光L1_3入射在其上的入射表面210a，相对于入射表面210a倾斜的第一倾斜表面
210b，相对于第一倾斜表面210b倾斜并面对光耦合器的第二倾斜表面210c。
210b，相对于第一倾斜表面210b倾斜并面对光耦合器的第二倾斜表面210c。
[0121] 入射表面210a和第一倾斜表面210b之间的角度α、第一倾斜表面210b和第二倾斜表面210c之间的角度r、以及入射表面210a和第二倾斜表面210c之间的角度β可以被确定为执行路径转换，以使得有效光透过第二倾斜表面210c并入射到光耦合器上，并且噪声光沿不同的方向行进。
[0122] 因为角度α、β和r取决于有效光的角度范围，所以将参照分别具有θ1、θ2和θ3的入射角的第一第一光L1_1、第一第二光L1_2和第一第三光L1_3的光路描述设定角度α、β和r的方法。
[0123] 当具有入射角θ1的第一第一光L1_1在有效光的角度范围内时，在位置①处的第一倾斜表面210b上的入射角α-θ1必须大于全反射的临界角θc。当第一第一光L1_1在噪声光的角度范围内时，入射角α-θ1可以被设定为等于或小于全反射临界角θc的值。
[0124] 当具有入射角θ2的第一第二光L1_2在有效光的角度范围内时，在位置②处的第一倾斜表面210b上的入射角α+θ2必须大于全反射的临界角θc以使得第一第二光L1_2被第一倾斜表面210b全反射。当第一第二光L1_2在噪声光的角度范围内时，入射角α+θ2可以被设定为等于或小于全反射临界角θc的值。即使当第一第二光L1_2被第一倾斜表面210b全反射并到达第二倾斜表面210c时，第二倾斜表面210c上的入射角α+θ2-r的条件也可以根据第一第二光L1_2是有效光还是噪声光被设定。
[0125] 当具有入射角θ3的第一第三光L1_3在有效光的角度范围内时，在位置④处的第二倾斜表面210c上的入射角90°-β+θ3必须大于全反射的临界角θc使得第一第三光L1_3被第二倾斜表面210c全反射。当第一第三光L1_3在噪声光的角度范围内时，入射角α+θ2可以被设定为等于或小于全反射临界角θc的值。
[0126] 可以通过考虑以上要求来确定三个角度α、β和r。三个角度α、β和r可以具有不同的值，或者三个角度α、β和r中的两个角度可以具有相同的值。此外，通过考虑与在透视显示装置中设置的其它光学元件的位置关系，可以预先将三个角度α、β和r中的一个角度设定为钝角或直角。
[0127] 图12是示出根据另一实施方式的透视显示装置采用的降噪棱镜210'的形状的视图。
[0128] 降噪棱镜210'具有包括第四倾斜表面210d的形状，该第四倾斜表面210d通过切割具有图11的角度α、β和r的降噪棱镜210的端部而将第一倾斜表面210b连接到第二倾斜表面210c。入射表面210a、第一倾斜表面210b和第二倾斜表面210c的相对倾斜角度与图11中的相对倾斜角度相同，因此可以执行路径转换，以使得有效光透过第二倾斜表面210c并且噪声光在不同的方向上行进。而且，因为降噪棱镜210'通过切割降噪棱镜210的一部分来形成，所以可以减小采用降噪棱镜210'的透视显示装置的体积。
[0129] 因为任何上述透视显示装置可以向观察者显示由显示器件形成的图像和现实世界的图像两者，所以透视显示装置可以用于实现增强现实(AR)。
[0130] AR可以通过在现实世界环境上叠加虚拟对象或信息来进一步增强对现实世界的感知和与现实世界的互动。例如，在观察者的位置处，关于现实世界环境的附加信息可以由图像形成单元形成，并且可以提供给观察者。AR显示器可以应用于普遍存在的环境或物联网(IoT)环境。
[0131] 现实世界的图像不限于真实环境，并且可以是例如由另一成像器件形成的图像。因此，透视显示装置可以应用于显示两个图像的多图像显示装置。
[0132] 透视显示装置可以配置为可穿戴装置。透视显示装置的所有或一些元件可以被配置为可穿戴元件。
[0133] 例如，透视显示装置可以应用于头戴式显示(HMD)装置。此外，本公开不限于此，并且透视显示装置可以应用于眼镜型显示装置或护目镜型显示装置。
[0134] 透视显示装置可以与诸如智能电话的其它电子器件交互操作，或者可以通过连接到诸如智能电话的其它电子器件操作。例如，可以在智能电话中提供用于驱动透视显示装置的控制器。另外，透视显示装置可以设置在智能电话中，并且智能电话本身可以用作透视显示装置。
[0135] 透视显示装置可以提供具有由显示器件形成的图像的降低的噪声分量的组合图像。
[0136] 透视显示装置可以另外提供具有真实图像光的降低的噪声分量的组合图像，和/或可以防止由显示器件形成的图像向外泄漏。
[0137] 因此，透视显示装置可以提供具有高质量的AR显示器。
[0138] 虽然已经参考附图描述了一个或更多个实施方式，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求限定的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。
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