Устройство отображения - RU2017102383A

1. Устройство отображения, содержащее:

- массив светоизлучающих элементов для испускания света и

- множество оптических элементов для приема света от массива светоизлучающих элементов, при этом каждый оптический элемент ассоциирован по меньшей мере с одним светоизлучающим элементом и сконфигурирован с возможностью формировать из принятого света по меньшей мере один коллимированный световой пучок.

2. Устройство по п. 1, в котором множество оптических элементов включает в себя по меньшей мере один первый оптический элемент и по меньшей мере один второй оптический элемент, которые ассоциированы по меньшей мере с одним светоизлучающим элементом, причем первый и второй оптические элементы сконфигурированы с возможностью принимать свет по меньшей мере от одного ассоциированного светоизлучающего элемента и формировать из принятого света по меньшей мере один первый коллимированный световой пучок и по меньшей мере один второй коллимированный световой пучок, при этом первый и второй оптические элементы и по меньшей мере один ассоциированный светоизлучающий элемент сконфигурированы и локализованы таким образом, что первый коллимированный световой пучок проходит через первую часть выходного зрачка устройства отображения, а второй коллимированный световой пучок проходит через вторую часть выходного зрачка устройства отображения, отличную от первой части, например не соприкасающуюся с ней.

3. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее позиционирующее устройство для установки устройства отображения в такое положение относительно глаза пользователя, в котором глаз пользователя позиционирован для правильного использования устройства отображения, при этом первый и второй оптические элементы и по меньшей мере один ассоциированный светоизлучающий элемент сконфигурированы и локализованы таким образом, что в процессе правильного использования устройства отображения первый коллимированный световой пучок формирует изображение на центральной части сетчатки глаза, включающей центральную ямку, а второй коллимированный световой пучок формирует изображение на периферийной части сетчатки, вне центральной ямки.

4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором множество оптических элементов включает в себя по меньшей мере один первый оптический элемент и по меньшей мере один второй оптический элемент, которые ассоциированы по меньшей мере с одним светоизлучающим элементом, при этом:

первый и второй оптические элементы сконфигурированы с возможностью принимать свет по меньшей мере от одного ассоциированного светоизлучающего элемента и формировать из принятого света по меньшей мере один первый коллимированный световой пучок и по меньшей мере один второй коллимированный световой пучок;

первый и второй оптические элементы и по меньшей мере один ассоциированный светоизлучающий элемент сконфигурированы и локализованы таким образом, что первый и второй коллимированные световые пучки являются на выходе устройства отображения, по существу, взаимно параллельными и по меньшей мере частично пространственно совмещенными.

5. Устройство по любому из пп. 2-4, в котором фокусное расстояние первого оптического элемента больше, чем фокусное расстояние второго оптического элемента.

6. Устройство по п. 5, в котором первый оптический элемент находится в первом слое, второй оптический элемент находится во втором слое, а ассоциированный светоизлучающий элемент находится в третьем слое, причем второй слой расположен между первым и третьим слоями.

7. Устройство по п. 5 или 6, в котором фокальная плоскость первого оптического элемента и фокальная плоскость второго оптического элемента образуют общую фокальную плоскость, причем ассоциированный светоизлучающий элемент помещен в указанную общую фокальную плоскость.

8. Устройство по любому из пп. 5-7, дополнительно содержащее фильтр для блокирования света, испускаемого светоизлучающим элементом, ассоциированный как с первым, так и со вторым оптическим элементом, при этом фильтр помещен между первым и вторым оптическими элементами.

9. Устройство по любому из пп. 2-8, в котором:

массив светоизлучающих элементов включает в себя по меньшей мере один первый светоизлучающий элемент для испускания света по меньшей мере одного первого цвета и по меньшей мере один второй светоизлучающий элемент для испускания света по меньшей мере одного второго цвета, отличного от первого цвета;

первый оптический элемент ассоциирован только по меньшей мере с одним первым светоизлучающим элементом, а второй оптический элемент ассоциирован только по меньшей мере с одним вторым светоизлучающим элементом;

первый оптический элемент сконфигурирован с возможностью принимать свет от первого светоизлучающего элемента и формировать на основе принятого света первый коллимированный световой пучок, а второй оптический элемент сконфигурирован с возможностью принимать свет от второго светоизлучающего элемента и формировать на основе принятого света второй коллимированный световой пучок.

10. Устройство по любому из пп. 2-8, в котором первый и второй оптические элементы ассоциированы по меньшей мере с одним общим светоизлучающим элементом, при этом первый оптический элемент сконфигурирован с возможностью принимать свет от общего светоизлучающего элемента и формировать из принятого света первый коллимированный световой пучок, а второй оптический элемент сконфигурирован с возможностью принимать свет от общего светоизлучающего элемента и формировать из принятого света второй коллимированный световой пучок.

11. Устройство по любому из пп. 2-10, в котором первый и/или второй оптические элементы сконфигурированы таким образом, что оптическая ось оптического элемента и его опорная ось ориентированы наклонно одна к другой.

12. Устройство по любому из пп. 2-11, в котором первый и второй оптические элементы сконфигурированы таким образом, что опорная ось первого оптического элемента и опорная ось второго оптического элемента ориентированы наклонно одна к другой.

13. Устройство по любому из пп. 2-11, в котором первый и второй оптические элементы сконфигурированы таким образом, что опорная ось первого оптического элемента и опорная ось второго оптического элемента ориентированы взаимно параллельно.

14. Устройство по любому из пп. 2-13, в котором первый и второй оптические элементы сконфигурированы таким образом, что опорная ось первого оптического элемента совпадает с опорной осью второго оптического элемента.

15. Устройство по любому из пп. 2-11, в котором первый и второй оптические элементы сконфигурированы таким образом, что опорная ось первого оптического элемента пространственно отделена от опорной оси второго оптического элемента.

16. Устройство по любому из пп. 2-15, в котором первый оптический элемент представляет собой первый голографический оптический элемент, записанный в первой зоне эмульсии устройства отображения, а второй оптический элемент представляет собой второй голографический оптический элемент, записанный во второй зоне эмульсии устройства отображения, отличной от первой зоны эмульсии.

17. Устройство по любому из пп. 2-15, в котором первый оптический элемент представляет собой первый голографический оптический элемент, сформированный в первой зоне эмульсии устройства отображения, а второй оптический элемент представляет второй голографический оптический элемент, записанный также в первой зоне эмульсии.

18. Устройство по любому из пп. 2-17, в котором по меньшей мере один второй оптический элемент содержит по меньшей мере два вторых оптических элемента, смещенных с оптической оси первого оптического элемента, предпочтительно при равенстве расстояний между оптической осью первого оптического элемента и оптической осью каждого второго оптического элемента и с образованием вторыми оптическими элементами, например, равностороннего треугольника или квадрата.

19. Устройство по любому из пп. 2-18, в котором первый и второй оптические элементы ассоциированы по меньшей мере с одним общим светоизлучающим элементом, при этом первый оптический элемент сконфигурирован и позиционирован относительно общего светоизлучающего элемента с возможностью формирования, посредством отражения, дифракции и/или отклонения первого порядка, на основе света, испускаемого общим светоизлучающим элементом, первого коллимированного светового пучка, а второй оптический элемент сконфигурирован и позиционирован относительно общего светоизлучающего элемента с возможностью формирования, посредством отражения, дифракции и/или отклонения второго порядка, на основе света, испускаемого общим светоизлучающим элементом, второго коллимированного светового пучка.

20. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором оптический элемент ассоциирован по меньшей мере с одним первым светоизлучающим элементом и по меньшей мере с одним вторым светоизлучающий элементом, при этом каждый из первого и второго светоизлучающих элементов способен переключаться между включенным состоянием, в котором он испускает свет, и выключенным состоянием, в котором он не испускает света, а оптический элемент сконфигурирован с возможностью формировать на основе света, испускаемого по меньшей мере одним первым светоизлучающим элементом, по меньшей мере один первый коллимированный световой пучок, а на основе света, испускаемого по меньшей мере одним вторым светоизлучающим элементом, - по меньшей мере один второй коллимированный световой пучок, при этом оптический элемент, а также первый и второй светоизлучающие элементы сконфигурированы и локализованы таким образом, что:

- первый коллимированный световой пучок проходит через первую часть выходного зрачка устройства отображения, а

- второй коллимированный световой пучок проходит через вторую часть выходного зрачка устройства отображения, отличную от первой части и предпочтительно не соприкасающуюся с ней.

21. Устройство по п. 20, дополнительно содержащее:

- устройство для отслеживания изображения, обеспечивающее отслеживание изображения зрачка глаза пользователя и генерирование сигнала, характеризующего положение указанного зрачка, и

- блок управления для переключения первого и второго светоизлучающих элементов в зависимости от указанного сигнала, сконфигурированный с возможностью:

- переводить первый светоизлучающий элемент в его включенное состояние и/или переводить второй светоизлучающий элемент в его выключенное состояние, когда зрачок глаза пользователя позиционирован в первой части выходного зрачка устройства отображения, и/или

- переводить первый светоизлучающий элемент в его выключенное состояние и/или переводить второй светоизлучающий элемент в его включенное состояние, когда зрачок глаза пользователя позиционирован во второй части выходного зрачка устройства отображения.

22. Устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее переключаемое отклоняющее устройство, сконфигурированное для изменения направления распространения каждого коллимированного пучка по меньшей мере между одним первым направлением и по меньшей мере одним вторым направлением, при этом отклоняющее устройство сконфигурировано для изменения направления распространения независимо для каждой из множества пространственно разделенных групп коллимированных световых пучков.

23. Устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее множество переключаемых отклоняющих элементов, каждый из которых ассоциирован по меньшей мере с одним коллимированным световым пучком и способен переключаться между включенным состоянием, в котором он не изменяет направления распространения коллимированного светового пучка, так что указанный пучок проходит через первую часть выходного зрачка устройства отображения, и выключенным состоянием, в котором он изменяет направление распространения коллимированного светового пучка так, что коллимированный световой пучок проходит через вторую часть выходного зрачка устройства отображения, отличную от первой части и, в частности, не соприкасающуюся с ней.

24. Устройство по п. 23, дополнительно содержащее:

- устройство для отслеживания изображения, обеспечивающее отслеживание изображения зрачка глаза пользователя и генерирование сигнала, характеризующего положение указанного зрачка, и

- блок управления для переключения отклоняющих элементов в зависимости от указанного сигнала, сконфигурированный с возможностью:

- переводить, когда зрачок глаза пользователя позиционирован в первой части выходного зрачка устройства отображения, отклоняющие элементы, обеспечивающие во включенном состоянии прохождение коллимированных световых пучков через вторую часть выходного зрачка устройства отображения, в выключенное состояние с обеспечением прохождения коллимированных световых пучков через первую часть выходного зрачка устройства отображения и/или

- переводить, когда зрачок глаза пользователя позиционирован во второй части выходного зрачка устройства отображения, отклоняющие элементы, обеспечивающие во включенном состоянии прохождение коллимированных световых пучков через первую часть выходного зрачка устройства отображения, в выключенное состояние с обеспечением прохождения коллимированных световых пучков через вторую часть выходного зрачка устройства отображения.

25. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере часть множества оптических элементов, а также по меньшей мере часть ассоциированных светоизлучающих элементов сконфигурированы и локализованы таким образом, что по меньшей мере в одном операционном состоянии устройства отображения коллимированные световые пучки сходятся к точке пересечения или в область пересечения, расположенной (расположенную) соответственно в точке или вблизи точки, вокруг которой вращается глаз пользователя при переходе от первого направления наблюдения ко второму направлению наблюдения.

26. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором множество оптических элементов включает в себя голографический оптический элемент и/или дифракционную решетку, и/или отражающее покрытие, в частности дихроичное и/или имеющее отражающую область сферической или параболической формы.

27. Устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее дисплейный компонент, у которого имеется полупрозрачная область и на котором в указанной области локализованы указанное множество светоизлучающие элементов, пространственно удаленных друг от друга, а также оптические элементы.