特表 2024-518339 光学イメージングシステムに適用する視野制御装置及び光学イメージングシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-01

(54)【発明の名称】光学イメージングシステムに適用する視野制御装置及び光学イメージングシステム

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/56 20200101AFI20240423BHJP

   G02B 5/00 20060101ALI20240423BHJP

   G02F 1/17 20190101ALN20240423BHJP

【ＦＩ】

G02B30/56

G02B5/00 Z

G02F1/17

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023566588

(86)(22)【出願日】2023-01-18

(85)【翻訳文提出日】2023-10-27

(86)【国際出願番号】 CN2023072840

(87)【国際公開番号】W WO2023160310

(87)【国際公開日】2023-08-31

(31)【優先権主張番号】202210173698.1

(32)【優先日】2022-02-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521009979

【氏名又は名称】安徽省東超科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＡＮＨＵＩ ＥＡＳＰＥＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｌｅｖｅｌ １， Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ａ３， Ｃｈｕａｎｇｇｕ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐａｒｋ， Ｎｏ． ９００ Ｗａｎｇｊｉａｎｇ Ｗｅｓｔ Ｒｏａｄ， Ｈｉｇｈ－Ｔｅｃｈ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｈｅｆｅｉ， Ａｎｈｕｉ ２３００８８， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジャン リャンリャン

(72)【発明者】

【氏名】ハン ドンチェン

(72)【発明者】

【氏名】ファン チャオ

【テーマコード（参考）】

2H042

2H199

2K101

【Ｆターム（参考）】

2H042AA06

2H042AA20

2H042AA26

2H199BA32

2H199BA62

2H199BA67

2H199BB08

2H199BB17

2H199BB29

2H199BB41

2K101AA36

2K101EK03

(57)【要約】

光学イメージングシステム（１００）に適用する視野制御装置（３）及び光学イメージングシステム（１００）であって、光学イメージングシステム（１００）に適用する視野制御装置（３）は、光を透過できる基体（３０２）と、それぞれ基体（３０２）に設けられ且つ互いに平行であり、基体（３０２）の第１の方向に順次に設けられ、且つ少なくとも隣接する２つが間隔をあけて隣接する２つの間に光透過領域を形成する複数の遮光部（３０３）と、を含む。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学イメージングシステムに適用する視野制御装置であって、
光を透過できる基体と、
いずれも前記基体に設けられて且つ互いに平行であり、前記基体の第１の方向に順次に設けられる複数の遮光部であって、複数の前記遮光部のうち少なくとも隣接する２つの前記遮光部は間隔をあけて、隣接する２つ前記遮光部の間に光透過領域を形成する複数の遮光部と、を含む、光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項2】

前記基体内に前記遮光部を取り付けるための複数の取付部が設けられ、複数の前記遮光部は複数の前記取付部に各々対応する、請求項１に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項3】

前記取付部は取付溝として構成され、前記取付溝は前記基体の厚さ方向に延びる、請求項２に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項4】

前記基体の厚さ方向に、前記遮光部は前記基体に垂直である、請求項２または３に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項5】

前記基体の厚さ方向に、前記遮光部は斜めに延びる、請求項２に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項6】

第１の保護シートと第２の保護シートをさらに含み、前記基体の厚さ方向に前記基体は対向する第１の表面と第２の表面を有し、前記第１の保護シート、前記第２の保護シートはそれぞれ前記第１の表面と前記第２の表面に設けられ、前記第１の保護シートと前記第２の保護シートの両方は光を透過できる、請求項１－５のいずれか１項に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項7】

前記遮光部は光不透過構造として構成される、請求項１－６のいずれか１項に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項8】

前記遮光部を遮光状態と非遮光状態との間で切り替えるように、前記遮光部を選択的に照射するバックライトをさらに含む、請求項１－７のいずれか１項に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項9】

前記バックライトからの光線を前記遮光部にガイドするための導光板をさらに含む、請求項８に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項10】

少なくとも１つの前記遮光部は、第１の遮光部と第２の遮光部を含み、前記第１の遮光部と前記第２の遮光部は前記基体の厚さ方向に積層して設けられ、前記バックライトは第１のバックライトと第２のバックライトを含み、前記第１のバックライトは前記第１の遮光部を選択的に照射するために使用され、前記第２のバックライトは前記第２の遮光部を選択的に照射するために使用される、請求項８に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項11】

前記バックライトからの光線をそれに対応する前記遮光部にガイドするための導光板をさらに含み、前記第１のバックライトと前記第２のバックライトは前記導光板の径方向外側に設けられる、請求項１０に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項12】

光学イメージングシステムであって、
平板レンズと、
前記平板レンズに向けて光線を出射するためのディスプレイと、
視野制御装置であって、前記平板レンズ及び／または前記ディスプレイに前記視野制御装置が設けられ、且つ前記ディスプレイが前記平板レンズに向けて出射した光線は前記視野制御装置を通過し、前記視野制御装置は請求項１－１１のいずれか１項に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置である視野制御装置と、を含む光学イメージングシステム。

【請求項13】

前記視野制御装置は前記平板レンズの前記ディスプレイから遠い及び／または近い表面に設けられる、請求項１２に記載の光学イメージングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は光学製造分野に関し、特に光学イメージングシステムに適用する視野制御装置及び光学イメージングシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

平板レンズの正式名称は等価負屈折率平板レンズであり、周期的に分布する２層のアレイ光導波路が互いに直交することにより、光線を２層のアレイ光導波路でそれぞれ１回ずつ全反射させ、互いに直交する矩形構造であるため、１回目の全反射時の入射角と２回目の全反射時の出射角が同じになる。光源の光線発散角内の全ての光線は、平板レンズを通過した後、それに応じて平板レンズを面対称とする三次元空間に収束し、１：１のフローティング実像が得られる。現在、市場に出回っている像源として使用されているディスプレイの視野角は大きく、１８０度近く可視化されている。この場合、平板レンズイメージングの特徴は、観察者がフローティング実像を観察すると同時に、実像の両側に斜めの残像が見えることであり、人間の目の位置が正視位置からずれ、ずれ角度が徐々に大きくなると、フローティング実像はますますぼやけ、実像の左右両側の残像の一方はより明らかになり、他方がぼやけ、残像の出現はフローティング実像へのユーザの観察に大きく影響する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本願は、従来の技術に存在する技術的問題の一つを少なくとも解決することを主旨とする。このため、本願の一つの目的は、光学イメージングシステムの視野角の大きさを小さくすることができ、これにより、光学イメージングシステムにおけるフローティング実像の両側の残像の発生が抑制され、ユーザの視聴体験を向上させることができる光学イメージングシステムに適用する視野制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本願は光学イメージングシステムをさらに提案する。

【0005】

本願による光学イメージングシステムに適用する視野制御装置は、光を透過できる基体と、いずれも前記基体に設けられて且つ互いに平行であり、前記基体の第１の方向に順次に設けられる複数の遮光部であって、且つ複数の前記遮光部のうち少なくとも隣接する２つの前記遮光部は間隔をあけて、隣接する２つ前記遮光部の間に光透過領域を形成する複数の遮光部と、を備える。

【0006】

本願による光学イメージングシステムに適用する視野制御装置は、基体と複数の遮光部の合わせにより、光学イメージングシステムの視野角の大きさを小さくすることができ、これにより、光学イメージングシステムにおけるフローティング実像の両側の残像の発生が抑制され、ユーザの視聴体験を向上させることができる。

【0007】

本願の追加の態様及び利点について、以下の説明では部分的に示されるか、部分的に以下の説明から明らかになるか、または本願の実践を通して理解される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本願の実施例による平面レンズの全体構成図である。

【図2】図１における箇所Ｋの側面視での部分拡大図である。

【図3】本願の実施例による平面レンズの分解図である。

【図4】本願の実施例による平面レンズの２層の直交する光導波路アレイのＺ方向に沿った構造模式図である。

【図5】本願の実施例による平面レンズの２層の直交する光導波路アレイのイメージング模式図である。

【図6】本願の実施例による平面レンズの光源像を単層光導波路アレイを通過した場合のＸ方向のイメージング模式図である。

【図7】図６に示す光源像を単層光導波路アレイを通過した場合の立体方向のイメージング模式図である。

【図8】本願の実施例による平面レンズの光源像を２層の直交する光導波路アレイを通過する場合のイメージング光路原理図である。

【図9a】光線が平面レンズの反射面に正入射及び斜めに入射した場合の光線方向経路模式図である。

【図9b】光線が平面レンズの反射面に正入射した場合の光線方向経路模式図である。

【図10】光線が平面レンズの反射面に斜めに入射した場合の光線方向経路模式図である。

【図11】本願の実施例による視野制御装置模式図である。

【図12】本願の実施例による視野制御装置の遮光部が光を透過しない場合の模式図である。

【図13】本願の実施例による視野制御装置の遮光部が光を透過しない場合の模式図である。

【図14】本願の他の実施例による視野制御装置の模式図である。

【図15】本願の他の実施例による視野制御装置の遮光部が光を透過しない場合の模式図である。

【図16】本願の他の実施例による視野制御装置の遮光部が光を透過しない場合の模式図である。

【図17】本願の実施例による視野制御装置の第１の保護シート、基体、遮光部及び第２の保護シートの組立模式図である。

【図18】本願の実施例による視野制御装置の遮光部の断面が台形である場合の模式図である。

【図19】本願の実施例による光学イメージングシステムの平板レンズとディスプレイの模式図である。

【図20】本願の実施例による光学イメージングシステムの模式図である。

【図21】本願の他の実施例による光学イメージングシステムの模式図である。

【図22】本願の他の実施例による光学イメージングシステムの模式図である。

【図23】本願の実施例による光学イメージングシステムの平板レンズとディスプレイの異なる置き位置の模式図である。

【図24】本願の他の実施例による光学イメージングシステムの模式図である。

【図25】本願の他の実施例による光学イメージングシステムの模式図である。

【図26】本願の他の実施例による光学イメージングシステムの模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本願の実施例を詳細に説明し、前記実施例の例を図面に示し、最初から最終まで同様または類似の符号は同様または類似の素子または同様または類似の機能を有する素子を示す。以下、図面を参照して説明した実施例は例示なものであり、本願を解釈するために使用され、本願を制限するものとして理解されるべきではない。

【0010】

以下、図１－図２６を参照して本願の実施例による光学イメージングシステム１００に適用する視野制御装置３を説明する。

【0011】

図１９－図２６に示すように、本願の実施例による光学イメージングシステム１００は、平板レンズ１、ディスプレイ２及び視野制御装置を備える。ディスプレイ２は平板レンズ１に向けて光線を出射するためのものであり、ディスプレイ２から平板レンズ１に向けて出射した光線は視野制御装置３を通過する。ここで、視野制御装置３は平板レンズ１の入光側に設けられてもよいし、ディスプレイ２の出光側に設けられてもよく、或いは平板レンズ１の入光側とディスプレイ２の入光側の両方に視野制御装置３が設けられる。例えば、視野制御装置３が平板レンズ１の入光側に設けられる場合、ディスプレイ２は平板レンズ１に向けて光を出射した後、光線が視野制御装置３を通過してから平板レンズ１を通過し、視野制御装置３を制御することによって光学イメージングシステム１００の視野角の大きさを調整することができる。

【0012】

さらに、図１－図１０は、平板レンズ１の基本構造とイメージング原理を示す。

【0013】

平板レンズ１の中心法線Ｌ１で、平板レンズ１の相対両側はそれぞれ像源側と観賞側であり、即ち画像Ｐ１の光源は像源側にあり、画像Ｐ１は該平板レンズ１を通過し、観賞側にフローティング実像Ｐ２を形成することができ、フローティング実像Ｐ２は空中に浮遊する実像である。ここで、図１－図３に示すように、平板レンズ１は、周期的に分布する２層の互いに直交する光導波路アレイ１０を利用して、光を２層の光導波路アレイ１０の中で１回ずつ全反射する光学構造である。２層の光導波路アレイ１０は互いに直交する矩形構造であるため、１回目の全反射時の入射角と２回目の全反射時の出射角が同じになる。光源光線の発散角内の光線は平板レンズ１を通過した後、それに応じて観賞側に収束し、１：１のフローティング実像Ｐ２が得られる。

【0014】

図１－図３を参照すると、平板レンズ１は２組の光導波路アレイ１０を備える。各組の光導波路アレイ１０はいずれも単列の複数行のサブ導波路１０１から構成され、各サブ導波路１０１の横断面は矩形である。ここで、サブ導波路１０１の横断面とは、サブ導波路１０１の長手方向に垂直な方向における断面を指す。

【0015】

図２－図４を参照すると、２組の光導波路アレイ１０は、第１の光導波路アレイ１１と第２の光導波路アレイ１２を含み、第１の光導波路アレイ１１のサブ導波路１０１はＸ方向に沿って延び且つＹ方向に沿って複数行形成され、第２の光導波路アレイ１２のサブ導波路１０１はＹ方向に沿って延び且つＸ方向に沿って複数行形成され、第１の光導波路アレイ１１と第２の光導波路アレイ１２はＺ方向に沿って配布され、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は２ずつ垂直である。ここで、サブ導波路１０１の延伸方向は該サブ導波路１０１の長手方向であり、第１の光導波路アレイ１１の単一のサブ導波路１０１の長手方向はＸ方向であり、第１の光導波路アレイ１１の複数のサブ導波路１０１はＹ方向に沿って密着して重ね合わせるように配布され、単一のサブ導波路１０１の幅方向はＹ方向であり、第２の光導波路アレイ１２の単一のサブ導波路１０１の長手方向はＹ方向であり、第２の光導波路アレイ１２の複数のサブ導波路１０１はＸ方向に沿って密着して重ね合わせるように配布され、単一のサブ導波路１０１の幅方向はＸ方向である。２組の光導波路アレイ１０はそれぞれ平板状であり、第１の光導波路アレイ１１から第２の光導波路アレイ１２までの配布方向はＺ方向であり、Ｚ方向は平板レンズ１の厚さ方向でもある。

【0016】

各サブ導波路１０１は幅方向において２つの側面にそれぞれ光線を全反射するための反射膜が設けられる。例えば、第１の光導波路アレイ１１のサブ導波路１０１について、そのＹ方向において２つの側面にそれぞれ反射膜が設けられ、第１の光導波路アレイ１１は複数のサブ導波路１０１を含むため、Ｙ方向に沿って複数の反射膜が配布される。第２の光導波路アレイ１２のサブ導波路１０１について、そのＸ方向において２つの側面にそれぞれ反射膜が設けられ、第２の光導波路アレイ１２は複数のサブ導波路１０１を含むため、Ｘ方向に沿って複数の反射膜が配布される。

【0017】

図１及び図３に示すように、平板レンズ１は、光導波路アレイ１０を支持及び保護するための保護板カバー３０を含んでもよい。保護板カバー３０は平板レンズ１の一側に設けられてもよいし、平板レンズ１の両側にいずれも保護板カバー３０が設けられてもよい。具体的に、保護板カバー３０は透明板カバーであり、選択可能に、保護板カバー３０はガラス板である。

【0018】

図４に示すように、成形された光導波路アレイ１０の外輪郭形状は矩形であり、各サブ導波路１０１の延伸方向と光導波路アレイ１０の外輪郭の少なくとも２つの辺との間の角度はθである。選択可能に、θは３０°≦θ≦６０°を満たし、好ましくは、θ＝４５°であり、この角度で、フローティング実像Ｐ２が鮮明であり、残像が明らかではない。

【0019】

具体的なイメージング原理は以下の通りであり、ここで２つの光導波路アレイ１０を分解する。図６及び図７に示すように、第１の光導波路アレイ１１を例とする。単層光導波路アレイ１０では、像源側の単一点光線は片側の光導波路アレイ１０を通過した後、各行のサブ導波路１０１で分割されてミラー変調を行い、次に、Ｘ方向に平行な一直線Ｐ１’に収束され、ポイントツーラインの一次元イメージング効果を形成する。図６には、像源側の単一点光線があるサブ導波路１０１を通過する入射角はδであり、サブ導波路１０１によって反射された後、その出射角がδ’であり、入射角δが出射角δ’と同等である。

【0020】

図８に示すように、２つの方向（Ｘ方向、Ｙ方向）を１点で交差するようにするために、２層のサブ導波路１０１の配布方向が互いに垂直にするように、２組の光導波路アレイ１０を併用する必要があり、目的の光源像Ｐ１をポイントツーポイント変調することができる。このため、この互いに直交する２層の光導波路アレイ１０を通過する任意の方向の光線は、光導波路アレイ１０の対称位置でフローティング実像Ｐ２に再収束することを実現することができる。フローティング実像Ｐ２のイメージング距離ｍ２は原像までの距離ｍ１と同じであり、等距離イメージングであり、且つフローティング実像Ｐ２の位置は空中にあり、画面投影などのキャリアを必要とせず、直接実像を空気中に表示することができる。

【0021】

したがって、このような平板レンズ１は、二次元または三次元の光源を空気中で実像化することができ、且つ真のホログラム像を実現することができる。大視野、大孔径、高解像度、歪みなし、無分散を実現しながら、裸眼三次元立体表示特性を実現する。

【0022】

図９ａは、光線が平板レンズ１に正入射及び斜めに入射した場合の模式図であり、正入射する際に光線経路は図９ｂに示され、斜めに入射する場合に光線経路は図１０に示される。図９ｂに示すように、視野角が０°である場合、光線は正入射し、残像は、光線が平板レンズ１で奇数回反射されたためであり、図９ｂにおける実線は、２回反射してフローティング実像Ｐ２を生成する光線であり、図１０は破線が１回反射して残像を生成する光線である。

【0023】

図１１に示すように、本願の実施例による光学イメージングシステム１００に適用する視野制御装置３は基体３０２と複数の遮光部３０３を備え、遮光部３０３は光不透過構造として構成され、基体３０２は光透過性を持ち、複数の遮光部３０３はいずれも基体３０２内に設けられることができ且つ複数の遮光部３０３が互いに平行である。さらに、複数の遮光部３０３は基体３０２の第１の方向に沿って順次に設けられることができ、第１の方向は図１１における左右方向であり、複数の遮光部３０３における少なくとも隣接する２つの遮光部３０３の間は隣接する２つの遮光部３０３の間に光透過領域を形成するように間隔をあける。ここで、視野制御装置３は、アクティブデバイスまたはパッシブデバイスとして設けられることができ、基体３０２の材料は、例えば光学石英ガラス、紫外線透過性黒色ガラス、ソーダライムシリコン短波紫外線ガラス、ソーダライム紫外線ガラス、光透過プラスチックなどの光透過材料であってもよいが、本願はこれらに限定されず、基体３０２の光透過性を確保すればよい。遮光部３０３は光線を遮断する役割を果たすことができ、遮光部３０３は不透明な材料であってもよく、具体的に、遮光部３０３は光線を吸収する黒色吸光材料であってもよいし、光線に対して高散乱性である高霧価材料であってもよいが、本願はこれに限定されず、遮光部３０３の製造材料はその良好な遮光性を確保すればよい。

【0024】

さらに、遮光部３０３の形状は使用ニーズに応じて設計でき、例えば、遮光部３０３の縦断面は矩形、台形、三角形などの様々な多角形として設定されることができる。縦断面が台形の遮光部３０３は、縦断面が矩形の遮光部３０３よりも、光学イメージングシステム１００の視野角の大きさをより大きく制限することができる。複数の遮光部３０３における少なくとも隣接する２つの遮光部３０３は間隔をあけて隣接する２つの遮光部３０３間に光透過領域を形成し、好ましくは、複数の遮光部３０３はいずれも順次間隔をあけて、且つ複数の遮光部３０３の間隔距離が同じである。本願の他の幾つかの実施例において、複数の遮光部３０３は複数組に分けられることができ、２つまたは３つの遮光部３０３を１組とし、複数組の遮光部３０３は間隔をあけて隣接する２組の遮光部３０３間に光透過領域を形成し、且つ複数組の遮光部３０３の間隔距離が同じである。光線が視野制御装置３に入射した場合、視野制御装置３に入射した光線は所定の経路から一定の角度以上ずれる場合、ずれた光線は遮光部３０３によって吸収または散乱され、これにより、光学イメージングシステム１００の視野角の大きさを小さくすることができる。視野角の大きさを複数の遮光部３０３または複数組の遮光部３０３の間隔のサイズと遮光部３０３の厚みを調整することによって制御することができる。例えば、複数の遮光部３０３または複数組の遮光部３０３の間隔のサイズが小さいほど、遮断した光線が多くなり、光線の射出角度が小さくなり、光学イメージングシステム１００の視野角が小さくなり、遮光部３０３の厚みが大きくなり、遮断した光線が多くなり、光線の射出角度が小さくなり、光学イメージングシステム１００の視野角が小さくなる。

【0025】

これにより、基体３０２と複数の遮光部３０３の合わせにより、光学イメージングシステム１００の視野角の大きさを小さくすることができ、光学イメージングシステム１００におけるフローティング実像の両側の残像の発生が抑制され、ユーザの視聴体験を向上させることができる。

【0026】

本願の幾つかの実施例において、図１１－図１８に示すように、基体３０２内に遮光部３０３を取り付けるための複数の取付部が設けられることができ、複数の遮光部３０３は複数の取付部に各々対応して設けられる。複数の遮光部３０３は複数の取付部によって基体３０２内に設けられ、１つの取付部に１つの遮光部３０３が取り付けられ、遮光部３０３と取付部は接着によって接続されることができ、例えば遮光部３０３と取付部を接着剤で接着するが、本願はこれに限定されず、遮光部３０３と取付部は嵌込接続によって接続することもできるように解釈されてもよい。例えば遮光部３０３に係合突起を設け、取付部に係合溝を設け、遮光部３０３と取付部は係合突起によって係合溝に合わせて嵌込接続される。このような設置により、基体３０２と遮光部３０３との接続安定性を向上させることができる。

【0027】

本願の幾つかの実施例において、図１１－図１８に示すように、取付部は取付溝として構成されることができ、取付溝は基体３０２の厚さ方向（図１３における上下方向）に延びて設けられ、さらに、取付溝が基体３０２の厚さ方向に基体３０２を貫通することができる。なお、複数の遮光部３０３は複数の取付溝内に設けられ、取付溝の形状は遮光部３０３の形状に対応する。このような設置により、基体３０２と遮光部３０３との接続安定性を向上させることができる。

【0028】

本願の幾つかの実施例において、図１１－図１８に示すように、基体３０２の厚さ方向に、遮光部３０３は基体３０２に垂直にすることができる。遮光部３０３を基体３０２に垂直に設定することにより、光線の射出角度をより小さく、光学イメージングシステム１００の視野角をより小さく、光学イメージングシステム１００におけるフローティング実像の両側の残像の発生を抑制し、ユーザの視聴体験を向上させることができる。

【0029】

本願の幾つかの実施例において、基体３０２の厚さ方向に、遮光部３０３を斜めに延びるように設定することができる。なお、複数の遮光部３０３の斜め延びる方向は同じであり、例えば、複数の遮光部３０３はいずれも基体３０２の左上に延び、またはいずれも基体３０２の右上に延びる。このような設置により、遮光部３０３が異なる方向の光線を遮断することができ、視野制御装置３の適用範囲を広げることができる。

【0030】

本願の幾つかの実施例において、図１１－図１８に示すように、視野制御装置３は第１の保護シート３０１と第２の保護シート３０４を含んでもよく、基体３０２の厚さ方向に基体３０２は対向する第１の表面と第２の表面を有し、第１の保護シート３０１、第２の保護シート３０４はそれぞれ第１の表面と第２の表面に設けられてもよく、ここで、第１の保護シート３０１と第２の保護シート３０４はいずれも光透過性を有する。なお、第１の保護シート３０１と第２の保護シート３０４は基体３０２と遮光部３０３に保護の役割を果たすことができ、第１の保護シート３０１と第２の保護シート３０４は接着によって基体３０２に接続してもよいし、螺合によって基体３０２に接続してもよく、第１の保護シート３０１、第２の保護シート３０４と基体３０２との取り外し可能な接続を実現するようにする。このような設置により、第１の保護シート３０１と第２の保護シート３０４によって基体３０２と遮光部３０３を保護することができ、また、視野制御装置３の全体構造の安定性を向上させることができ、基体３０２と遮光部３０３の相対位置が変化しないようにする。

【0031】

本願の他の幾つかの実施例において、図１１－図１３に示すように、視野制御装置３は、バックライト３０６を含んでもよく、バックライト３０６は、遮光部３０３を遮光状態と非遮光状態との間で切り替えるように、遮光部３０３を選択的に照射してもよい。このとき、遮光部３０３の材料はフォトクロミック材料と透明物質の混合物であってもよく、透明物質は樹脂であってもよく、バックライト３０６が光線を出射する波長は光学イメージングシステム１００におけるディスプレイ２の出射した光線の波長と異なり、バックライト３０６から出射した光線は４００ｎｍ以下の短波長光線にしてもよい。遮光部３０３がバックライト３０６によって照射される場合、フォトクロミック材料は透明状態から不透明状態に変化することができ、このとき、遮光部３０３が遮光状態にあり、光学イメージングシステム１００の視野角が最も小さく、光学イメージングシステム１００が狭視野角モードにある。フォトクロミック材料の状態変化は可逆反応であり、バックライト３０６が照射を停止した後、フォトクロミック材料はまた不透明状態から透明状態に変わり、このとき、遮光部３０３が非遮光状態にあり、光学イメージングシステム１００の視野角が最も大きく、光学イメージングシステム１００は広視野角モードにある。或いは、遮光部３０３がバックライト３０６によって照射された場合、フォトクロミック材料は不透明状態から透明状態に変化することができ、バックライト３０６は照射を停止した後、フォトクロミック材料はまた透明状態から不透明状態に変わり、遮光部３０３を遮光状態と非遮光状態との間で切り替えることができる。このような設置により、遮光部３０３の遮光状態を変えることによって光学イメージングシステム１００の視野角の大きさを調整することができ、視野制御装置３の実用性を向上させることができる。

【0032】

本願の幾つかの実施例において、図１１－図１３に示すように、視野制御装置３は導光板３０５を含んでよく、導光板３０５はバックライト３０６からの光線を遮光部３０３にガイドするために使用できる。なお、バックライト３０６は導光板３０５の径方向外側に設けられてもよく、バックライト３０６が光線を出射した場合、導光板３０５はバックライト３０６からの光線を遮光部３０３にガイドすることにより、遮光部３０３の遮光状態を変化させ、このような設置により、バックライト３０６が光学イメージングシステム１００から出射した光線を遮断することに起因してフローティング実像が不完全である状況の発生を回避することができる。

【0033】

本願の幾つかの実施例において、図１４－図１６に示すように、少なくとも１つの遮光部３０３は、第１の遮光部３０８と第２の遮光部３０９を含み、第１の遮光部３０８と第２の遮光部３０９は基体３０２の厚さ方向に沿って積層して設けられることができる。さらに、各遮光部３０３はいずれも第１の遮光部３０８と第２の遮光部３０９を含み、バックライト３０６は第１のバックライト３０６１と第２のバックライト３０６２を含んでよく、第１のバックライト３０６１は、第１の遮光部３０８を選択的に照射するために使用でき、第２のバックライト３０６２は、第２の遮光部３０９を選択的に照射するために使用できる。なお、第１の遮光部３０８と第２の遮光部３０９はいずれも矩形とすることができる。第１の遮光部３０８の材料は第１のフォトクロミック材料を含んでもよく、第１のフォトクロミック材料が第１のバックライト３０６１によって照射された場合、第１のフォトクロミック材料は透明状態から不透明状態に変化することができ、第１のバックライト３０６１が照射を停止した後、第１のフォトクロミック材料がまた不透明状態から透明状態に変わる。第２の遮光部３０９の材料は第２のフォトクロミック材料を含んでもよく、第２のフォトクロミック材料が第２のバックライト３０６２によって照射された場合、第２のフォトクロミック材料は透明状態から不透明状態に変化することができ、第２のバックライト３０６２が照射を停止した後、第２のフォトクロミック材料がまた不透明状態から透明状態に変わる。

【0034】

さらに、第１のバックライト３０６１から出射した光線は波長が４００ｎｍ以下の短波長の光線であってもよく、第２のバックライト３０６２から出射した光線の波長は第１のバックライト３０６１から出射した光線の波長より小さい。図１６に示すように、第１のバックライト３０６１と第２のバックライト３０６２はいずれも消灯状態にある場合、第１の遮光部３０８と第２の遮光部３０９はいずれも非遮光状態にあり、このとき、光学イメージングシステム１００の視野角が最も大きく、光学イメージングシステム１００が広視野角モードにある。図１７に示すように、第１のバックライト３０６１が消灯し、第２のバックライト３０６２が点灯する場合、第１の遮光部３０８は非遮光状態にあり、第２の遮光部３０９は遮光状態にあり、このとき、光学イメージングシステム１００の視野角が適度であり、光学イメージングシステム１００は中視野角モードにある。図１８に示すように、第１のバックライト３０６１と第２のバックライト３０６２はいずれも点灯状態にある場合、第１の遮光部３０８と第２の遮光部３０９はいずれも遮光状態にあり、このとき、光学イメージングシステム１００の視野角が最も小さく、光学イメージングシステム１００が狭視野角モードにある。このように、第１のバックライト３０６１と第２のバックライト３０６２の点灯または消灯を制御することにより光学イメージングシステム１００の視野角の大きさを自由に選択することができ、上記の３種の視野角モードの自由な切り替えを実現することができる。

【0035】

本願の他の幾つかの実施例において、第１のフォトクロミック材料が第１のバックライト３０６１によって照射された場合、第１のフォトクロミック材料は透明状態から不透明状態に変化することができ、第１のバックライト３０６１が照射を停止した後、第１のフォトクロミック材料がまた不透明状態から透明状態に変わる。第２のバックライト３０６２によって第２のフォトクロミック材料が照射された場合、第２のフォトクロミック材料は不透明状態から透明状態に変化することができ、第２のバックライト３０６２が照射を停止した後、第２のフォトクロミック材料がまた透明状態から不透明状態に変わる。さらに、第１のバックライト３０６１から出射した光線は波長が４００ｎｍ以下の短波長の光線であってもよく、第２のバックライト３０６２から出射した光線の波長は第１のバックライト３０６１から出射した光線の波長より小さい。

【0036】

第１のバックライト３０６１と第２のバックライト３０６２はいずれも消灯状態にある場合、第１の遮光部３０８は非遮光状態にあり、第２の遮光部３０９は遮光状態にあり、或いは、第１のバックライト３０６１と第２のバックライト３０６２はいずれも点灯状態にある場合、第１の遮光部３０８は遮光状態にあり、第２の遮光部３０９は非遮光状態にあり、このとき、光学イメージングシステム１００の視野角が適度であり、光学イメージングシステム１００が中視野角モードにある。第１のバックライト３０６１が消灯し、第２のバックライト３０６２が点灯する場合、第１の遮光部３０８と第２の遮光部３０９はいずれも非遮光状態にあり、このとき、光学イメージングシステム１００の視野角が最も大きく、光学イメージングシステム１００が広視野角モードにある。第１のバックライト３０６１が点灯し、第２のバックライト３０６２が消灯する場合、第１の遮光部３０８と第２の遮光部３０９はいずれも遮光状態にあり、このとき、光学イメージングシステム１００の視野角が最も小さく、光学イメージングシステム１００が狭視野角モードにある。このように、第１のバックライト３０６１と第２のバックライト３０６２の点灯または消灯を制御することにより光学イメージングシステム１００の視野角の大きさを自由に選択することができ、上記の３種の視野角モードの自由な切り替えを実現することができる。

【0037】

第１のバックライト３０６１と第２のバックライト３０６２は導光板３０５の径方向外側に設けられてもよい。さらに、バックライトから光線を出射する光路の経路において、導光板３０５は基体３０２の上流側に設けられてもよく、第１のバックライト３０６１と第２のバックライト３０６２は導光板３０５の径方向外側に設けられてもよい。第１のバックライト３０６１と第２のバックライト３０６２が光線を出射した場合、導光板３０５は第１のバックライト３０６１と第２のバックライト３０６２からの光線をそれぞれ第１の遮光部３０８と第２の遮光部３０９にガイドし、これにより、第１の遮光部３０８と第２の遮光部３０９の遮光状態を変化させる。このような設置により、バックライト３０６が光学イメージングシステム１００から出射した光線を遮断することに起因してフローティング実像が不完全である状況の発生を回避することができる。

【0038】

本願の一実施例において、図２０に示すように、視野制御装置３はディスプレイ２の平板レンズ１に近い表面に設けられてもよく、ディスプレイ２の平板レンズ１に近い表面がディスプレイ２の出光側であり、視野制御装置３はディスプレイ２に密着される。視野制御装置３は上記視野制御装置３のうちの１つにすることができ、ディスプレイ２が光線を出射する出射角度は視野制御装置３によって制御されてから平板レンズ１に入射し、空中に収束してイメージングし、αはフローティング実像の実際の水平視野角の大きさである。

【0039】

本願の幾つかの実施例において、図２１－図２２に示すように、視野制御装置３は平板レンズ１のディスプレイ２から遠い及び／または近い表面に設けられてもよい。なお、本願の一実施例において、図２１に示すように、視野制御装置３は平板レンズ１のディスプレイ２から遠い表面に設けられてもよく、平板レンズ１のディスプレイ２から遠い表面は平板レンズ１の出光側であり、視野制御装置３はディスプレイ２に密着され、視野制御装置３は上記視野制御装置３のうちの１つにすることができ、視野制御装置３の遮光部３０３の配布方向は図２３における左右方向である。ディスプレイ２の光線が平板レンズ１に入射した後、視野制御装置３によって光線の出射角度が制御されることによって、空中に収束してイメージングし、αはフローティング実像の実際の水平視野角の大きさであり、視野制御装置３を加えた後減少する水平視野角の大きさは２βである。

【0040】

本願の他の実施例において、図２２に示すように、視野制御装置３は平板レンズ１のディスプレイ２に近い表面に設けられてもよく、平板レンズ１のディスプレイ２に近い表面は平板レンズ１の入光側であり、視野制御装置３はディスプレイ２に密着され、視野制御装置３は上記視野制御装置３のうちの１つにすることができ、視野制御装置３の遮光部３０３の配布方向は図２４における左右方向である。ディスプレイ２の光線は視野制御装置３によって光線の出射角度が制御されることによって、平板レンズ１に入射した後、空中に収束してイメージングし、αはフローティング実像の実際の水平視野角の大きさであり、視野制御装置３を加えた後減少する水平視野角の大きさは２βである。

【0041】

本願の幾つかの実施例において、図２３に示すように、ディスプレイ２と平板レンズ１との間に角度が有してもよい。なお、図２４に示すように、視野制御装置３はディスプレイ２の平板レンズ１に近い表面に設けられてもよく、視野制御装置３がディスプレイ２に密着され、視野制御装置３は上記視野制御装置３のうちの１つにすることができ、ディスプレイ２に貼り合われ、視野制御装置３とディスプレイ２は平板レンズ１に対して斜め設けられる。ディスプレイ２から光線を出射する出射角度は視野制御装置３によって制御された後平板レンズ１に入射し、空中に収束してイメージングし、γはフローティング実像の実際の垂直視野角の大きさである。

【0042】

本願の他の実施例において、図２５に示すように、視野制御装置３は平板レンズ１のディスプレイ２から遠い表面に設けられてもよく、ディスプレイ２の平板レンズ１から遠い表面はディスプレイ２の入光側であり、視野制御装置３が平板レンズ１に密着され、視野制御装置３は上記視野制御装置３のうちの１つにすることができ、ディスプレイ２は視野制御装置３、平板レンズ１に対して斜めに設けられる。ディスプレイ２から出射した光線は平板レンズ１に入射した後、視野制御装置３によって光線の出射角度を制御することにより、空中に収束してイメージングし、γはフローティング実像の実際の垂直視野角の大きさであり、ディスプレイ２が平板レンズ１に垂直に入射する光線を遮断して、覗き見防止効果を達成するために、好ましくは、遮光部３０３の横断面は平行四辺形として設けられてもよい。同時に、視野制御装置３は平板レンズ１における光導波路によって反射されず、直接透過してきた光線を完全に遮断することができ、観察者はフローティング実像の後側にディスプレイ２を直接観察することによって画像を観察することができず、フローティング実像のみを介して画像を観察することができ、フローティング実像は視野角が小さく、良好な覗き見防止効果が得られる。

【0043】

本願の他の実施例において、図２６に示すように、視野制御装置３は平板レンズ１のディスプレイ２に近い表面に設けられてもよく、視野制御装置３が平板レンズ１に密着され、視野制御装置３は上記視野制御装置３のうちの１つにすることができ、ディスプレイ２は視野制御装置３、平板レンズ１に対して斜めに設けられる。ディスプレイ２から出射した光線は平板レンズ１に入射した後、視野制御装置３によって光線の出射角度を制御することにより、空中に収束してイメージングし、γはフローティング実像の実際の垂直視野角の大きさである。好ましくは、遮光部３０３の横断面は平行四辺形として設けられてもよい。このような設置により、ディスプレイ２が平板レンズ１に垂直に入射した光線を効果的に遮断することができる。

【0044】

本明細書の説明では、「一実施例」、「幾つかの実施例」、「模式的な実施例」、「例」、「具体的な例」、または「幾つかの例」などの参考用語の説明は、該実施例または例を組み合わせて説明する具体的な特徴、構造、材料または特点は本願の少なくとも１つの実施例または例に含まれる。本明細書では、上記用語の概略的な叙述は必ずしも同じ実施例または例を意味するものではない。また、説明する具体的な特徴、構造、材料または特性は任意の１つまたは複数の実施例または例に適切な形で結合されることができる。

【0045】

本願の実施例を示して説明したが、当業者は、本願の原理と趣旨から逸脱しない限りこれらの実施例に対して様々な変化、修正、置換及び変形を行うことができ、本願の範囲は、請求項及びその等価物によって限定されることを理解することができる。

【0046】

本願は出願番号が２０２２１０１７３６９８．１で、出願日が２０２２年０２月２４日の中国特許出願に基づいて提案され、上記中国特許出願の優先権を主張し、上記中国特許出願の全部の内容はここで参照として本願に組み込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9a】

【図9b】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【手続補正書】

【提出日】2023-10-27

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学イメージングシステムに適用する視野制御装置であって、
光を透過できる基体と、
いずれも前記基体に設けられて且つ互いに平行であり、前記基体の第１の方向に順次に設けられる複数の遮光部であって、複数の前記遮光部のうち少なくとも隣接する２つの前記遮光部は間隔をあけて、隣接する２つ前記遮光部の間に光透過領域を形成する複数の遮光部と、を含む、光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項2】

前記基体内に前記遮光部を取り付けるための複数の取付部が設けられ、複数の前記遮光部は複数の前記取付部に各々対応する、請求項１に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項3】

前記取付部は取付溝として構成され、前記取付溝は前記基体の厚さ方向に延びる、請求項２に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項4】

前記基体の厚さ方向に、前記遮光部は前記基体に垂直である、請求項２または３に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項5】

前記基体の厚さ方向に、前記遮光部は斜めに延びる、請求項２に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項6】

第１の保護シートと第２の保護シートをさらに含み、前記基体の厚さ方向に前記基体は対向する第１の表面と第２の表面を有し、前記第１の保護シート、前記第２の保護シートはそれぞれ前記第１の表面と前記第２の表面に設けられ、前記第１の保護シートと前記第２の保護シートの両方は光を透過できる、請求項１－３のいずれか１項に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項7】

前記遮光部は光不透過構造として構成される、請求項１－３のいずれか１項に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項8】

前記遮光部を遮光状態と非遮光状態との間で切り替えるように、前記遮光部を選択的に照射するバックライトをさらに含む、請求項１－３のいずれか１項に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項9】

前記バックライトからの光線を前記遮光部にガイドするための導光板をさらに含む、請求項８に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項10】

少なくとも１つの前記遮光部は、第１の遮光部と第２の遮光部を含み、前記第１の遮光部と前記第２の遮光部は前記基体の厚さ方向に積層して設けられ、前記バックライトは第１のバックライトと第２のバックライトを含み、前記第１のバックライトは前記第１の遮光部を選択的に照射するために使用され、前記第２のバックライトは前記第２の遮光部を選択的に照射するために使用される、請求項８に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項11】

前記バックライトからの光線をそれに対応する前記遮光部にガイドするための導光板をさらに含み、前記第１のバックライトと前記第２のバックライトは前記導光板の径方向外側に設けられる、請求項１０に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置。

【請求項12】

光学イメージングシステムであって、
平板レンズと、
前記平板レンズに向けて光線を出射するためのディスプレイと、
視野制御装置であって、前記平板レンズ及び／または前記ディスプレイに前記視野制御装置が設けられ、且つ前記ディスプレイが前記平板レンズに向けて出射した光線は前記視野制御装置を通過し、前記視野制御装置は請求項１－３のいずれか１項に記載の光学イメージングシステムに適用する視野制御装置である視野制御装置と、を含む光学イメージングシステム。

【請求項13】

前記視野制御装置は前記平板レンズの前記ディスプレイから遠い及び／または近い表面に設けられる、請求項１２に記載の光学イメージングシステム。

【国際調査報告】