CN114637127A - 应用于光学成像系统的视场控制装置以及光学成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于光学成像系统的视场控制装置以及光学成像系统，应用于光学成像系统的视场控制装置包括：基体，所述基体可透光；多个遮光部，多个所述遮光部均设于所述基体且相互平行，多个所述遮光部在所述基体的第一方向依次设置，且多个所述遮光部中至少相邻的两个所述遮光部间隔开以在相邻两个所述遮光部间形成透光区。由此，通过基体和多个遮光部配合，可以减少光学成像系统的视场角大小，从而可以抑制光学成像系统中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

Description

应用于光学成像系统的视场控制装置以及光学成像系统

技术领域

本发明涉及光学制造领域，尤其是涉及一种应用于光学成像系统的视场控制装置以及光学成像系统。

背景技术

平板透镜全称为等效负折射率平板透镜，其利用两层周期性分布的阵列光波导相互正交，使光线在两层阵列光波导中各发生一次全反射，由于是相互正交的矩形结构，所以会使第一次全反射时的入射角和第二次全反射时的出射角相同。在光源光线发散角内的所有光线在经过平板透镜后会相应的收敛到以平板透镜为面对称的三维空间中，从而得到一个1：1的浮空实像。目前市面上大部分用于作为像源的显示器视场角较大，接近180度可视，在这种情况下，平板透镜成像特点为观察者观察到浮空实像的同时，会看到实像两侧各出现一个斜置的残像，当人眼位置偏离正视位置且偏离角度逐渐变大时，浮空实像会越来越模糊，而实像左右两侧的残像一个变得更加清晰，另一个变得模糊，残像的出现会严重影响用户对浮空实像的观看。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种应用于光学成像系统的视场控制装置，该应用于光学成像系统的视场控制装置可以减少光学成像系统的视场角大小，从而可以抑制光学成像系统中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

本发明进一步地提出了一种光学成像系统。

根据本发明的应用于光学成像系统的视场控制装置包括：基体，所述基体可透光；多个遮光部，多个所述遮光部均设于所述基体且相互平行，多个所述遮光部在所述基体的第一方向依次设置，且多个所述遮光部中至少相邻的两个所述遮光部间隔开以在相邻两个所述遮光部间形成透光区。

根据本发明的应用于光学成像系统的视场控制装置，通过基体和多个遮光部配合，可以减少光学成像系统的视场角大小，从而可以抑制光学成像系统中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

在本发明的一些示例中，所述基体内设有用于安装所述遮光部的多个安装部，多个所述遮光部和多个所述安装部一一对应。

在本发明的一些示例中，所述安装部构造为安装槽，所述安装槽在所述基体的厚度方向延伸。

在本发明的一些示例中，在所述基体的厚度方向，所述遮光部垂直于所述基体。

在本发明的一些示例中，在所述基体的厚度方向，所述遮光部倾斜延伸。

在本发明的一些示例中，所述的应用于光学成像系统的视场控制装置还包括：第一保护片和第二保护片，在所述基体的厚度方向所述基体具有相对的第一表面和第二表面，所述第一保护片、所述第二保护片分别设于所述第一表面和所述第二表面，其中，所述第一保护片和所述第二保护片均可透光。

在本发明的一些示例中，所述遮光部构造为不透光结构。

在本发明的一些示例中，所述的应用于光学成像系统的视场控制装置还包括：背光源，所述背光源选择性地照射所述遮光部以使所述遮光部在遮光状态和未遮光状态间转换。

在本发明的一些示例中，所述的应用于光学成像系统的视场控制装置还包括：导光板，所述导光板用于将所述背光源发出光线导向至所述遮光部。

在本发明的一些示例中，至少一个所述遮光部包括：第一遮光部和第二遮光部，所述第一遮光部和所述第二遮光部在所述基体的厚度方向层叠设置，所述背光源包括第一背光源和第二背光源，所述第一背光源用于选择性地照射所述第一遮光部，所述第二背光源用于选择性地照射所述第二遮光部。

在本发明的一些示例中，所述的应用于光学成像系统的视场控制装置还包括：导光板，所述导光板用于将所述背光源发出光线导向至与其对应的所述遮光部，所述第一背光源和所述第二背光源设于所述导光板的径向外侧。

根据本发明的光学成像系统包括：平板透镜；显示器，所述显示器用于朝向所述平板透镜发射光线；视场控制装置，所述平板透镜和/或所述显示器设有所述视场控制装置，且所述显示器朝向所述平板透镜发射的光线通过所述视场控制装置，其中，所述视场控制装置为上述的应用于光学成像系统的视场控制装置。

根据本发明的光学成像系统，通过基体和多个遮光部配合，可以减少光学成像系统的视场角大小，从而可以抑制光学成像系统中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

在本发明的一些示例中，所述视场控制装置设于所述平板透镜远离和/或靠近所述显示器的表面。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的平面透镜的结构总图；

图2是图1中K处在侧视方向的局部放大图；

图3是根据本发明实施例的平面透镜的分解图；

图4是根据本发明实施例的平面透镜的两层正交的光波导阵列沿Z方向的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的平面透镜的两层正交的光波导阵列的成像示意图；

图6是根据本发明实施例的平面透镜的光源影像经单层光波导阵列时在X方向的成像示意图；

图7是图6所示的光源影像经单层光波导阵列时在立体方向的成像示意图；

图8是根据本发明实施例的平面透镜的光源影像经两层正交的光波导阵列时成像光路原理图；

图9a是光线正入射和斜入射到平面透镜的反射面上时的光线方向路线示意图；

图9b是光线正入射到平面透镜的反射面上时的光线方向路线示意图；

图10是光线斜入射到平面透镜的反射面上时的光线方向路线示意图；

图11是根据本发明实施例的视场控制装置示意图；

图12是根据本发明实施例的视场控制装置的遮光部不透光时的示意图；

图13是根据本发明实施例的视场控制装置的遮光部不透光时的示意图；

图14是根据本发明另一个实施例的视场控制装置示意图；

图15是根据本发明另一个实施例的视场控制装置的遮光部不透光时的示意图；

图16是根据本发明另一个实施例的视场控制装置的遮光部不透光时的示意图；

图17是根据本发明实施例的视场控制装置的第一保护片、基体、遮光部和第二保护片装配示意图；

图18是根据本发明实施例的视场控制装置的遮光部截面为梯形时的示意图；

图19是根据本发明实施例的光学成像系统的平板透镜和显示器示意图；

图20是根据本发明实施例的光学成像系统的示意图；

图21是根据本发明另一个实施例的光学成像系统的示意图；

图22是根据本发明另一个实施例的光学成像系统的示意图；

图23是根据本发明实施例的光学成像系统的平板透镜和显示器不同放置位置示意图；

图24是根据本发明另一个实施例的光学成像系统的示意图；

图25是根据本发明另一个实施例的光学成像系统的示意图；

图26是根据本发明另一个实施例的光学成像系统的示意图。

附图标记：

光学成像系统100；

平板透镜1；

光波导阵列10；子波导101；第一光波导阵列11；第二光波导阵列12；

保护盖板30；第一盖板31；第二盖板32；

中心法线L1；影像P1；浮空实像P2；

显示器2：

视场控制装置3；

第一保护片301；基体302；遮光部303；第一遮光部308；第二遮光部309；第二保护片304；导光板305；背光源306；第一背光源3061；第二背光源3062。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图26描述根据本发明实施例的应用于光学成像系统100的视场控制装置3。

如图19-26所示，根据本发明实施例的光学成像系统100可以包括：平板透镜1、显示器2和视场控制装置。显示器2用于朝向平板透镜1发射光线，并且显示器2朝向平板透镜1发射的光线通过视场控制装置3。其中，视场控制装置3可以设置在平板透镜1的入光侧，视场控制装置3也可以设置在显示器2的出光侧，或者在平板透镜1的入光侧和显示器2的入光侧均设置有视场控制装置3。例如，当视场控制装置3设置在平板透镜1的入光侧时，显示器2朝向平板透镜1发射光线后，光线通过视场控制装置3后通过平板透镜1，并可通过控制视场控制装置3而实现调节光学成像系统100的视场角的大小。

进一步地，图1-图10展示的是平板透镜1的基本结构和成像原理。

平板透镜1的中心法线L1，平板透镜1的相对两侧分别为像源侧和观影侧，即影像P1的光源位于像源侧，影像P1通过该平板透镜1，可以在观影侧形成浮空实像P2，浮空实像P2为悬浮在空气中的实像。这里如图1-图3所示，平板透镜1是一种利用两层周期性分布的光波导阵列10相互正交，使光线在两层光波导阵列10中各发生一次全反射的光学结构。由于两层光波导阵列10是相互正交的矩形结构，所以会使第一次全反射时的入射角和第二次全反射时的出射角相同。光源光线发散角内的光线在经过平板透镜1后，会相应的收敛到观影侧，得到一个1：1的浮空实像P2。

参阅图1-图3，平板透镜1包括两组光波导阵列10。每组光波导阵列10均由单列多排的子波导101组成，每个子波导101的横截面为矩形。这里子波导101的横截面，指的是子波导101的与其长度方向相垂直方向上的截面。

参阅图2-图4，两组光波导阵列10包括：第一光波导阵列11和第二光波导阵列12，第一光波导阵列11的子波导101沿X方向延伸且沿Y方向形成多排，第二光波导阵列12的子波导101沿Y方向延伸且沿X方向形成多排，第一光波导阵列11和第二光波导阵列12沿Z方向排布，X方向、Y方向、Z方向两两垂直。这里，子波导101的延伸方向就是该子波导101的长度方向，第一光波导阵列11的单个子波导101的长度方向是X方向，第一光波导阵列11的多个子波导101沿Y方向紧密贴合叠加排布，单个子波导101的宽度方向是Y方向；第二光波导阵列12的单个子波导101的长度方向是Y方向，第二光波导阵列12的多个子波导101沿X方向紧密贴合叠加排布，单个子波导101的宽度方向是X方向。两组光波导阵列10分别呈平板状，第一光波导阵列11至第二光波导阵列12的排布方向为Z方向，Z方向也为平板透镜1的厚度方向。

每个子波导101在宽度方向上两个侧面分别设置有反射膜，用于对光线进行全反射。例如将第一光波导阵列11的子波导101，其Y方向上两个侧面分别设有反射膜，由于第一光波导阵列11包括多个子波导101，因此第一光波导阵列11会沿Y方向排布多个反射膜。将第二光波导阵列12的子波导101，其X方向上两个侧面分别设有反射膜，由于第二光波导阵列12包括多个子波导101，因此第二光波导阵列12会沿X方向排布多个反射膜。

如图1和图3所示，平板透镜1还可以包括保护盖板30，保护盖板30用于支撑和保护光波导阵列10。保护盖板30可以仅设置在平板透镜1的一侧，也可以在平板透镜1的两侧均设置保护盖板30。具体地，保护盖板30为透明盖板，可选地，保护盖板30为玻璃板。

如图4所示，成型的光波导阵列10的外轮廓形状为矩形，每个子波导101的延伸方向与光波导阵列10的外轮廓的至少两条边之间的夹角为θ。可选地，θ满足：30°≤θ≤60°，优选的θ＝45°，在该角度下浮空实像P2较清晰，残像不明显。

具体成像原理如下：这里将两个光波导阵列10进行拆分。如图6和图7所示，以第一光波导阵列11为例。单层光波导阵列10中，像源侧单点光线经单侧光波导阵列10后，被各排的子波导101分割进行镜像调制，然后重新汇聚在与X方向平行的一条直线P1’上，形成点对线一维成像效果。图6中示出了，像源侧单点光线经某个子波导101的入射角为δ，经子波导101反射后其出射角为δ’，入射角为δ与出射角δ’相等。

如图8所示，为了实现两个方向(X方向、Y方向)均交于一点，需要两组光波导阵列10联合使用，使两层的子波导101排布方向相互垂直，可对目标光源影像P1进行点对点调制。因此任意方向的光线经过此相互正交的双层光波导阵列10，均可实现在光波导阵列10对称位置重新汇聚成浮空实像P2。浮空实像P2的成像距离m2与到原像距离m1相同，为等距离成像，且浮空实像P2的位置在空中，不需要投屏等载体，可直接把实像呈现在空气中。

因此这种平板透镜1可以使二维或者三维光源直接在空气中成实像，且实现真正的全息影像。在实现大视场、大孔径、高解像、无畸变、无色散的同时，实现裸眼三维立体显示特性。

图9a所示为光线正入射和斜入射到平板透镜1时的示意图，正入射时光线路径如图9b所示，斜入射时光线路径如图10所示。如图9b所示，当视角为0°时，光线正入射，残像是因为光线在平板透镜1中进行了奇数次反射，图9b中实线为进行两次反射而产生浮空实像P2的光线，图10是虚线为进行一次反射而产生残像的光线。

如图11所示，根据本发明实施例的应用于光学成像系统100的视场控制装置3包括：基体302和多个遮光部303，遮光部303构造为不透光结构，基体302具有透光性，多个遮光部303均可以设置于基体302中且多个遮光部303相互平行。进一步地，多个遮光部303可以沿基体302的第一方向依次设置，第一方向为图11中的左右方向，并且多个遮光部303中至少相邻的两个遮光部303之间间隔开以在相邻两个遮光部303间形成透光区。其中，视场控制装置3可以设置为有源器件或无源器件，基体302的材料可以为透光材料，例如基体302的材料可以为光学石英玻璃、透紫外黑色玻璃、钠钙硅透短波紫外玻璃、钠钙紫外玻璃透光塑料等，但本发明不仅限于此，只要保证基体302的透光性即可。遮光部303可以起到遮挡光线的作用，遮光部303可以为不透明材料，具体地，遮光部303可以是吸收光线的黑色吸光材料，也可以是对光线高散射的高雾值材料，但本发明不仅限于此，遮光部303的制造材料只要保证其良好的遮光性即可。

进一步地，遮光部303的形状可以根据使用需求进行设计，例如，遮光部303的纵截面可以设置为矩形、梯形、三角形等各种多边形。相较于纵截面为矩形的遮光部303，纵截面为梯形的遮光部303可以更大程度的限制光学成像系统100的视场角大小。多个遮光部303中至少相邻的两个遮光部303间隔开以在相邻两个遮光部303间形成透光区，优选地，多个遮光部303均依次间隔开，且多个遮光部303的间隔距离相同。在本发明的另一些实施例中，多个遮光部303可以分为多组，两个或三个遮光部303为一组，多组遮光部303间隔开以在相邻的两组遮光部303间形成透光区，且多组遮光部303的间隔距离相同。当光线射入视场控制装置3时，入射到视场控制装置3的光线偏离预定路线超过一定的角度时，偏离的光线将会被遮光部303所吸收或散射，从而可以实现减少光学成像系统100的视场角大小。视场角大小可以通过调节多个遮光部303或多组遮光部303的间隔大小和遮光部303的厚度进行控制。例如，多个遮光部303或多组遮光部303的间隔大小越小，其遮挡的光线更多，光线的射出角度越小，光学成像系统100的视场角越小；遮光部303的厚度越高，其遮挡的光线更多，光线的射出角度越小，光学成像系统100的视场角越小。

由此，通过基体302和多个遮光部303配合，可以减少光学成像系统100的视场角大小，从而可以抑制光学成像系统100中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

在本发明的一些实施例中，如图11-18所示，基体302内可以设置有用于安装遮光部303的多个安装部，多个遮光部303和多个安装部一一对应设置。也可以解释为，多个遮光部303通过多个安装部设置在基体302内，一个安装部安装一个遮光部303，遮光部303和安装部可以通过粘接的方式连接在一起，例如将遮光部303和安装部通过胶水进行粘接，但本发明不仅限于此，遮光部303和安装部还可以通过卡接的方式连接在一起。例如在遮光部303上设置卡凸，在安装部上设置卡槽，遮光部303和安装部通过卡凸与卡槽配合进行卡接。这样设置可以提高基体302与遮光部303的连接稳定性。

在本发明的一些实施例中，如图11-18所示，安装部可以构造为安装槽，安装槽在基体302的厚度方向(图13中的上下方向)延伸设置，进一步地，安装槽在基体302的厚度方向可以贯穿基体302。需要说明的是，多个遮光部303设置在多个安装槽内，安装槽的形状与遮光部303的形状相对应。这样设置可以提高基体302与遮光部303的连接稳定性。

在本发明的一些实施例中，如图11-18所示，在基体302的厚度方向，遮光部303可以垂直于基体302。将遮光部303设置为垂直于基体302可以使光线的射出角度更小，光学成像系统100的视场角更小，从而可以抑制光学成像系统100中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

在本发明的一些实施例中，在基体302的厚度方向，遮光部303可以设置为倾斜延伸。需要解释的是，多个遮光部303倾斜延伸的方向相同，例如，多个遮光部303均向基体302的左上方延伸，或者多个遮光部303均向基体302的右上方延伸。这样设置可以使遮光部303遮挡不同方向的光线，可以提高视场控制装置3的适用范围。

在本发明的一些实施例中，如图11-18所示，视场控制装置3还可以包括：第一保护片301和第二保护片304，在基体302的厚度方向基体302具有相对的第一表面和第二表面，第一保护片301、第二保护片304可以分别设置于第一表面和第二表面，其中，第一保护片301和第二保护片304均具有透光性。需要解释的是，第一保护片301和第二保护片304可以对基体302和遮光部303起保护作用，第一保护片301和第二保护片304可以通过粘接的方式与基体302连接在一起，第一保护片301和第二保护片304也可以通过螺接的方式与基体302连接在一起，以实现第一保护片301、第二保护片304与基体302的可拆卸连接。这样设置可以通过第一保护片301和第二保护片304对基体302和遮光部303进行保护，还能够提高视场控制装置3整体结构的稳定性，避免基体302和遮光部303的相对位置发生变化。

在本发明的另一些实施例中，如图11-图13所示，视场控制装置3还可以包括：背光源306，背光源306可以选择性地照射遮光部303以使遮光部303在遮光状态和未遮光状态间转换。此时，遮光部303的材料可以为光致变色材料和透明物质的混合物，其中，透明物质可以为树脂，背光源306发射光线的波长与光学成像系统100中显示器2的发射光线的波长不同，背光源306发射的光线可以设置为400nm或者更小的短波长光线。当遮光部303受到背光源306照射时，其中的光致变色材料可以从透明态变为不透明态，此时遮光部303处于遮光状态，光学成像系统100的视场角最小，光学成像系统100处于窄视角模式。光致变色材料的状态变化为可逆反应，当背光源306停止照射后，光致变色材料又从不透明态变为透明态，此时遮光部303处于未遮光状态，光学成像系统100的视场角最大，光学成像系统100处于宽视角模式。或者，当遮光部303受到背光源306照射时，光致变色材料可以从不透明态变为透明态，当背光源306停止照射后，光致变色材料又从透明态变为不透明态，从而实现遮光部303在遮光状态和未遮光状态间转换。这样设置可以通过改变遮光部303的遮光状态调整光学成像系统100的视场角的大小，能够提高视场控制装置3的实用性。

在本发明的一些实施例中，如图11-图13所示，视场控制装置3还可以包括：导光板305，导光板305可以用于将背光源306发出光线导向至遮光部303。需要说明的是，背光源306可以设置在导光板305的径向外侧，当背光源306发射光线时，导光板305将背光源306发出光线导向至遮光部303，从而使遮光部303的遮光状态发生变化，这样设置可以避免背光源306阻挡光学成像系统100发射的光线导致浮空实像残缺的情况发生。

在本发明的一些实施例中，如图14-图16所示，至少一个遮光部303包括：第一遮光部308和第二遮光部309，第一遮光部308和第二遮光部309可以沿基体302的厚度方向层叠设置。进一步地，每个遮光部303均包括第一遮光部308和第二遮光部309，背光源306可以包括第一背光源3061和第二背光源3062，第一背光源3061可以用于选择性地照射第一遮光部308，第二背光源3062可以用于选择性地照射第二遮光部309。需要说明的是，第一遮光部308和第二遮光部309均可以设置为矩形。第一遮光部308的材料可以包括第一光致变色材料，当第一光致变色材料受到第一背光源3061照射时，第一光致变色材料可以从透明态变为不透明态；当第一背光源3061停止照射后，第一光致变色材料又从不透明态变为透明态。第二遮光部309的材料可以包括第二光致变色材料，当第二光致变色材料受到第二背光源3062照射时，第二光致变色材料可以从透明态变为不透明态；当第二背光源3062停止照射后，第二光致变色材料又从不透明态变为透明态。

进一步地，第一背光源3061发射的光线可以为波长400nm或者更小的短波长光线，第二背光源3062发射光线的波长小于第一背光源3061发射光线的波长。如图16所示，当第一背光源3061和第二背光源3062均处于关闭状态时，第一遮光部308和第二遮光部309均处于未遮光状态，此时光学成像系统100的视场角最大，光学成像系统100处于宽视角模式。如图17所示，当第一背光源3061关闭，第二背光源3062开启时，第一遮光部308处于未遮光状态，第二遮光部309处于遮光状态，此时光学成像系统100的视场角适中，光学成像系统100处于中等视角模式。如图18所示，当第一背光源3061和第二背光源3062均处于开启状态时，第一遮光部308和第二遮光部309均处于遮光状态，此时光学成像系统100的视场角最小，光学成像系统100处于窄视角模式。这样可以通过控制第一背光源3061和第二背光源3062的开启或关闭自由选择光学成像系统100的视场角大小，以实现上述三种视场角模式的自由切换。

在本发明的另一些实施例中，当第一光致变色材料受到第一背光源3061照射时，第一光致变色材料可以从透明态变为不透明态；当第一背光源3061停止照射后，第一光致变色材料又从不透明态变为透明态。当第二背光源3062照射第二光致变色材料时，第二光致变色材料可以从不透明态变为透明态；当第二背光源3062停止照射后，第二光致变色材料又从透明态变为不透明态。进一步地，第一背光源3061发射的光线可以为波长400nm或者更小的短波长光线，第二背光源3062发射光线的波长小于第一背光源3061发射光线的波长。

当第一背光源3061和第二背光源3062均处于关闭状态时，第一遮光部308处于未遮光状态，第二遮光部309处于遮光状态，或者，当第一背光源3061和第二背光源3062均处于开启状态时，第一遮光部308处于遮光状态，第二遮光部309处于未遮光状态，此时光学成像系统100的视场角适中，光学成像系统100处于中等视角模式。当第一背光源3061关闭，第二背光源3062开启时，第一遮光部308和第二遮光部309均处于未遮光状态，此时光学成像系统100的视场角最大，光学成像系统100处于宽视角模式。当第一背光源3061开启，第二背光源3062关闭时，第一遮光部308和第二遮光部309均处于遮光状态，此时光学成像系统100的视场角最小，光学成像系统100处于窄视角模式。这样可以通过控制第一背光源3061和第二背光源3062的开启或关闭自由选择光学成像系统100的视场角大小，以实现上述三种视场角模式的自由切换。

第一背光源3061和第二背光源3062可以设置于导光板305的径向外侧。进一步地，在背光源发射光线的光路路径上，导光板305可以设置在基体302的上游侧，第一背光源3061和第二背光源3062可以设置于导光板305的径向外侧。当第一背光源3061和第二背光源3062发射光线时，导光板305将第一背光源3061和第二背光源3062发出的光线分别导向第一遮光部308和第二遮光部309，从而使第一遮光部308和第二遮光部309的遮光状态发生变化。这样设置可以避免背光源306阻挡光学成像系统100发射的光线导致浮空实像残缺的情况发生。

在本发明的一个实施例中，如图20所示，视场控制装置3可以设置于显示器2靠近平板透镜1的表面，显示器2靠近平板透镜1的表面为显示器2的出光侧，视场控制装置3与显示器2紧密贴合。视场控制装置3可以设置为上述视场控制装置3中的一种，显示器2发射光线的出射角度经过视场控制装置3调控后再入射到平板透镜1，在空中汇聚成像，α为浮空实像的实际水平视场角的大小。

在本发明的一些实施例中，如图21-22所示，视场控制装置3可以设置于平板透镜1远离和/或靠近显示器2的表面。需要说明的是，在本发明的一个实施例中，如图21所示，视场控制装置3可以设置于平板透镜1远离显示器2的表面，平板透镜1远离显示器2的表面为平板透镜1的出光侧，视场控制装置3与显示器2紧密贴合，视场控制装置3可以设置为上述视场控制装置3中的一种，视场控制装置3的遮光部303排布方向为图23中的左右方向。显示器2的光线入射到平板透镜1后，经过视场控制装置3光线对出射角度的调控，在空中汇聚成像，α为浮空实像的实际水平视场角的大小，加入视场控制装置3后减小的水平视场角大小为2β。

在本发明的另一个实施例中，如图22所示，视场控制装置3可以设置于平板透镜1靠近显示器2的表面，平板透镜1靠近显示器2的表面为平板透镜1的入光侧，视场控制装置3与显示器2紧密贴合，视场控制装置3可以设置为上述视场控制装置3中的一种，视场控制装置3的遮光部303排布方向为图24中的左右方向。显示器2的光线经过视场控制装置3光线对出射角度的调控，入射到平板透镜1后，在空中汇聚成像，α为浮空实像的实际水平视场角的大小，加入视场控制装置3后减小的水平视场角大小为2β。

在本发明的一些实施例中，如图23所示，显示器2与平板透镜1间可以具有夹角。需要说明的是，如图24所示，视场控制装置3可以设置于显示器2靠近平板透镜1的表面，视场控制装置3与显示器2紧密贴合，视场控制装置3可以设置为上述视场控制装置3中的一种，视场控制装置3与显示器2贴合，视场控制装置3与显示器2相对于平板透镜1倾斜设置。显示器2发射光线的出射角度经过视场控制装置3调控后再入射到平板透镜1，在空中汇聚成像，γ为浮空实像的实际竖直视场角的大小。

在本发明的另一个实施例中，如图25所示，视场控制装置3可以设置于平板透镜1远离显示器2的表面，显示器2远离平板透镜1的表面为显示器2的入光侧，视场控制装置3与平板透镜1紧密贴合，视场控制装置3可以设置为上述视场控制装置3中的一种，显示器2相对于视场控制装置3、平板透镜1倾斜设置。显示器2发射的光线入射到平板透镜1后，经过视场控制装置3对光线出射角度的调控，在空中汇聚成像，γ为浮空实像的实际竖直视场角的大小，为了遮挡显示器2垂直入射到平板透镜1的光线，以达到防窥作用，优选地，遮光部303的横截面可以设置为平行四边形。同时，视场控制装置3可以完全遮蔽那些未经平板透镜1中的光波导反射，直接透射过来的光线，使观察者无法在浮空实像的后侧通过直接观察显示器2观察图像，只能通过浮空实像来观察图像，而浮空实像具有较小的视场角，从而达到很好的防窥效果。

在本发明的另一个实施例中，如图26所示，视场控制装置3可以设置于平板透镜1靠近显示器2的表面，视场控制装置3与平板透镜1紧密贴合，视场控制装置3可以设置为上述视场控制装置3中的一种，显示器2相对于视场控制装置3、平板透镜1倾斜设置。显示器2发射的光线入射到平板透镜1后，经过视场控制装置3对光线出射角度的调控，在空中汇聚成像，γ为浮空实像的实际竖直视场角的大小，优选地，遮光部303的横截面可以设置为平行四边形。这样设置可以有效遮挡显示器2垂直入射到平板透镜1的光线。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种应用于光学成像系统的视场控制装置，其特征在于，包括：

基体，所述基体可透光；

多个遮光部，多个所述遮光部均设于所述基体且相互平行，多个所述遮光部在所述基体的第一方向依次设置，且多个所述遮光部中至少相邻的两个所述遮光部间隔开以在相邻两个所述遮光部间形成透光区。

2.根据权利要求1所述的应用于光学成像系统的视场控制装置，其特征在于，所述基体内设有用于安装所述遮光部的多个安装部，多个所述遮光部和多个所述安装部一一对应。

3.根据权利要求2所述的应用于光学成像系统的视场控制装置，其特征在于，所述安装部构造为安装槽，所述安装槽在所述基体的厚度方向延伸。

4.根据权利要求2所述的应用于光学成像系统的视场控制装置，其特征在于，在所述基体的厚度方向，所述遮光部垂直于所述基体。

5.根据权利要求2所述的应用于光学成像系统的视场控制装置，其特征在于，在所述基体的厚度方向，所述遮光部倾斜延伸。

6.根据权利要求2所述的应用于光学成像系统的视场控制装置，其特征在于，还包括：第一保护片和第二保护片，在所述基体的厚度方向所述基体具有相对的第一表面和第二表面，所述第一保护片、所述第二保护片分别设于所述第一表面和所述第二表面，其中，所述第一保护片和所述第二保护片均可透光。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的应用于光学成像系统的视场控制装置，其特征在于，所述遮光部构造为不透光结构。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的应用于光学成像系统的视场控制装置，其特征在于，还包括：背光源，所述背光源选择性地照射所述遮光部以使所述遮光部在遮光状态和未遮光状态间转换。

9.根据权利要求8所述的应用于光学成像系统的视场控制装置，其特征在于，还包括：导光板，所述导光板用于将所述背光源发出光线导向至所述遮光部。

10.根据权利要求8所述的应用于光学成像系统的视场控制装置，其特征在于，至少一个所述遮光部包括：第一遮光部和第二遮光部，所述第一遮光部和所述第二遮光部在所述基体的厚度方向层叠设置，所述背光源包括第一背光源和第二背光源，所述第一背光源用于选择性地照射所述第一遮光部，所述第二背光源用于选择性地照射所述第二遮光部。

11.根据权利要求10所述的应用于光学成像系统的视场控制装置，其特征在于，还包括：导光板，所述导光板用于将所述背光源发出光线导向至与其对应的所述遮光部，所述第一背光源和所述第二背光源设于所述导光板的径向外侧。

12.一种光学成像系统，其特征在于，包括：

平板透镜；

显示器，所述显示器用于朝向所述平板透镜发射光线；

视场控制装置，所述平板透镜和/或所述显示器设有所述视场控制装置，且所述显示器朝向所述平板透镜发射的光线通过所述视场控制装置，其中，所述视场控制装置为根据权利要求1-11中任一项所述的应用于光学成像系统的视场控制装置。

13.根据权利要求12所述的光学成像系统，其特征在于，所述视场控制装置设于所述平板透镜远离和/或靠近所述显示器的表面。

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