发明创造名称:近眼显示器系统、装置及方法
外观设计名称:
决定号:196754
决定日:2019-12-04
委内编号:1F251922
优先权日:2013-05-23,2014-05-15
申请(专利)号:201410221982.7
申请日:2014-05-23
复审请求人:豪威科技股份有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:陈亚娟
合议组组长:张瑜
参审员:王方
国际分类号:G02B27/01,G02B27/28
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款、专利法第33条
决定要点
:如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,而这些区别技术特征是本领域的常用技术手段,并且该权利要求的技术方案并没有由于这些区别技术特征而具有预料不到的技术效果,则该项权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具有创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201410221982.7,名称为“近眼显示器系统、装置及方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请日为2014年05月23日,优先权日为2013年05月23日和2014年05月15日,公开日为2014年12月17日,申请人原为全视技术有限公司,后变更为豪威科技股份有限公司。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门审查员于2018年02月02日发出驳回决定,驳回了本发明专利申请,其理由是:本申请的权利要求第1-22项不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。驳回决定中引用如下5篇对比文件:
对比文件1:US5886822 A,公开日期为1999年03月23日;
对比文件2:CN101490606 A,公开日期为2009年07月22日;
对比文件3:US2013/0113973 A1,公开日期为2013年05月09日;
对比文件4:US2013/0016292 A1,公开日期为2013年01月17日;
对比文件5:US7675684 B1,公开日期为2010年03月09日。
驳回决定所依据的文本为:申请人于申请日2014年05月23日提交的说明书摘要、说明书第1-220段、摘要附图、说明书附图1-26;以及于2017年10月17日提交的权利要求第1-22项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种近眼显示装置,包括:
一显示单元,具有:
一硅基液晶显示器,及
一第一偏振光束分光器界面;
一照明模块,包括用于生成照明光的至少一个光源;
一弯曲的反射镜,用于:(i)在来自所述照明模块的照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述照明光,并且(ii)将所述照明光反射并聚焦至所述第一偏振光束分光器界面,以反射至所述硅基液晶显示器,所述照明模块和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上;及
一观看单元,用于在来自所述硅基液晶显示器的显示光传输穿过所述第一偏振光束之后接收所述显示光,所述观看单元具有:
一成像物镜,其基于所述显示光为一瞳孔形成所述硅基液晶显示器的一影像,及
一第二偏振光束分光器界面,用于:(i)使反射的显示光从所述成像物镜反射向所述瞳孔并且(ii)将环境光从一周围场景传送向所述瞳孔,所述第二偏振光束分光器界面与所述第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面。
2. 如权利要求1所述的近眼显示装置,还包括一个设置在所述显示单元与所述观看单元之间的偏振滤光镜,用于选择从所述显示单元传播至所述观看单元的光的一线性偏振分量。
3. 如权利要求1所述的近眼显示装置,其中所述显示单元还包括一聚焦模块,用于将所述照明光聚焦至所述硅基液晶显示器之上。
4. 如权利要求3所述的近眼显示装置,其中所述聚焦模块包括所述弯曲的反射镜。
5. 如权利要求4所述的近眼显示装置,其中所述聚焦模块还包括位于所述弯曲的反射镜和所述第一偏振光束分光器界面之间的一透镜。
6. 如权利要求1所述的近眼显示装置,还包括一个四分之一波片,部署于所述第一偏振光束分光器界面与所述弯曲的反射镜之间,用于将由所述照明模块所接收的所述照明光的偏振旋转了90度。
7. 如权利要求1所述的近眼显示装置,还包括一透镜,设置在所述显示单元与所述观看单元之间,用于改变所述硅基液晶显示器的所述影像的放大倍率。
8. 如权利要求1所述的近眼显示装置,其中所述显示单元还包括一透镜,设置在所述第一偏振光束分光器与所述硅基液晶显示器之间,用于改变所述硅基液晶显示器的所述影像的放大倍率。
9. 如权利要求1所述的近眼显示装置,其中所述照明模块还包括一偏振滤光镜,用于将所述照明光形成为线性偏振光。
10. 如权利要求9所述的近眼显示装置,其中所述照明模块还包括一收集器,用于将发射光从所述光源导引朝向所述偏振滤光镜。
11. 如权利要求1所述的近眼显示装置,还包括一中性密度滤光镜,用于降低周围场景的环境光的亮度。
12. 如权利要求11所述的近眼显示装置,其中所述中性密度滤光镜为一可变的中性密度滤光镜。
13. 如权利要求12所述的近眼显示装置,其中所述可变的中性密度滤光镜包括液晶分子,所述近眼显示装置还包括一控制器,用于基于所述可变的中性密度滤光镜的扭转向列效应改变所述环境光的所述亮度。
14. 一种将显示影像叠加在使用者的瞳孔所观看到的周围场景的方法,包括:
通过使用一第一偏振光束分光器界面而使照明光从一光源反射至一硅基液晶显示器来照明所述显示器,所述照明包括:在所述反射之前,将所述照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面并且利用弯曲的反射镜将所述照明光反射回并聚焦至所述所述第一偏振光束分光器界面,所述光源和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上;以及
通过使用一第二偏振光束分光器界面,将来自所述周围场景的环境光与来自被所述第一偏振光束分光器界面所传输的所述显示器的显示光合并,用于将所述硅基液晶显示器的一影像叠加在所述周围场景上,所述第二偏振光束分光器界面与所述第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面。
15. 如权利要求14所述的方法,还包括:通过使用除了所述第一与第二偏振光束分光器界面以外的至少一偏振选择组件来过滤光的偏振,用于改善所述硅基液晶显示器的所述影像的质量。
16. 如权利要求15所述的方法,其中所述至少一偏振选择组件包括一个设置在所述第一与第二偏振光束分光器界面之间的偏振选择组件,用于过滤所述显示光的偏振。
17. 如权利要求15所述的方法,其中所述至少一偏振选择组件包括一个设置在所述光源与所述第一偏振光束分光器界面之间的偏振选择组件,用于过滤所述照明光的偏振。
18. 如权利要求14所述的方法,还包括:通过使用一中性密度滤光镜调整周围场景的环境光的亮度。
19. 如权利要求18所述的方法,其中调整亮度的所述步骤包括所述中性密度滤光镜的电子改变传输。
20. 如权利要求19所述的方法,其中所述中性密度滤光镜包括数个液晶分 子,所述中性密度滤光镜的电子改变传输的步骤包括通过扭转向列效应改变所述中性密度滤光镜的所述传输。
21. 如权利要求14所述的方法,还包括聚焦所述照明光以增加来自所述硅基液晶显示器的所述显示光的亮度。
22. 如权利要求14所述的方法,还包括:通过使用一透镜聚焦所述显示光以改变所述硅基液晶显示器的所述影像的放大倍率。”
驳回决定认为,独立权利要求1请求保护一种近眼显示装置,其与对比文件1的区别在于:(1)显示器采用的是硅基液晶显示器;(2)还包括照明模块,包括用于生成照明光的至少一个光源;一弯曲的反射镜,用于:(i)在来自所述照明模块的照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述照明光,并且(ii)将所述照明光反射并聚焦至所述第一偏振光束分光器界面,以反射至所述硅基液晶显示器,所述照明模块和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上。而区别技术特征(1)属于本领域的常规选择,区别技术特征(2)可在对比文件2公开内容的基础上结合本领域的常用技术手段获得。因此,权利要求1不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。从属权利要求2-13的附加技术特征或者被对比文件1或3公开,或者属于本领域的常用技术手段,因而不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。独立权利要求14请求保护一种将显示影像叠加在使用者的瞳孔所观看到的周围场景的方法,其与对比文件1的区别在于:所述照明包括:在所述反射之前,将所述照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面并且利用弯曲反射镜将所述照明光反射回并聚焦所述第一偏振光束分光器界面,所述光源和所述弯曲反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上。该技术特征被对比文件2结合本领域的常用技术手段所公开。因此,权利要求14不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。从属权利要求15-22的附加技术特征或者被对比文件3公开或者属于本领域的常用技术手段,因而不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。此外,驳回决定中还指出,对比文件4结合对比文件5、对比文件3也使得权利要求1-22不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年05月16日向国家知识产权局提出了复审请求,未对申请文件进行修改。
复审请求人认为:对比文件1至对比文件5均没有公开或教导在权利要求1这样的折叠的光传播路径中使用弯曲的反射镜来实现照明光的聚焦,且该技术特征给权利要求1的技术方案带来了预料不到的技术效果:通过反射镜将照明光聚焦到LCOS显示器上。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年05月22日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
合议组于2018年12月24日向复审请求人发出复审通知书,指出:独立权利要求1请求保护一种近眼显示装置,其与对比文件5的区别技术特征在于:权利要求1的近眼显示装置包括一弯曲的反射镜,用于:(i)在来自所述照明模块的照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述照明光,并且(ii)将所述照明光反射并聚焦至所述第一偏振光束分光器界面,以反射至所述硅基液晶显示器,所述照明模块和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上。而这些区别技术特征属于本领域的常用技术手段。因此,权利要求1不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。同时,复审通知书中还指出了权利要求1相对于对比文件3和本领域常用技术手段的结合也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-13的附加技术特征或者被对比文件5或对比文件3所公开,或者属于本领域的常用技术手段,因此不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。独立权利要求14请求保护一种将显示影像叠加在使用者的瞳孔所观看到的周围场景的方法,其与对比文件5的区别技术特征在于:权利要求14的照明包括:在所述反射之前,将所述照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面并且利用弯曲的反射镜将所述照明光反射回并聚焦至所述所述第一偏振光束分光器界面,所述光源和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上。而这些技术特征属于本领域的常用技术手段。因此,权利要求14相对于对比文件5和本领域常用技术手段的结合不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。同时,复审通知书中还指出了权利要求14相对于对比文件3和本领域常用技术手段的结合也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求15-22的附加技术特征或者被对比文件5或对比文件3所公开,或者属于本领域的常用技术手段,因此,不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年04月04日提交了意见陈述书,修改了权利要求书和说明书,其中,在驳回决定所针对的权利要求书的基础上,在权利要求1中增加了技术特征“(b)用于将所述照明光沿着第一偏振方向线性偏振的偏振滤光镜”和“所述显示光是沿着所述第一偏振方向偏振的”,删除了权利要求9,将原权利要求14的编号修改为权利要求13,并将其中的技术特征“通过使用一第一偏振光束分光器界面而使照明光从一光源反射至一硅基液晶显示器来照明所述显示器,所述照明包括:在所述反射之前,将所述照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面并且利用弯曲的反射镜将所述照明光反射回并聚焦至所述所述第一偏振光束分光器界面”修改为“通过(a)将来自光源的光偏振以产生沿着第一偏振方向线性偏振的照明光、(b)将所述照明光传输穿过第一偏振光束分光器界面并且(c)利用弯曲的反射镜将所述照明光聚焦并反射回所述第一偏振光束分光器界面以反射至硅基液晶显示器,来照亮所述硅基液晶显示器”,将技术特征“将来自所述周围场景的环境光与来自被所述第一偏振光束分光器界面所传输的所述显示器的显示光合并”修改为“将来自所述周围场景的环境光与来自被所述第一偏振光束分光器界面所传输的所述显示器的显示光合并为沿着所述第一偏振方向线性偏振”,并对其他权利要求的编号和引用关系作了适应性修改,同时根据说明书附图对说明书第[0057]、[0061]和[0066]段中的有关“s-偏振光”和“p-偏振光”的内容进行了修改,并删除了说明书第[0057]段中的“,其”,将说明书第[0059]、[0062]段中的“S-偏振光”修改为“s-偏振光”。修改后的权利要求书共21项,其中独立权利要求1和独立权利要求13的内容如下:
“1. 一种近眼显示装置,包括:
一显示单元,具有:
一硅基液晶显示器,及
一第一偏振光束分光器界面;
一照明模块,包括(a)用于生成照明光的至少一个光源和(b)用于将所述照明光沿着第一偏振方向线性偏振的偏振滤光镜;
一弯曲的反射镜,用于:(i)在来自所述照明模块的照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述照明光,并且(ii)将所述照明光反射并聚焦至所述第一偏振光束分光器界面,以反射至所述硅基液晶显示器,所述照明模块和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上;及
一观看单元,用于在来自所述硅基液晶显示器的显示光传输穿过所述第一偏振光束之后接收所述显示光,所述显示光是沿着所述第一偏振方向偏振的,所述观看单元具有:
一成像物镜,其基于所述显示光为一瞳孔形成所述硅基液晶显示器的一影像,及
一第二偏振光束分光器界面,用于:(i)使反射的显示光从所述成像物镜反射向所述瞳孔并且(ii)将环境光从一周围场景传送向所述瞳孔,所述第二偏振光束分光器界面与所述第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面。
13. 一种将显示影像叠加在使用者的瞳孔所观看到的周围场景的方法,包括:
通过(a)将来自光源的光偏振以产生沿着第一偏振方向线性偏振的照明光、(b)将所述照明光传输穿过第一偏振光束分光器界面并且(c)利用弯曲的反射镜将所述照明光聚焦并反射回所述第一偏振光束分光器界面以反射至硅基液晶显示器,来照亮所述硅基液晶显示器,其中所述光源和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上;以及
通过使用一第二偏振光束分光器界面,将来自所述周围场景的环境光与来自被所述第一偏振光束分光器界面所传输的所述显示器的显示光合并为沿着所述第一偏振方向线性偏振,用于将所述硅基液晶显示器的一影像叠加在所述周围场景上,所述第二偏振光束分光器界面与所述第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面。”
复审请求人认为:对比文件5没有公开光源和弯曲的反射镜位于偏振光束分光器界面的相反两侧、以及由此形成的偏振配置,这些技术特征并非本领域的惯用技术手段,且根据对比文件5的光学系统的结构,没有空间也不适宜在偏振光束分光器界面的与光源相反的一侧放置弯曲的反射镜。而本申请由位于偏振光束分光器界面的与照明模块相反一侧的弯曲反射镜形成的折叠路径不仅允许将照明光聚焦,还确保显示光具有与照明光相同的偏振类型。显示光沿着与照明光相同的方向偏振是将显示光耦合到观看单元所需要的。对比文件3没有提及将来自照明模块的光聚焦到显示面板,也没有提及对这样聚焦的需要。本领域技术人员在对比文件3的基础上,没有动机想到将对比文件3的目镜复杂化,来包括弯曲的反射镜用于进行聚焦;如果在对比文件3的目镜中需要并入聚焦的功能,最简单的方法是在照明模块和输入耦合偏振分束器之间增加透镜或其他聚焦元件,权利要求1的弯曲的反射就需要更加实质和非显而易见的重新设计,这种设计是复杂的,且会影响目镜所需的紧凑性;对比文件3的显示光与照明光的偏振不一致,且对比文件3未能教导权利要求1的偏振要求和偏振配置,这种偏振配置的改变对本领域技术人员来说也并不是显而易见的。因此,权利要求1和13相对于对比文件5或对比文件3和本领域公知技术的结合具备专利法第22条第3款规定的创造性。
在此基础上,合议组继续审查,并于2019年07月08日再次向复审请求人发出复审通知书,指出:
1、修改后的权利要求13中的技术特征“通过使用一第二偏振光束分光器界面,将来自所述周围场景的环境光与来自被所述第一偏振光束分光器界面所传输的所述显示器的显示光合并为沿着所述第一偏振方向线性偏振” 既没有记载在原说明书和权利要求书中,也不能由原说明书和权利要求书记载的内容直接地、毫无疑义地确定,因此,权利要求13的修改超出了原说明书和权利要求书记载的范围,不符合专利法第33条的规定。
2、独立权利要求1与对比文件5的区别技术特征在于:(1)权利要求1的近眼显示装置包括一弯曲的反射镜,用于:(i)在来自所述照明模块的照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述照明光,并且(ii)将所述照明光反射并聚焦至所述第一偏振光束分光器界面,以反射至所述硅基液晶显示器,所述照明模块和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上;(2)第二偏振光束分光器界面与第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面。而这些区别技术特征属于本领域的常用技术手段。因此,权利要求1不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。同时,复审通知书中还指出了权利要求1相对于对比文件3和本领域常用技术手段的结合也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-12的附加技术特征或者被对比文件5或对比文件3所公开,或者属于本领域的常用技术手段,因此不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
3、根据说明书的记载,假设复审请求人将权利要求13中涉及修改超范围的技术特征“通过使用一第二偏振光束分光器界面,将来自所述周围场景的环境光与来自被所述第一偏振光束分光器界面所传输的所述显示器的显示光合并为沿着所述第一偏振方向线性偏振”修改为“通过使用一第二偏振光束分光器界面,将来自所述周围场景的环境光与来自被所述第一偏振光束分光器界面所传输的所述显示器的显示光合并”,以克服修改超范围的问题,修改后的权利要求13及其从属权利要求14-21仍然不具备创造性,具体理由为:修改后的权利要求13与对比文件5的区别技术特征在于:(1)权利要求13包括:(b)将所述照明光传输穿过第一偏振光束分光器界面并且(c)利用弯曲的反射镜将所述照明光聚焦并反射回所述第一偏振光束分光器界面以反射至硅基液晶显示器,来照亮所述硅基液晶显示器,其中所述光源和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上;(2)第二偏振光束分光器界面与第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面。这些区别技术特征均为本领域的常用技术手段。因此,修改后的权利要求13不具备创造性。同时,复审通知书中还指出了修改后的权利要求13相对于对比文件3和本领域常用技术手段的结合也不具备创造性。从属权利要求14-21的附加技术特征或者被对比文件5或对比文件3所公开,或者属于本领域的常用技术手段,因此,也不具备创造性。
针对上述复审通知书,复审请求人于2019年10月23日提交了意见陈述书,并对权利要求书进行了修改,在2019年04月04日所提交的权利要求的基础上,在权利要求1中增加了技术特征“其中,所述光源位于所述近眼显示装置的与所述近眼显示装置的使用者的瞳孔相同的一侧,从所述偏振滤光镜发出的沿着所述第一偏振方向线性偏振的照明光被提供至所述第一偏振光束分光器界面”和“并且与所述第一偏振光束分光器界面传输相同型式的偏振”,将技术特征“用于在来自所述硅基液晶显示器的显示光传输穿过所述第一偏振光束之后接收所述显示光,所述显示光是沿着所述第一偏振方向偏振的”修改为“用于在来自所述硅基液晶显示器的显示光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述显示光,从所述第一偏振光束分光器界面接收的所述显示光是沿着所述第一偏振方向偏振的”,在权利要求13中增加了技术特征“并且所述光源与所述使用者的瞳孔位于相同侧”和“并且与所述第一偏振光束分光器界面传输相同型式的偏振”,将技术特征“将所述照明光传输穿过第一偏振光束分光器界面并且”修改为“将沿着所述第一偏振方向线性偏振的所述照明光传输穿过第一偏振光束分光器界面并且”,“将来自所述周围场景的环境光与来自被所述第一偏振光束分光器界面所传输的所述显示器的显示光合并为沿着所述第一偏振方向线性偏振”修改为“将来自所述周围场景的环境光与来自被所述第一偏振光束分光器界面所传输的沿着所述第一偏振方向线性偏振的所述显示器的显示光合并”,对其他权利要求未进行修改。修改后的权利要求1和权利要求13内容如下:
“1. 一种近眼显示装置,包括:
一显示单元,具有:
一硅基液晶显示器,及
一第一偏振光束分光器界面;
一照明模块,包括(a)用于生成照明光的至少一个光源和(b)用于将所述照明光沿着第一偏振方向线性偏振的偏振滤光镜,其中,所述光源位于所述近眼显示装置的与所述近眼显示装置的使用者的瞳孔相同的一侧,从所述偏振滤光镜发出的沿着所述第一偏振方向线性偏振的照明光被提供至所述第一偏振光束分光器界面;
一弯曲的反射镜,用于:(i)在来自所述照明模块的照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述照明光,并且(ii)将所述照明光反射并聚焦至所述第一偏振光束分光器界面,以反射至所述硅基液晶显示器,所述照明模块和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上;及
一观看单元,用于在来自所述硅基液晶显示器的显示光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述显示光,从所述第一偏振光束分光器界面接收的所述显示光是沿着所述第一偏振方向偏振的,所述观看单元具有:
一成像物镜,其基于所述显示光为一瞳孔形成所述硅基液晶显示器的一影像,及
一第二偏振光束分光器界面,用于:(i)使反射的显示光从所述成像物镜反射向所述瞳孔并且(ii)将环境光从一周围场景传送向所述瞳孔,所述第二偏振光束分光器界面与所述第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面并且与所述第一偏振光束分光器界面传输相同型式的偏振。
13. 一种将显示影像叠加在使用者的瞳孔所观看到的周围场景的方法,包括:
通过(a)将来自光源的光偏振以产生沿着第一偏振方向线性偏振的照明光、(b)将沿着所述第一偏振方向线性偏振的所述照明光传输穿过第一偏振光束分光器界面并且(c)利用弯曲的反射镜将所述照明光聚焦并反射回所述第一偏振光束分光器界面以反射至硅基液晶显示器,来照亮所述硅基液晶显示器,其中所述光源和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上,并且所述光源与所述使用者的瞳孔位于相同侧;以及
通过使用一第二偏振光束分光器界面,将来自所述周围场景的环境光与来自被所述第一偏振光束分光器界面所传输的沿着所述第一偏振方向线性偏振的所述显示器的显示光合并,用于将所述硅基液晶显示器的一影像叠加在所述周围场景上,所述第二偏振光束分光器界面与所述第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面并且与所述第一偏振光束分光器界面传输相同型式的偏振。”
复审请求人认为:对比文件5没有公开观看单元在显示光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述显示光,对比文件3没有公开从偏振滤光器提供至第一偏振光束分光器界面的照明光沿着第一偏振方向偏振,从第一偏振光束分光器界面提供至第二偏振光束分光器界面的显示光也沿着第一偏振方向偏振,对比文件3和对比文件5都没有公开光源与使用者的瞳孔位于近眼显示装置的相同侧,以及第二偏振光束分光器界面与第一偏振光束分光器界面传输相同型式的偏振。对比文件5和对比文件3的装置与权利要求1的装置在结构上均具有较大差异,本领域技术人员难以在对比文件5或对比文件3的基础上想到将其修改为权利要求1的技术方案,因此,权利要求1具备创造性,符合专利法第22条第3款的有关规定。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,依法作出审查决定。
二、决定的理由
(一)审查文本的认定
在复审程序中,复审请求人于2019年04月04日提交了权利要求书和说明书的全文修改替换页,于2019年10月23日提交了权利要求书的全文修改替换页。因此,复审决定所针对的文本是:复审请求人于2019年10月23日提交的权利要求第1-21项;于2019年04月04日提交的说明书第1-220段;以及于申请日2014年05月23日提交的说明书摘要、摘要附图和说明书附图1-26。
(二)具体理由的阐述
1、专利法第33条规定,申请人可以对其专利申请文件进行修改,但是,对发明和实用新型专利申请文件的修改不得超出原说明书和权利要求书记载的范围,对外观设计专利申请文件的修改不得超出原图片或者照片表示的范围。
复审请求人于2019年10月23日提交的权利要求书中所作的修改或者在说明书第[0040]段中有记载,或者根据说明书附图4-7的内容可以直接地、毫无疑义地确定,上述修改克服了其于2019年04月04日所提交的权利要求书中存在的修改超范围的问题,符合专利法第33条的规定。
2、专利法第22条第3款规定,创造性,是指现有技术相比,该发明有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,而这些区别技术特征是本领域的常用技术手段,并且该权利要求的技术方案并没有由于这些区别技术特征而具有预料不到的技术效果,则该项权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具有创造性。
具体到本申请,
(1)独立权利要求1请求保护一种近眼显示装置,对比文件5公开了一种紧凑型光学系统(参见说明书摘要,说明书第7-11栏,附图5、7、8),该光学系统可被用于头盔显示器(参见说明书摘要),该光学系统的光路如下(参见说明书第7栏第61行-第8栏第59行,附图5):从光源502发出的光穿过照明透镜504,随后穿过偏振器506得到“s”偏振光,“s”偏振光入射至透射/反射偏振装置508,并入射到分束涂层,从而“s”偏振光被偏振面509反射,从透射/反射偏振装置508出射的光被入射至SLM 510,从SLM510出射“s”或“p”偏振光,随后返回至透射/反射偏振装置508并再次入射至偏振面509上,其中的“s”偏振光被反射回光源502,“p”偏振光穿过偏振面509,从透射/反射偏振装置508出射,随后依次穿过1/4波长延迟器512、中继镜组514后被第一曼京反射表面516反射后再次穿过中继镜组514、1/4波长延迟器512后被转换为“s”偏振光入射至透射/反射偏振装置508,并被偏振面509反射后穿过场镜518,随后入射至第二透射/反射偏振装置520并穿过其中的第二偏振分束面521从第二透射/反射偏振装置520出射,穿过第二1/4波长延迟器522后被透镜524的第二曼京反射面525反射回第二1/4波长延迟器522,随后被第二透射/反射偏振装置520的第二偏振分束面521反射,与外界非偏振光527的穿过第二透射/反射偏振装置520的部分混合入射至人眼。此外,说明书摘要中还公开了空间光调制器可以是LCOS。
将本申请权利要求1的技术方案与对比文件5相比,对比文件5中的采用LCOS的空间光调制器SLM 510与偏振面509的组合相当于显示单元,偏振器506相当于照明模块中的偏振滤光镜;第二透射/反射偏振装置520、第二1/4波长延迟器522和透镜524的组合相当于观看单元,第二1/4波长延迟器522和透镜524的组合相当于成像物镜,“s”偏振光相当于沿着第一偏振方向线性偏振的光。
因此,对比文件5公开了权利要求1中的下述技术特征:一种近眼显示装置,包括:一显示单元,具有:一硅基液晶显示器,及一第一偏振光束分光器界面;一照明模块,包括(a)用于生成照明光的至少一个光源和(b)用于将所述照明光沿着第一偏振方向线性偏振的偏振滤光镜,从所述偏振滤光镜发出的沿着所述第一偏振方向线性偏振的照明光被提供至所述第一偏振光束分光器界面;一观看单元,用于在来自所述硅基液晶显示器的显示光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述显示光,从所述第一偏振光束分光器界面接收的所述显示光是沿着所述第一偏振方向偏振的,所述观看单元具有:一成像物镜,其基于所述显示光为一瞳孔形成所述硅基液晶显示器的一影像,及一第二偏振光束分光器界面,用于:(i)使反射的显示光从所述成像物镜反射向所述瞳孔,并且(ii)将环境光从一周围场景传送向所述瞳孔。
可见,权利要求1与对比文件5的区别技术特征在于:(1)所述光源位于所述近眼显示装置的与所述近眼显示装置的使用者的瞳孔相同的一侧;(2)权利要求1的近眼显示装置包括一弯曲的反射镜,用于:(i)在来自所述照明模块的照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述照明光,并且(ii)将所述照明光反射并聚焦至所述第一偏振光束分光器界面,以反射至所述硅基液晶显示器,所述照明模块和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上;(3)第二偏振光束分光器界面与第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面并且与所述第一偏振光束分光器界面传输相同型式的偏振。基于上述区别技术特征,权利要求1实际解决的技术问题主要是:如何选择光源与瞳孔的相对位置,如何将来自照明模块的照明光聚焦至硅基液晶显示器上,以及如何选择和设置偏振分束器。
对于上述区别技术特征(1),光源与使用者的瞳孔的相对位置是本领域技术人员可以根据需要进行选择的,使光源与使用者的瞳孔由对比文件5中的相对位置变为光源位于近眼显示装置的与近眼显示装置的使用者的瞳孔相同的一侧对本领域技术人员来说并不会改变基本光路的原理,仅需要在基本光路的基础上简单改变光路中各元器件的相对位置,并不需要付出创造性劳动。
对于上述区别技术特征(2),在显示装置的光学结构中,当光源面积较小或光源与显示元件之间的距离较远,而导致发出的光具有发散特性时,为了提高成像质量或充分利用照明光,通常会在照明光源发出的照明光到达显示元件之前进行聚焦,当在需要保持光学系统紧凑的同时还有聚焦的需要时,利用弯曲的反射镜反射来自光源的照明光使光路折叠并聚焦光束是本领域的常用技术手段,且对比文件5中已经公开了利用1/4波长延迟器512和第一曼京反射面516的组合对从在偏振分光器界面相反侧的SLM 510出射的光束进行反射并折叠光路的结构,且本领域技术人员熟知曼京反射器通常具有聚焦的效果,当需要对光源发出的光进行聚焦调整并折叠光路时,在上述结构的基础上,本领域技术人员容易想到在光源的偏振分光器界面相反侧设置具有1/4波长延迟器和弯曲的反射镜的组合的光学组件以聚焦光束并折叠光路,进而将光束通过偏振分光器界面进一步反射至硅基液晶显示器,来照亮所述硅基液晶显示器,即,设置为其中所述光源和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上,而硅基液晶显示器则位于第一偏振光束分光器与光源和弯曲的反射镜垂直的一侧,使得光源发出沿着第一偏振方向偏振的照明光穿过第一偏振光束分光器界面和1/4波长延迟器入射至反射镜,经由反射镜反射后,穿过1/4波长延迟器并被第一偏振光束分光器界面反射至显示器上,从显示器出射的显示光再穿过第一偏振光束分光器界面出射,此时该反射镜自然能:(i)在来自所述照明模块的照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述照明光,并且(ii)将所述照明光反射并聚焦至所述第一偏振光束分光器界面,以反射至所述硅基液晶显示器。
对于上述区别技术特征(3),偏振光束分光器的设置方式是本领域技术人员可以根据实际需要(例如,光路需求和外壳形状等)进行自由选择的,例如,将对比文件5中的第一偏振光束分光器及其两侧的光学器件绕光路的光轴顺时针或逆时针旋转90度均可使得第二偏振光束分光器界面与第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面,而且这种旋转并不会影响光路中其他光学器件的位置或整个光路的光学性能。此外,偏振光束分光器界面所传输的偏振光型式也是本领域技术人员可以根据需要进行选择的,使两个偏振光束分光器界面所传输的型式相同属于本领域技术人员的常规选择。
由此可见,在对比文件5的基础上结合本领域的常用技术手段获得本申请权利要求1所要求保护的技术方案,对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此,权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
此外,对比文件3公开了一种头戴式显示器(参见说明书第1-6页,附图4、5),该头戴式显示器包括一目镜400,其包括图像源405、输入耦合偏振分束器(“PBS”)410、输出耦合PBS415、末端反射器420、偏振旋转器425及可变透明度层427,图像源405包括照明源440及显示面板445,末端反射器420包括凸形反射层455(参见说明书第[0038]段),从图4的光路可以看出照明源440发出的光穿过输入耦合PBS 410,入射至位于输入耦合PBS 410对面的显示面板445,经由显示面板445反射后被输入耦合PBS410反射向输出耦合PBS 415,显示光穿过偏振分束面及偏振旋转器425入射至凸形反射层455,经由凸形反射层反射的显示光被输出耦合PBS 415反射向眼睛120,同时,周围场景光130也依次穿过可变透明度层427和输出耦合PBS 415到达眼睛120(参见说明书第[0039]-[0040]段,附图4、5)。同时说明书第[0023]段还公开了显示面板可以是LCOS显示器,结合附图4和附图5可知,输入耦合PBS 410和输出耦合PBS 415的偏振分束面垂直于同一平面。
将本申请权利要求1的技术方案与对比文件3相比,对比文件3中的图像源405和输入耦合PBS 410的组合相当于权利要求1中的显示单元,输出耦合PBS 415、末端反射器420、偏振旋转器425及可变透明度层427的组合相当于观看单元,偏振旋转器425和末端反射器420的组合相当于成像物镜。
因此,对比文件3公开了权利要求1中的下述技术特征:一种近眼显示装置,包括:一显示单元,具有:一硅基液晶显示器,及一第一偏振光束分光器界面;一照明模块,包括用于生成照明光的至少一个光源;一观看单元,用于在来自所述硅基液晶显示器的显示光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述显示光,所述观看单元具有:一成像物镜,其基于所述显示光为一瞳孔形成所述硅基液晶显示器的一影像,及一第二偏振光束分光器界面,用于:(i)使反射的显示光从所述成像物镜反射向所述瞳孔,并且(ii)将环境光从一周围场景传送向所述瞳孔,所述第二偏振光束分光器界面与所述第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面。
可见,权利要求1与对比文件3的区别技术特征在于:(1)权利要求1中的照明模块还包括用于将所述照明光沿着第一偏振方向线性偏振的偏振滤光镜,其中,所述光源位于所述近眼显示装置的与所述近眼显示装置的使用者的瞳孔相同的一侧,从所述偏振滤光镜发出的沿着所述第一偏振方向线性偏振的照明光被提供至所述第一偏振光束分光器界面;(2)权利要求1的近眼显示装置包括一弯曲的反射镜,用于:(i)在来自所述照明模块的照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述照明光,并且(ii)将所述照明光反射并聚焦至所述第一偏振光束分光器界面,以反射至所述硅基液晶显示器,所述照明模块和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上,观看单元从所述第一偏振光束分光器界面接收的所述显示光是沿着所述第一偏振方向偏振的;(3)权利要求1的第二偏振光束分光器界面与所述第一偏振光束分光器界面传输相同型式的偏振。基于上述区别技术特征,权利要求1实际解决的技术问题主要是:如何选择光源与瞳孔的相对位置,如何进一步滤除照明光中不需要的偏振光,如何将来自照明模块的照明光聚焦至硅基液晶显示器上并使显示光与照明光的偏振方向相同,以及如何选择偏振光束分光器。
对于上述区别技术特征(1),从光源直接发出的光通常是非偏振光,即存在各种偏振态,而为了获得所需的单一偏振态的光,本领域技术人员通常会使用偏振滤光镜来使得光源发出的光沿着所需的偏振方向偏振,即,使照明模块中包括用于将所述照明光沿着第一偏振方向线性偏振的偏振滤光镜是本领域技术人员的常用技术手段,而当使用了该偏振滤光镜时,从偏振滤光镜发出的沿着所述第一偏振方向线性偏振的照明光自然被提供至所述第一偏振光束分光器界面。同时,光源与使用者的瞳孔的相对位置是本领域技术人员可以根据需要进行选择的,使光源与使用者的瞳孔由对比文件3中的相对位置变为光源位于近眼显示装置的与近眼显示装置的使用者的瞳孔相同的一侧对本领域技术人员来说并不会改变基本光路的原理,仅需要在基本光路的基础上简单改变光路中各元器件的相对位置,并不需要付出创造性劳动。
对于上述区别技术特征(2),在显示装置的光学结构中,当光源面积较小或光源距离显示元件距离较远,而导致发出的光具有发散特性时,为了提高成像质量或充分利用照明光,通常会在照明光源发出的照明光到达显示元件之前进行聚焦,当在需要保持光学系统紧凑的同时还有聚焦的需要时,在光源的偏振光束分光器界面相反侧设置弯曲的反射镜反射来自光源的照明光使光路折叠并聚焦光束是本领域的常用技术手段,并且当反射镜被置于光源的偏振光束分光界面的相反侧时,由于偏振光束分光器自身的结构限制,LCOS显示器自然被置于与反射镜和光源垂直的一侧,此时,为了使光束被偏振光束分光器界面反射至LCOS显示器,通常会在反射镜与偏振光束分光器之间设置偏振转换装置,从而,从偏振光束分光器出射的显示光自然与照明光的偏振方向相同。因此,对于照明光经偏振分光器PBS后入射至硅基液晶显示器的光学结构,在需要将照明光聚焦至硅基液晶显示器时,在偏振分光器界面与光源相反一侧设置弯曲的反射镜,用于:(i)在来自所述照明模块的照明光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述照明光,并且(ii)将所述照明光反射并聚焦至所述第一偏振光束分光器界面,以反射至所述硅基液晶显示器是本领域的常用技术手段,当采用这种结构时,从显示器发出的显示光自然会穿过第一偏振光束分光器界面而被观看单元接收,即,从第一偏振光束分光器界面接收的所述显示光是沿着所述第一方向偏振的。
对于上述区别技术特征(3),偏振光束分光器界面所传输的偏振光型式也是本领域技术人员可以根据需要进行选择的,使两个偏振光束分光器界面所传输的型式相同属于本领域技术人员的常规选择。
由此可见,在对比文件3的基础上结合本领域的常用技术手段获得本申请权利要求1所要求保护的技术方案,对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此,权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
针对复审请求人的意见,合议组认为:(1)在对比文件5中,从SLM510出射的光(即,显示光)首先穿过偏振面509,随后依次穿过1/4波长延迟器512、中继镜组514后被第一曼京反射表面516反射后再次穿过中继镜组514、1/4波长延迟器512后被转换为“s”偏振光入射至透射/反射偏振装置508,并被偏振面509反射,即显示光在到达观看单元之前实质上已经经过了穿过第一偏振光束分光器界面的步骤,即,对比文件5实质上已经公开了观看单元在显示光传输穿过所述第一偏振光束分光器界面之后接收所述显示光。(2)在照明模块中提供偏振滤光器是近眼显示装置中的常用技术手段,本领域技术人员容易想到在对比文件3中的照明源440中设置偏振滤光器以提供单一偏振方向的偏振光,而当在照明源440中设置偏振滤光器时,从照明源的光源发出的照明光经偏振滤光器偏振后出射的偏振光自然被提供至PBS 410,即,从偏振滤光器提供至第一偏振光束分光器界面的照明光自然沿着第一偏振方向偏振,同时,根据偏振光束分光器的工作原理,从第一偏振光束分光器界面提供的显示光的偏振方向,由光在偏振光束分光器界面处透射和反射的顺序及次数决定,而最常见的方式即为以下几种:透射-反射、反射-透射、透射-反射-透射和反射-透射-反射,当采用透射-反射-透射这样的顺序时,由第一偏振光束分光器界面所提供的显示光的偏振方向自然是沿着第一偏振方向偏振的。(3)当采用对比文件5或对比文件3的观看单元时,两个偏振光束分光器界面所传输的偏振的型式则与照明模块、显示器、观看单元以及使用者的瞳孔与第一偏振光束分光器界面之间的相对位置关系相关,而照明模块、显示器和观看单元的具体设置位置是本领域技术人员可以根据实际需要或者实际应用环境进行选择的,在选定位置关系后,例如,使照明模块与使用者的瞳孔位于近眼显示装置的同侧,且显示器与观看单元位于第一偏振光束分光器的两侧时,根据偏振光束分光器的工作原理,结合对比文件5和对比文件3所公开的观看单元的结构,从显示器出射的显示光穿过第一偏振光束分光器界面到达观看单元后会继续穿过第二偏振光束分光器界面,此时,两个偏振光束分光器界面所传输的偏振的型式自然是相同的。(4)对比文件5和对比文件3均公开了权利要求1的观看单元的具体光学结构,同时也都公开了利用两个偏振光束分光器对照明光和显示光进行传输,而根据偏振光束分光器的工作原理,光在偏振光束分光器界面处的传输方式最常见的即为透射-反射(例如,对比文件3中PBS 410的界面处的传输方式)、反射-透射(例如,本申请图4所示的第一偏振光束分光器界面处的传输方式)、透射-反射-透射(即,权利要求1中第一偏振光束分光器界面处的传输方式)和反射-透射-反射(例如,对比文件5中偏振面509处的传输方式)这几种,第一偏振光束分光器周边的部件的设置亦随这几种传输方式在有限的几种可能性中变换,因此,尽管对比文件5和对比文件3装置与权利要求1的装置在结构上存在不同,但是,这几种不同的结构均为本领域技术人员根据偏振光束分光器的工作原理通过简单的变换即可得到的,不需要付出创造性的劳动。因此,复审请求人的上述意见不具有说服力,不能被接受。
(2)从属权利要求2的附加技术特征为“还包括一个设置在所述显示单元与所述观看单元之间的偏振滤光镜,用于选择从所述显示单元传播至所述观看单元的光的一线性偏振分量”,而在近眼显示装置的显示光路中,为了保证成像质量,在显示单元和观看单元之间设置偏振滤光镜,以选择从显示单元传播至观看单元的光的线性偏振分量是本领域的常用技术手段。因此,权利要求2的技术方案不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
(3)从属权利要求3-5的附加技术特征分别为“其中所述显示单元还包括一聚焦模块,用于将所述照明光聚焦至所述硅基液晶显示器之上”、“其中所述聚焦模块包括所述弯曲的反射镜”和“其中所述聚焦模块还包括位于所述弯曲的反射镜和所述第一偏振光束分光器界面之间的一透镜”,而使用透镜和弯曲的反射镜的组合对照明光进行聚焦是本领域的常用技术手段,且对比文件5中已经公开了利用1/4波长延迟器、透镜组合反射镜的组合对图像光进行聚焦,在此基础上,当需要对照明光进行聚焦时,将这种组合应用于照明光也是本领域技术人员容易想到的。因此,权利要求3-5的技术方案不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
(4)从属权利要求6的附加技术特征为“还包括一个四分之一波片,部署于所述第一偏振光束分光器界面与所述弯曲的反射镜之间,用于将由所述照明模块所接收的所述照明光的偏振旋转了90度”,为了使经过反射镜反射的照明光被偏振光束分光器界面反射,需要改变照明光的偏振态,而四分之一波片是本领域常用的偏振态转换器件,例如,对比文件5和对比文件3中均利用了四分之一波片对偏振态进行转换。因此,权利要求6的技术方案不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
(5)从属权利要求7和8的附加技术特征分别为“还包括一透镜,设置在所述显示单元与所述观看单元之间,用于改变所述硅基液晶显示器的所述影像的放大倍率”和“其中所述显示单元还包括一透镜,设置在所述第一偏振光束分光器与所述硅基液晶显示器之间,用于改变所述硅基液晶显示器的所述影像的放大倍率”,而在显示单元和观看单元之间或在第一偏振光束分光器和硅基液晶显示器之间设置透镜,以改变影像的放大倍率是本领域的常用技术手段。因此,权利要求7和8的技术方案不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
(6)从属权利要求9的附加技术特征为“其中所述照明模块还包括一收集器,用于将发射光从所述光源导引朝向所述偏振滤光镜”,而对比文件5中已经公开了在光源502和透射/反射偏振装置508之间还依次设置有照明透镜504和偏振片506(参见说明书第7栏第62-65行,附图5),而利用收集器对光进行引导也是本领域的常用技术手段。因此,权利要求9的技术方案不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
(7)从属权利要求10-12的附加技术特征分别为“还包括一中性密度滤光镜,用于降低周围场景的环境光的亮度”、“其中所述中性密度滤光镜为一可变的中性密度滤光镜”和“其中所述可变的中性密度滤光镜包括液晶分子,所述近眼显示装置还包括一控制器,用于基于所述可变的中性密度滤光镜的扭转向列效应改变所述环境光的所述亮度”,对比文件3公开了一种头戴式显示器(参见说明书第1-6页,附图4、5),该头戴式显示器包括一目镜400,其包括图像源405、输入耦合偏振分束器(“PBS”)410、输出耦合PBS415、末端反射器420、偏振旋转器425及可变透明度层427,以自动调暗周围场景光130(参见说明书第[0038]、[0040]段,附图4、5),控制器经由控制信号进一步耦合到透镜透明度致动器,其又经由控制信号致动或控制可变透明度层的透明度,可变透明度层可为响应于透镜透明度致动器输出的控制信号而改变其不透明度的LCD层(参见说明书第[0024]段),从图4的光路可以看出显示光穿过输出耦合PBS 415的偏振分束面及偏振旋转器425入射至末端反射器420所包括的凸形反射层455,经由凸形反射层反射的显示光被输出耦合PBS 415反射向眼睛120,同时,周围场景光130也依次穿过可变透明度层427和输出耦合PBS 415到达眼睛120(参见说明书第[0038]-[0040]段,附图4、5)。即对比文件3公开了在利用PBS合并环境光和显示光时,利用LCD层形成的可变透明度层与控制器配合来降低周围场景的环境光的亮度,在此基础上,由于中性密度滤光镜是本领域常用的滤光镜,且具有对不同波长均匀滤光的滤光特性,将上述可变透明度层形成为可变的中性密度滤光镜是本领域技术人员的常规选择,而当使用上述LCD层构成上述可变的中性密度滤光镜时,基于扭转向列效应改变环境光的亮度也是本领域技术人员的常规选择。因此,权利要求10-12的技术方案不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
(8)独立权利要求13请求保护一种将显示影像叠加在使用者的瞳孔所观看到的周围场景的方法,对比文件5公开了一种紧凑型光学系统(参见说明书摘要,说明书第7-11栏,附图5、7、8),该光学系统可被用于头盔显示器(参见说明书摘要),该光学系统的光路如下(参见说明书第7栏第61行-第8栏第59行,附图5):从光源502发出的光穿过照明透镜504,随后穿过偏振器506得到“s”偏振光,“s”偏振光入射至透射/反射偏振装置508,并入射到分束涂层,从而“s”偏振光被偏振面509反射,从透射/反射偏振装置508出射的光被入射至SLM 510,从SLM510出射“s”或“p”偏振光,随后返回至透射/反射偏振装置508并再次入射至偏振面509上,其中的“s”偏振光被反射回光源502,“p”偏振光穿过偏振面509,从透射/反射偏振装置508出射,随后依次穿过1/4波长延迟器512、中继镜组514后被第一曼京反射表面516反射后再次穿过中继镜组514、1/4波长延迟器512后被转换为“s”偏振光入射至透射/反射偏振装置508,并被偏振面509反射后穿过场镜518,随后入射至第二透射/反射偏振装置520并穿过其中的第二偏振分束面521从第二透射/反射偏振装置520出射,穿过第二1/4波长延迟器522后被透镜524的第二曼京反射面525反射回第二1/4波长延迟器522,随后被第二透射/反射偏振装置520的第二偏振分束面521反射,与外界非偏振光527的穿过第二透射/反射偏振装置520的部分混合入射至人眼。此外,说明书摘要中还公开了空间光调制器可以是LCOS。
根据上述公开的内容可知,对比文件5中实质上还公开了一种将显示影像叠加在使用者的瞳孔所观看到的周围场景的方法,包括:通过将来自光源的光偏振以产生沿着第一偏振方向线性偏振的照明光,通过使用第一透射/反射偏振装置508的偏振面509而使照明光从光源502反射至SLM 510(可以是LCOS)来照明SLM 510;以及通过使用第二透射/反射偏振装置520 的第二偏振分束面521,将外界非偏振光527与来自被第一透射/反射偏振装置508的偏振面509所传输的沿着第一偏振方向线性偏振的光合并,用于将SLM 510的影像叠加在周围场景上。
因此,权利要求13与对比文件5的区别技术特征在于:(1)权利要求13包括:(b)将沿着所述第一偏振方向线性偏振的所述照明光传输穿过第一偏振光束分光器界面并且(c)利用弯曲的反射镜将所述照明光聚焦并反射回所述第一偏振光束分光器界面以反射至硅基液晶显示器,来照亮所述硅基液晶显示器,其中所述光源和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上,并且所述光源与所述使用者的瞳孔位于相同侧;(2)第二偏振光束分光器界面与第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面并且与所述第一偏振光束分光器界面传输相同型式的偏振。基于上述区别技术特征,权利要求13实际解决的技术问题主要是:如何将来自照明模块的特定偏振方向的照明光聚焦至硅基液晶显示器上,如何选择光源与瞳孔的相对位置,如何选择和设置偏振分束器。
对于上述区别技术特征(1),在显示装置的光学结构中,当光源面积较小或光源与显示元件之间的距离较远,而导致发出的光具有发散特性时,为了提高成像质量或充分利用照明光,通常会在照明光源发出的照明光到达显示元件之前进行聚焦,当在需要保持光学系统紧凑的同时还有聚焦的需要时,利用弯曲的反射镜反射来自光源的照明光使光路折叠并聚焦光束是本领域的常用技术手段,且对比文件5中已经公开了利用1/4波长延迟器512、中继透镜组514和第一曼京反射面516的组合对从在偏振分光器界面相反侧的SLM 510出射的光束进行反射并折叠光路的结构,且这种结构必然具备对光进行聚焦的效果,当需要对光源发出的光进行聚焦调整并折叠光路时,在上述结构的基础上,本领域技术人员容易想到在光源的偏振分光器界面相反侧设置具有1/4波长延迟器和弯曲的反射镜的组合的光学组件以聚焦光束并折叠光路,进而将光束通过偏振分光器界面进一步反射至硅基液晶显示器,来照亮所述硅基液晶显示器,即,设置为其中所述光源和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上,而硅基液晶显示器则位于第一偏振光束分光器与光源和弯曲的反射镜垂直的一侧,使得光源发出沿着第一偏振方向偏振的照明光穿过第一偏振光束分光器界面和1/4波长延迟器入射至反射镜,经由反射镜反射后,穿过1/4波长延迟器并被第一偏振光束分光器界面反射至显示器上,从显示器出射的显示光再穿过第一偏振光束分光器界面出射。同时,光源与使用者的瞳孔的相对位置是本领域技术人员可以根据需要进行选择的,使光源与使用者的瞳孔由对比文件5中的相对位置变为光源位于近眼显示装置的与近眼显示装置的使用者的瞳孔相同的一侧对本领域技术人员来说并不会改变基本光路的原理,仅需要在基本光路的基础上简单改变光路中各元器件的相对位置,并不需要付出创造性劳动。
对于上述区别技术特征(2),偏振光束分光器的设置方式是本领域技术人员可以根据实际需要(例如,光路需求和外壳形状等)进行自由选择的,将对比文件5中的第一偏振光束分光器及其两侧的光学器件绕光路的光轴顺时针或逆时针旋转90度均可使得第二偏振光束分光器界面与第一偏振光束分光器界面垂直于一共同平面,而且这种旋转并不会影响光路中其他光学器件的位置或整个光路的光学性能。此外,偏振光束分光器界面所传输的偏振光型式也是本领域技术人员可以根据需要进行选择的,使两个偏振光束分光器界面所传输的型式相同属于本领域技术人员的常规选择。
由此可见,在对比文件5的基础上结合本领域的常用技术手段获得本申请权利要求13所要求保护的技术方案,对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此,权利要求13不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
此外,对比文件3公开了一种头戴式显示器(参见说明书第1-6页,附图4、5),该头戴式显示器包括一目镜400,其包括图像源405、输入耦合偏振分束器(“PBS”)410、输出耦合PBS415、末端反射器420、偏振旋转器425及可变透明度层427,图像源405包括照明源440及显示面板445,末端反射器420包括凸形反射层455(参见说明书第[0038]段),从图4的光路可以看出照明源440发出的光穿过输入耦合PBS 410,入射至位于输入耦合PBS 410对面的显示面板445,经由显示面板445反射后被输入耦合PBS410反射向输出耦合PBS 415,显示光穿过偏振分束面及偏振旋转器425入射至凸形反射层455,经由凸形反射层反射的显示光被输出耦合PBS 415反射向眼睛120,同时,周围场景光130也依次穿过可变透明度层427和输出耦合PBS 415到达眼睛120(参见说明书第[0039]-[0040]段,附图4、5)。同时说明书第[0023]段还公开了显示面板可以是LCOS显示器,结合附图4和附图5可知,输入耦合PBS 410和输出耦合PBS 415的偏振分束面垂直于同一平面。
根据上述公开的内容可知,对比文件3中实质上还公开了一种将显示影像叠加在使用者的瞳孔所观看到的周围场景的方法,包括:使照明光从照明源440穿过输入耦合PBS 410入射至LCOS显示器445来照明所述显示器,通过使用输出耦合PBS 415的偏振分束面,将周围场景光130与来自输入耦合PBS 410的偏振分束面所传输的LCOS显示器445的显示光合并,用于将LCOS显示器的一影像叠加在周围场景上,输入耦合PBS 410和输出耦合PBS 415的偏振分束面垂直于一共同平面。
因此,权利要求13与对比文件3的区别技术特征在于:权利要求13包括:(1)通过(a)将来自光源的光偏振以产生沿着第一偏振方向线性偏振的照明光、(b)将沿着所述第一偏振方向线性偏振的所述照明光传输穿过第一偏振光束分光器界面并且(c)利用弯曲的反射镜将所述照明光聚焦并反射回所述第一偏振光束分光器界面以反射至硅基液晶显示器,来照亮所述硅基液晶显示器,其中所述光源和所述弯曲的反射镜位于所述第一偏振光束分光器界面的反侧上,并且所述光源与所述使用者的瞳孔位于相同侧;(2)第二偏振光束分光器界面接收到的显示光沿着第一偏振方向线性偏振,且第二偏振光束分光器界面与第一偏振光束分光器界面传输相同型式的偏振。基于上述区别技术特征,权利要求13实际解决的技术问题主要是:如何进一步滤除照明光中不需要的偏振光,如何选择光源与瞳孔的相对位置,如何将来自照明模块的照明光聚焦至硅基液晶显示器上,以及如何选择偏振光束分光器。
对于上述区别技术特征(1),从光源直接发出的光通常是非偏振光,即存在各种偏振态,而为了获得所需的单一偏振态的光,本领域技术人员通常会使光源发出的光沿着所需的偏振方向偏振,即,将来自光源的光偏振以产生沿着第一偏振方向线性偏振的照明光是本领域技术人员的常用技术手段,而当使用了该偏振滤光镜时,从偏振滤光镜发出的沿着所述第一偏振方向线性偏振的照明光自然被提供至所述第一偏振光束分光器界面;同时,在显示装置的光学结构中,当光源面积较小或光源距离显示元件距离较远,而导致发出的光具有发散特性时,为了提高成像质量或充分利用照明光,通常会在照明光源发出的照明光到达显示元件之前进行聚焦,当在需要保持光学系统紧凑的同时还有聚焦的需要时,在光源的偏振光束分光器界面相反侧设置弯曲的反射镜反射来自光源的照明光使光路折叠并聚焦光束是本领域的常用技术手段,而当反射镜被置于光源的偏振光束分光器界面相反侧时,照明光自然会穿过第一偏振光束分光器界面,同时由于偏振光束分光器自身的结构限制,LCOS显示器自然被置于与反射镜和光源垂直的一侧,即,弯曲的反射镜将所述照明光聚焦并反射回所述第一偏振光束分光器界面以反射至硅基液晶显示器,来照亮所述硅基液晶显示器。同时,光源与使用者的瞳孔的相对位置是本领域技术人员可以根据需要进行选择的,使光源与使用者的瞳孔由对比文件3中的相对位置变为光源位于近眼显示装置的与近眼显示装置的使用者的瞳孔相同的一侧对本领域技术人员来说并不会改变基本光路的原理,仅需要在基本光路的基础上简单改变光路中各元器件的相对位置,并不需要付出创造性劳动。
针对上述区别技术特征(2),当采用了上述方式设置第一偏振光束分光器周边的部件时,第二偏振光束分光器界面接收到的显示光自然沿着第一偏振方向线性偏振;同时,偏振光束分光器界面所传输的偏振光型式也是本领域技术人员可以根据需要进行选择的,使两个偏振光束分光器界面所传输的型式相同属于本领域技术人员的常规选择。
由此可见,在对比文件3的基础上结合本领域的常用技术手段获得本申请权利要求13所要求保护的技术方案,对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此,权利要求13不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
(9)从属权利要求14和16的附加技术特征分别为“还包括:通过使用除了所述第一与第二偏振光束分光器界面以外的至少一偏振选择组件来过滤光的偏振,用于改善所述硅基液晶显示器的所述影像的质量”和“其中所述至少一偏振选择组件包括一个设置在所述光源与所述第一偏振光束分光器界面之间的偏振选择组件,用于过滤所述照明光的偏振”,而对比文件5中已经公开了在光源502和透射/反射偏振装置508之间还依次设置有照明透镜504和偏振片506(参见说明书第7栏第62-65行,附图5)。因此,权利要求14和16的技术方案不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
(10)从属权利要求15的附加技术特征为“其中所述至少一偏振选择组件包括一个设置在所述第一与第二偏振光束分光器界面之间的偏振选择组件,用于过滤所述显示光的偏振”,而在第一和第二偏振光束分光器界面之间设置偏振选择组件以过滤显示光的偏振是本领域的常用技术手段。因此,权利要求15的技术方案不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
(11)从属权利要求17-19的附加技术特征分别为“还包括:通过使用一中性密度滤光镜调整周围场景的环境光的亮度”、“其中调整亮度的所述步骤包括所述中性密度滤光镜的电子改变传输”和“其中所述中性密度滤光镜包括数个液晶分子,所述中性密度滤光镜的电子改变传输的步骤包括通过扭转向列效应改变所述中性密度滤光镜的所述传输”,对比文件3公开了一种头戴式显示器(参见说明书第1-6页,附图4、5),该头戴式显示器包括一目镜400,其包括图像源405、输入耦合偏振分束器(“PBS”)410、输出耦合PBS415、末端反射器420、偏振旋转器425及可变透明度层427,以自动调暗周围场景光130(参见说明书第[0038]、[0040]段,附图4、5),控制器经由控制信号进一步耦合到透镜透明度致动器,其又经由控制信号致动或控制可变透明度层的透明度,可变透明度层可为响应于透镜透明度致动器输出的控制信号而改变其不透明度的LCD层(参见说明书第[0024]段),从图4的光路可以看出显示光穿过输出耦合PBS 415的偏振分束面及偏振旋转器425入射至末端反射器420所包括的凸形反射层455,经由凸形反射层反射的显示光被输出耦合PBS 415反射向眼睛120,同时,周围场景光130也依次穿过可变透明度层427和输出耦合PBS 415到达眼睛120(参见说明书第[0038]-[0040]段,附图4、5),即对比文件3公开了在利用PBS合并环境光和显示光时,利用LCD层形成的可变透明度层与控制器配合来降低周围场景的环境光的亮度,在此基础上,由于中性密度滤光镜是本领域常用的滤光镜,且具有对不同波长均匀滤光的滤光特性,将上述可变透明度层形成为可变的中性密度滤光镜是本领域技术人员的常规选择,而当使用上述LCD层构成上述可变的中性密度滤光镜时,基于扭转向列效应改变环境光的亮度也是本领域技术人员的常规选择。因此,权利要求17-19的技术方案不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
(12)从属权利要求20的附加技术特征为“还包括聚焦所述照明光以增加来自所述硅基液晶显示器的所述显示光的亮度”,而聚焦照明光以充分利用光源发出的照明光增加来自显示器的显示光的亮度是本领域的常用技术手段。因此,权利要求20的技术方案不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
(13)从属权利要求21的附加技术特征为“还包括:通过使用一透镜聚焦所述显示光以改变所述硅基液晶显示器的所述影像的放大倍率”,通过使用透镜聚焦显示光以改变影像的放大倍率为本领域的常用技术手段。因此,权利要求21的技术方案不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的有关规定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年02月02日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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