小透镜近眼显示设备设备制造技术

所公开的实施例包括一种显示设备(52)，显示设备(52)包括基本透明基板(58，60)、包括被设置在多个透明基板之间的基本透明小透镜(64)的小透镜阵列(54)以及被设置在基本透明基板之间的光源(62)。光源可操作以朝向小透镜阵列的相应小透镜发射光，并且小透镜阵列被配置为通过朝向光源反射发射的光来绘出数字图像。

Small Lens Short-eye Display Equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】小透镜近眼显示设备设备
技术介绍
存在各种虚拟现实或增强现实显示系统，它们将数字内容与物理世界无缝地混合。例如，头戴式显示器(HMD)设备可以包括透明显示元件，这些透明显示元件使佩戴HMD设备的用户能够同时看到他们周围的物理世界和由HMD设备显示的数字内容二者。HMD设备更一般地被称为一种类型的近眼显示器(NED)设备，该设备能够支持正佩戴HMD设备的用户的混合现实体验。通常，NED设备至少在某种程度上是透明的以将由NED设备显示的数字世界与通过NED设备而被看到的物理世界无缝地混合。典型的NED设备包括诸如光源(例如，显示像素)、传感器和处理电子器件的组件。HMD设备可以基于从HMD设备的组件确定的测量和计算，根据正佩戴HMD设备的用户的环境来生成图像(例如，全息图像)。典型NED设备的视场(FOV)是有限的。例如，HMD设备可以包括被定位为在用户的眼睛前面显示图像的显示设备(例如，每只眼睛一个图像)。然而，显示设备的集体FOV不包括用户的周边视觉。因此，典型的HMD设备无法针对正佩戴HMD设备的用户创造完全沉浸式体验。解决这些缺点的一种方式是使用环绕用户的眼睛的显示设备来共同扩展用户的FOV。然而，增加显示设备的尺寸是不切实际的，因为典型的显示设备已经相对复杂，消耗大量资源并且很昂贵。增加显示设备的尺寸不仅不切实际且成本过高，而且也是过度的，因为用户的周边视觉较少依赖于感知用户的环境。此外，较大的显示设备不适用于诸如HMD设备的特定应用，因为它们的增大的体积和重量将会使HMD设备佩戴不舒服。
技术实现思路
这里介绍的技术包括至少一个显示设备。显示设备的实施例包括基本透明基板、包括被设置在透明基板之间的基本透明小透镜的小透镜阵列以及被设置在基本透明基板之间的光源。光源可操作以朝向小透镜阵列的相应小透镜发射光，并且小透镜阵列被配置为通过朝向光源反射发射的光来绘出数字图像。具有反射物体通常会妨碍透视性能，因为反射表面将会反射光线。在这种情况中，部分反射表面被采用，即，仍然透射至少一些光的表面。由于部分反射表面是折射率匹配的，因此来自表面的光学功率的失真被最小化或甚至消除，因为在透射情况中不存在有效的透镜功率或折射率变化。因此，反射小透镜有效地仅在反射中起作用，但是光可以透过小透镜而没有被改变。在一些实施例中，一种HMD设备包括第一显示设备和被配置为增强第一显示设备的第二显示设备。第二显示设备包括基本透明基板、包括被设置在多个透明基板之间的基本透明小透镜的小透镜阵列以及被设置在基本透明基板之间的光源。光源可操作以朝向小透镜阵列的相应小透镜发射光，并且小透镜阵列被配置为通过朝向光源反射发射的光来绘出数字内容。在一些实施例中，一种HMD设备包括基本透明主显示设备以及被配置为扩展主显示设备的视场以包括外围视图的基本透明外围显示设备。基本透明外围显示设备包括小透镜阵列，小透镜阵列包括可电切换以激活光学性质和解激活光学性质的小透镜，其中小透镜在被解激活时基本透明。外围显示设备还包括被配置为朝向相应小透镜发射光的无机发光二极管(ILED)，其中ILED被充分间隔开，从而使得显示器是半透明的。此外，小透镜阵列被配置为在被激活并且从ILED接收发射的光时绘出数字图像。根据附图和具体实施方式，该技术的其他方面将是清楚的。提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍对概念的选择，这些概念将在下面的具体实施方式中被进一步描述。本
技术实现思路
并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并不旨在被用于限制所要求保护的主题的范围。附图说明通过示例而非限制的方式在附图中的图中示出了本公开的一个或多个实施例，附图中的相同的标记表示类似的元素。图1是示出可以在其中实现所公开的实施例的环境的示例的框图。图2是根据实施例的显示设备的示意性侧视图。图3A是根据实施例的具有透射配置的显示设备的示意性侧视图，其中光源朝向用户的眼睛发射光并且小透镜阵列将发射的光传播到眼睛。图3B示出了经由图3A的显示设备的小透镜从光源(被示出为点源)到用户的眼睛的光的路径。图4是根据另一实施例的具有反射配置的显示设备的示意性侧视图，其中光源从用户的眼睛发射光并且小透镜阵列朝向眼睛将发射的光反射回。图5是根据实施例的具有反射配置并且实现眼动范围(eyebox)的显示设备的示意性侧视图。图6是示出可以在所公开的实施例中被实现的不同类型的透镜的性质的图表。图7A描绘了由光源发射并且从对应小透镜朝向用户眼睛的而被反射的光所采取的路径。图7B描绘了由图7A的两个复制元件创建的眼动范围的示例。图7C类似地描绘了从图7B的两个复制元件被创建的眼动范围。具体实施方式在本说明书中，对“实施例”、“一个实施例”等的引用表示所描述的特定特征、功能、结构或特性被包括在本文中介绍的至少一个实施例中。在本说明书中的这样的短语的出现并不一定都是指同一实施例。另一方面，本文中提到的实施例也不一定相互排斥。以下描述通常假定显示设备的“用户”是人类。然而，所公开的实施例的显示设备可以潜在地由诸如机器或动物的非人类的用户使用。因此，术语“用户”可以指代这些可能性中的任何一种，除非可以另外说明或从上下文中很清楚。此外，术语“眼睛”可以是指被设计为以类似于人眼的方式检测图像的任何光学接收器，诸如人类眼睛、动物眼睛或机器实现的光学传感器。支持虚拟现实或增强现实的头戴式显示器(HMD)设备可以包括使用户能够同时看到他们周围的物理世界和显示的数字内容二者的一个或多个透明显示器。HMD设备是一种可穿戴近眼显示器(NED)设备，该设备包括光源、光学元件、传感器、处理电子器件和用于绘出可以与用户的物理环境同时被观看的数字图像的其他组件。例如，HMD设备可以包括基于由HMD设备的组件确定的测量和计算，根据正佩戴HMD设备的用户的环境来绘出数字图像(例如，全息图像)的显示器。例如，HMD设备可以具有解析由用户佩戴的HMD设备与用户附近的物理对象之间的距离的深度感测系统。HMD设备可以基于例如解析出的距离来生成数字图像，从而使得全息对象出现在相对于用户的环境中的物理对象的特定位置处。所公开的实施例包括一种显示设备，其也可以被称为显示器。所公开的显示设备可以包括任何类型的显示设备(诸如NED设备)和任何特定类型的NED设备(诸如HMD设备)。此外，所公开的显示设备可以是显示系统的组件。例如，HMD设备可以包括当用户佩戴HMD设备时可操作以显示被覆盖在用户的眼睛的视图上的数字图像的一个或多个显示设备。具体地，显示设备可以被直接定位在正佩戴HMD设备的用户的每只眼睛前面，以将数字图像朝向用户的眼睛投射。利用这样的配置，由HMD设备生成的数字图像可以被覆盖在用户的物理世界的3D视图上以创建增强现实。在一些情况中，可以从HMD设备选择性地阻挡来自外部环境的光，从而使得用户可以体验虚拟现实视图而不是增强现实视图。图1至图7和相关文本描述了在NED设备并且更特别地是外围NED设备的上下文中的显示设备的某些实施例，外围NED设备增强主显示设备以通过包括用户的外围视图来扩展用户的视场(FOV)。然而，所公开的实施例并不限于外围NED设备，并且具有用于包括娱乐系统、车辆显示系统等的成像系统的各种可能应用。例如，所公开的实施例可以包括非NED设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示设备，包括：多个基本透明基板；小透镜阵列，包括被设置在所述多个基本透明基板之间的多个基本透明小透镜；以及多个光源，被设置在所述多个基本透明基板之间，其中所述多个光源可操作以朝向所述小透镜阵列的相应小透镜发射光，并且所述小透镜阵列被配置为通过朝向所述多个光源反射发射的所述光来绘出数字图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.13 US 62/446,280;2017.04.26 US 15/498,3491.一种显示设备，包括：多个基本透明基板；小透镜阵列，包括被设置在所述多个基本透明基板之间的多个基本透明小透镜；以及多个光源，被设置在所述多个基本透明基板之间，其中所述多个光源可操作以朝向所述小透镜阵列的相应小透镜发射光，并且所述小透镜阵列被配置为通过朝向所述多个光源反射发射的所述光来绘出数字图像。2.根据权利要求1所述的显示设备，其中每个小透镜具有反射表面，所述反射表面被配置为引起发射的所述光朝向所述多个光源的反射。3.根据权利要求1或权利要求2所述的显示设备，其中所述反射表面被配置为允许从相应光源接收的光的一部分传播通过所述小透镜而没有被反射。4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示设备，其中所述光的一部分不多于从相应光源接收的所述光的一半。5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示设备，其中所述小透镜阵列是非周期性小透镜阵列。6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示设备，其中每个小透镜被配置为使朝向发射的所述光的相应光源被反射的发射的所述光准直。7.根据权利要求1至6中任一项所述的显示设备，其中所述显示设备被配置为增强另一显示设备的视场。8.根据权利要求1至7中任一项所述的显示设备，其中所述显示设备是第一显示设备，所述第一显示设备被配置为增强比所述第一显示设备具有更高分辨率的第二显示设备。9.根据权利要求1至8中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·格利克，C·贝尔，B·C·克雷斯，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US