【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般地涉及光学领域,并且具体地但不唯一地,涉及用于头可穿戴式显示器的目镜。
技术介绍
头戴式显示器(“HMD”)或头可穿戴式显示器是戴在头上或头周围的显示设备。HMD通常结合某种近眼光学系统以产生置于用户前面若干米的放大的虚拟图像。单眼显示器被称为单目HMD而双眼显示器被称作双目HMD。一些HMD仅显示计算机生成图像(“CGI”),而其它类型的HMD能够将CGI叠加在现实世界景象上。后一类型的HMD通常包括某种形式的透视目镜并且能用作用于实现增强现实的硬件平台。由增强现实,观察者的世界的图像由覆盖的CGI增强,同时被称为平视显示器(“HUD”)。HMD具有众多实际应用和休闲应用。航空应用允许飞行员观察重要的飞行控制信息而不用将他们的视线从飞行路线上移开。公共安全应用包括地图和热成像的战术显示器。其它应用领域包括视频游戏、运输以及电通信。随着技术的发展,必然有新发现的实际应用和休闲应用;然而,很多这些应用由于用于实现现有HMD的常规光学系统的成本、尺寸、重量、视场以及效率被限制。附图说明本专利技术的非限制性及非详尽的实施方式参考附图被描述,其中相同附图标记贯穿各种视图指代相同部分,除非另外地规定。图不必需是按比例的,而是重点被放在示出被描述的原理上。图1示出具有单个内耦合反射全息图的显示器,所述内耦合反射全息图具有指定衍射效率。图2示出根据本公开的实施方式的具有光波导的头可穿戴式显示器,所述光波导具有多个反射模式的内耦合全息图。图3是示出根据本公开的实施方式的具有光波导的目镜的操作的过程的流程图,所述光波导具有多个内耦合全息图。图4A-4C包括比较根 ...
【技术保护点】
一种用于头可穿戴式显示器的光学装置,所述光学装置包括:光波导包括:第一侧表面;第二侧表面;用于通过所述第一侧表面将显示光接收到所述光波导中的内耦合区域;用于将所述显示光发射出所述光波导的外耦合区域;以及用于从所述内耦合区域到所述外耦合区域在所述第一和第二侧表面之间引导所述显示光的路径的中继区域;紧接所述内耦合区域处的所述第一侧表面布置以将所述显示光的所述路径重新定向第一角度的第一内耦合全息图;在所述第一内耦合全息图对面、紧接所述内耦合区域的所述第二侧表面布置的第二内耦合全息图,所述第二内耦合全息图将所述显示光的所述路径重新定向第二角度使得在由所述第一和第二内耦合全息图重新定向之后,所述显示光的所述路径在所述中继区域中进入全内反射(“TIR”)条件;以及布置在所述外耦合区域以使所述显示光重新定向到所述光波导之外的外耦合光学元件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.28 US 14/229,1691.一种用于头可穿戴式显示器的光学装置,所述光学装置包括:光波导包括:第一侧表面;第二侧表面;用于通过所述第一侧表面将显示光接收到所述光波导中的内耦合区域;用于将所述显示光发射出所述光波导的外耦合区域;以及用于从所述内耦合区域到所述外耦合区域在所述第一和第二侧表面之间引导所述显示光的路径的中继区域;紧接所述内耦合区域处的所述第一侧表面布置以将所述显示光的所述路径重新定向第一角度的第一内耦合全息图;在所述第一内耦合全息图对面、紧接所述内耦合区域的所述第二侧表面布置的第二内耦合全息图,所述第二内耦合全息图将所述显示光的所述路径重新定向第二角度使得在由所述第一和第二内耦合全息图重新定向之后,所述显示光的所述路径在所述中继区域中进入全内反射(“TIR”)条件;以及布置在所述外耦合区域以使所述显示光重新定向到所述光波导之外的外耦合光学元件。2.如权利要求1所述的光学装置,其中所述第一和第二角度在所述显示光的入射部分以及在被所述第一或第二内耦合全息图中的给定一个重新定向之后的所述显示光的相应重新定向部分之间被测量。3.如权利要求2所述的光学装置,其中所述第一和第二角度共同将所述显示光重新定向足够的总角度以在所述中继区域中引起所述TIR条件,但是所述第一或第二角度单独地将所述路径重新定向不足以在所述中继区域中引起所述TIR条件的角度。4.如权利要求2所述的光学装置,其中所述第一和第二角度具有基本相等的角度大小。5.如权利要求1所述的光学装置,其中所述第一和第二内耦合全息图包括反射全息图以及其中所述第一全息图进一步包括角度选择性反射全息图。6.如权利要求5所述的光学装置,其中所述第二内耦合全息图被配置为沿远离所述外耦合区域移动的向后传播方向反射和衍射所述显示光,同时所述第一内耦合全息图被配置为沿朝向所述外耦合区域移动的向前传播方向衍射和反射所述显示光。7.如权利要求5所述的光学装置,其中所述第一内耦合全息图是角度选择性的以使通过所述第一侧表面进入所述光波导中的显示光穿过,但是反射从所述第二内耦合全息图反射到所述第一内耦合全息图的所述显示光。8.如权利要求1所述的光学装置,其中所述第一内耦合全息图包括透射全息图以及其中所述第二内耦合全息图包括反射全息图。9.如权利要求8所述的光学装置,其中所述第一内耦合全息图被配置为沿远离所述外耦合区域移动的向后传播方向透射性地衍射所述显示光,同时所述第二内耦合全息图被配置为沿朝向所述外耦合区域移动的向前传播方向反射性地衍射所述显示光。10.如权利要求1所述的光学装置,进一步包括:用于产生所述显示光的显示源,其中所述显示源被布置为用所述显示光照亮在所述光波导的所述内耦合区域处的所述第一侧表面,其中所述显示源以与所述光波导相关的外张取向被布置使得所述显示光倾斜地进入所述光波导。11.如权利要求1所述的光学装置,其中所述外耦合光学元件包括外耦合全息图、分束器、偏振分束器、反射体或衍射光学元件中的至少一个。12.如权利要求1所述的光学装置,其中所...
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