生成虚拟内容显示制造技术

一种生成虚拟图像的方法，包括将光束引导到目镜的第一侧，其中包括将所述光束透射到目镜的第一波导内；通过第一波导的第一衍射元件将光束的第一部分朝向目镜的第二波导偏转，光束的第一部分与光的第一相位相关联；通过位于目镜的第一侧上的突起将光束的第二部分朝向第二波导偏转，光束的第二部分与不同于第一相位的光的第二相位相关联；以及通过第二波导的第二衍射元件将光束的第一部分和第二部分中的一些部分偏转，以提供与虚拟图像相关联的基于第一相位和第二相位的出射光束。

Generating virtual content display

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生成虚拟内容显示相关申请的交叉引用本申请主张2016年11月30日提交的序列号为62/427,984的美国临时申请的提交日期的优先权益。序列号为62/427,984的美国申请的全部内容通过引用并入此文。
本专利技术涉及生成虚拟图像显示。
技术介绍
现代计算和显示技术促进了用于所谓的“虚拟现实”或“增强现实”体验的系统的发展，其中，数字再现的图像或其一部分以看上去真实或可能被感知为真实的方式呈现给用户。虚拟现实或“VR”场景通常涉及以对其它实际的真实世界视觉输入不透明的方式呈现数字或虚拟图像信息；增强现实或“AR”场景通常涉及呈现数字或虚拟图像信息呈现为对用户周围的实际的世界的可视化的增强。
技术实现思路
本说明书中描述的主题的创新方面可以体现于一种用于生成虚拟图像的方法，包括将光束引导到目镜的第一侧。将光束引导到目镜的第一侧包括：将该光束透射到该目镜的第一波导内；由该第一波导的一个或多个第一衍射元件将该光束的第一部分朝向该目镜的第二波导偏转，该光束的第一部分与光的第一相位相关联；由位于该目镜的第一侧上的两个或更多个突起将该光束的第二部分朝向该目镜的第二波导偏转，该光束的第二部分与不同于第一相位的光的第二相位相关联；以及由该第二波导的一个或多个第二衍射元件将该光束的第一部分和第二部分中的一些部分偏转，以提供与虚拟图像相关联的出射光束，该出射光束基于该第一相位和所述第二相位。这些方面的其它实施例包括被配置为执行这些方法的动作的对应的系统和装置。这些特征例如进一步包括光束的第二部分由两个或更多个突起偏转，该两个或更多个突起具有用于最小化由出射光束引起的虚拟图像的条纹的图案。该光束的第二部分由两个或更多个突起偏转，该两个或更多个突起具有用于最小化由出射光束引起的虚拟图像的条纹的图案密度。两个或更多个突起是圆柱形，并且其中光束的第二部分由该两个或更多个突起偏转，该两个或更多个突起具有用于最小化由出射光束引起的虚拟图像的条纹的直径。两个或更多个突起的直径在10微米到900微米之间。光束的第二部分由两个或更多个突起偏转，该两个或更多个突起具有用于最小化由出射光束引起的虚拟图像的条纹的高度。两个或更多个突起的高度在10纳米到500纳米之间。本说明书中描述的主题的创新方面可以体现于一种光学投射目镜。该光学投射目镜包括：第一侧，被配置为接收光束；第一波导和第二波导，该第一波导包括一个或多个第一衍射元件，该一个或多个第一衍射元件被配置为将该光束的第一部分朝向该第二波导偏转，该光束的第一部分与光的第一相位相关联；以及两个或更多个突起，该两个或更多个突起位于目镜的第一侧，并且被设置为将该光束的第二部分朝向该目镜的第二波导偏转，该光束的第二部分与不同于第一相位的光的第二相位相关联；其中，该第二波导包括一个或多个第二衍射元件，该一个或多个第二衍射元件被配置为将该光束的第一部分和第二部分中的一些部分偏转，以提供与虚拟图像相关联的并且基于该第一相位和第二相位的出射光束。这些特征例如进一步包括两个或更多个突起，该两个或更多个突起具有用于最小化由出射光束引起的虚拟图像的条纹的图案。两个或更多个突起具有用于最小化由出射光束引起的虚拟图像的条纹的图案密度。两个或更多个突起是圆柱形，并且具有用于最小化由出射光束引起的虚拟图像的条纹的直径。两个或更多个突起的直径在10微米到900微米之间。两个或更多个突起具有用于最小化由出射光束引起的虚拟图像的条纹的高度。两个或更多个突起的高度在10纳米到500纳米之间。两个或更多个突起的第一子集与第一几何结构相关联，并且该两个或更多个突起的不同的第二子集与不同的第二几何结构相关联。两个或更多个突起具有光栅图案。两个或更多个突起的第一子集与第一折射率相关联，该两个或更多个突起的不同的第二子集与不同的第二折射率相关联。第一波导、第二波导或两者与两个或更多个突起的相位、偏振或两者相关联。本说明书中描述的主题的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中阐述。通过描述、附图和权利要求，主题的其它可能的特征、方面和优点将变得显而易见。附图说明图1示出了用于生成虚拟内容显示的光学投射目镜系统。图2示出了虚拟图像。图3示出了用于生成虚拟内容显示的光学投射目镜系统的侧视图。图4示出了用于生成虚拟内容显示的光学投射目镜系统的俯视图。图5示出了虚拟图像。图6、图7、图11a、图11b和图12示出了用于生成虚拟内容显示的光学投射目镜系统的仰视图。图8示出了光刻系统的简化侧视图。图9示出了具有位于其上的图案化的层的基板的简化侧视图。图10示出了用于生成虚拟内容显示的示例方法。具体实施方式图1示出了用于生成虚拟内容显示的光学投射目镜系统100。系统100包括第一波导102、第二波导104、光产生元件106和耦入光栅(ICG)107。通常，波导102、104将光束(图像信息)从光产生元件106传播到观看者的一只或两只眼睛108。具体地，光产生元件106生成携带图像信息并进入ICG107的光束110。ICG107包括将光束110偏转到第一波导102的衍射元件106。第一波导102包括正交光瞳扩展(OPE)衍射元件，并将光束110的一部分作为偏转光112偏转到第二波导104。第二波导104接收偏转光112。第二波导104包括出射光瞳扩展(EPE)衍射元件，并将偏转光112的一部分作为出射光114偏转到观看者的一只或两只眼睛108。在一些示例中，偏转光112的剩余部分通过全内反射(TIR)移动通过第二波导104。在一些示例中，出射光114被分成多个相关光束，这些相关光束在多个位置处从第二波导104出射，导致出射光114包括均匀准直光束。在一些示例中，基于第二波导104的EPE衍射元件的衍射图案，出射光114可以包括线性或发散的出射光114。参考图2，示出了虚拟图像200。具体地，出射光114可以与虚拟图像200相关联，虚拟图像包括与形成虚拟图像200的至少一部分的出射光114相关联的图像信息。然而，与出射光114相关联的虚拟图像200可以包括由出射光114内的光干涉导致的暗条纹和/或亮条纹。具体地，虚拟图像200的条纹可以由出射光114的多个光束的界面导致。在一些示例中，当出射光114的两个或更多个光束异相时，出射光114的光强度通过破坏性界面减小。在一些示例中，当出射光114的两个或更多个光束同相时，出射光114的光强度通过构造性界面增加。由于出射光114的这种破坏性和构造性界面，虚拟图像200包括暗条纹和/或亮条纹。图3示出了用于生成虚拟内容显示的光学投射目镜系统300的俯视图。具体地，系统300最小化由系统300生成的与出射光330相关联的虚拟图像(例如，虚拟图像200)的条纹。系统300包括第一波导302、第二波导304、光产生元件306和ICG307。第一波导302包括突起308。图4示出了光学投射目镜系统300的侧视图。系统300包括与第二侧311相对定位的第一侧310，第一波导302包括衍射元件312，第二波导304包括衍射元件314。在一些示例中，衍射元件312包括OPE衍射元件，衍射元件314包括EPE衍射元件。在一些示例中，突起308定位在第一侧310、第二侧311或两侧上。在一些示例中，突起308有助于向与虚拟图像相关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生成虚拟图像的方法，包括：将光束引导到目镜的第一侧，包括将所述光束透射到所述目镜的第一波导内；由所述第一波导的一个或多个第一衍射元件将所述光束的第一部分朝向所述目镜的第二波导偏转，所述光束的所述第一部分与光的第一相位相关联；由位于所述目镜的所述第一侧上的两个或更多个突起将所述光束的第二部分朝向所述目镜的所述第二波导偏转，所述光束的所述第二部分与不同于所述第一相位的光的第二相位相关联；以及由所述第二波导的一个或多个第二衍射元件将所述光束的所述第一部分和所述第二部分中的一些部分偏转，以提供与所述虚拟图像相关联的出射光束，所述出射光束基于所述第一相位和所述第二相位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.30 US 62/427,9841.一种生成虚拟图像的方法，包括：将光束引导到目镜的第一侧，包括将所述光束透射到所述目镜的第一波导内；由所述第一波导的一个或多个第一衍射元件将所述光束的第一部分朝向所述目镜的第二波导偏转，所述光束的所述第一部分与光的第一相位相关联；由位于所述目镜的所述第一侧上的两个或更多个突起将所述光束的第二部分朝向所述目镜的所述第二波导偏转，所述光束的所述第二部分与不同于所述第一相位的光的第二相位相关联；以及由所述第二波导的一个或多个第二衍射元件将所述光束的所述第一部分和所述第二部分中的一些部分偏转，以提供与所述虚拟图像相关联的出射光束，所述出射光束基于所述第一相位和所述第二相位。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光束的所述第二部分由所述两个或更多个突起偏转，所述两个或更多个突起具有用于最小化由所述出射光束引起的所述虚拟图像的条纹的图案。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光束的所述第二部分由所述两个或更多个突起偏转，所述两个或更多个突起具有用于最小化由所述出射光束引起的所述虚拟图像的条纹的图案密度。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两个或更多个突起是圆柱形，其中，所述光束的所述第二部分由所述两个或更多个突起偏转，所述两个或更多个突起具有用于最小化由所述出射光束引起的所述虚拟图像的条纹的直径。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述两个或更多个突起的直径在10微米到900微米之间。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光束的所述第二部分由所述两个或更多个突起偏转，所述两个或更多个突起具有用于最小化由所述出射光束引起的所述虚拟图像的条纹的高度。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述两个或更多个突起的高度在10纳米到500纳米之间。8.一种光学投射目镜，包括：第一侧，被配置为接收光束；第一波导和第二波导，所述第一波导包括一个或多个第一衍射元件，所述一个或多个第一衍射元件被配置为将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·罗，V·辛格，F·Y·徐，
申请(专利权)人：分子印记公司，
类型：发明
国别省市：美国,US