具有集成成像和中继光学器件的头戴式光场显示器制造技术

具有集成成像和中继组的头戴式光场显示器。

Head mounted optical field display with integrated imaging and relay optics

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有集成成像和中继光学器件的头戴式光场显示器相关申请本申请要求2017年3月9日提交的美国临时申请No.62/469,097的优先权的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文中。政府许可权本专利技术是利用政府支持在NSF授予的拨款No.1422653下完成的。政府在本专利技术中具有必然权利。
本专利技术一般涉及头戴式显示器的领域，并且更特别地但非排他地涉及基于集成成像（InI）的头戴式显示器。
技术介绍
还通常被称为近眼显示器（NED）或头部配戴式显示器（HWD）的头戴式显示器（HMD）近年来已经获得了显著的关注，并且激发了巨大的努力来推动该技术向前以用于广泛的消费者应用。例如，轻量光学透视HMD（OST-HMD）是对于增强现实（AR）应用的关键使能技术之一，其使得能够将数字信息光学叠加到用户对物理世界的直接视图上，并维持对真实世界的透视视觉。宽视场（FOV）的沉浸式HMD是对于虚拟现实（VR）应用的关键使能技术，其使用户沉浸在计算机生成的虚拟世界或对远程真实世界的高分辨率视频捕获中。HMD在游戏、仿真和训练、国防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种头戴式显示器集成成像(InI)系统，包括：/n微观InI单元(微型InI)，其被配置成在沿所述系统的光轴的所选方位处创建所选3D场景的光场；/n中继组，其具有设置在其中的变焦元件(VFE)，所述中继组被设置在所述光轴上的一位置处，因此所选方位是所述中继组的光学共轭，所述中继组被配置成接收由所述微观InI单元创建的光场，以及在所选3D场景的光轴上创建中间3D场景，所述中继组被配置成沿着所述中间3D场景的光轴调整方位；以及/n目镜光学器件，以用于将来自所述中继组的中间3D场景成像到所述系统的出射光瞳中，以供头戴式显示系统的用户观看。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170309 US 62/4690971.一种头戴式显示器集成成像(InI)系统，包括：
微观InI单元(微型InI)，其被配置成在沿所述系统的光轴的所选方位处创建所选3D场景的光场；
中继组，其具有设置在其中的变焦元件(VFE)，所述中继组被设置在所述光轴上的一位置处，因此所选方位是所述中继组的光学共轭，所述中继组被配置成接收由所述微观InI单元创建的光场，以及在所选3D场景的光轴上创建中间3D场景，所述中继组被配置成沿着所述中间3D场景的光轴调整方位；以及
目镜光学器件，以用于将来自所述中继组的中间3D场景成像到所述系统的出射光瞳中，以供头戴式显示系统的用户观看。


2.根据权利要求1所述的头戴式显示器集成成像(InI)系统，其中所述微观InI单元(微型InI)被配置成再现具有受约束观看区的3D场景的全视差光场。


3.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式显示器集成成像(InI)系统，包括与所述目镜光学器件光学连通的透视单元，以将真实世界的视图透射到所述目镜光学器件，以供头戴式显示系统的用户观看。


4.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式显示器集成成像(InI)系统，其中所述VFE被设置在与所述出射光瞳光学共轭的方位处。


5.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式显示器集成成像(InI)系统，其中所述中继组包括沿着所述光轴的：第一透镜组和第二透镜组，其中所述VFE被设置在它们之间。


6.根据权利要求5所述的头戴式显示器集成成像(InI)系统，其中所述VFE位于所述第一透镜组的后焦距处。


7.根据前述权利要求中任一项所述的头戴式显示器集成成像(InI)系统，其中所述系统的视场与所述VFE的光焦度无关。


8.根据权利要求5-7中任一项所述的头戴式显示器集成成像(InI)系统，其中所述中继组的横向放大率由下式给出：其中和分别是第一透镜组、VFE、第二透镜组的光焦度，并且其中是所述中继组的复合焦度，z0是前透镜组与所选方位之间、沿所述光轴的距离，并且t1和t2分别是在i）所述第一透镜组与所述VFE之间以及在ii）所述VFE与所述第二透镜组之间、沿所述光轴的距离。


9.前述权利要求中任一项所述的头...

【专利技术属性】
技术研发人员：华宏，黄河昆，
申请(专利权)人：亚利桑那大学评议会，
类型：发明
国别省市：美国;US