用于减少从光学成像系统的目镜的杂散光发射的方法和装置制造方法及图纸

一种用于头戴式显示器的目镜包括一个或多个第一波导，该一个或多个第一波导被布置为在第一边缘处接收来自空间光调制器的光、将所接收的光中的至少一些引导至与第一边缘相对的第二边缘、以及将所述光中的至少一些提取穿过位于第一边缘与第二边缘之间的一个或多个第一波导的面。目镜还包括第二波导，该第二波导被定位为接收在第二边缘处离开一个或多个第一波导的光、以及将所接收的光引导至一个或多个光吸收器。

Method and apparatus for reducing stray light emission from eyepiece of optical imaging system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减少从光学成像系统的目镜的杂散光发射的方法和装置相关申请的交叉引用本申请要求2017年9月28日提交的美国临时申请No.62/564,528的申请日的权益。美国申请No.62/564,528的内容通过引用以其整体并入本文。
本公开涉及用于减少光学成像系统中的杂散光发射的部件。
技术介绍
成像系统可以用于向用户呈现视觉信息。例如，成像系统可以包括将图像投射到成像表面上的光学部件，使得一个或多个用户可以观看图像。在一些情况下，可以将成像系统合并到头戴式显示设备中，使得以更沉浸的方式呈现视觉信息。例如，头戴式显示器可以用于呈现用于虚拟现实(VR)或增强现实(AR)系统的视觉信息。
技术实现思路
在一个方面，一种用于头戴式显示器的目镜包括一个或多个第一波导，一个或多个第一波导被布置为：在第一边缘处接收来自空间光调制器的光、将所接收的光中的至少一些引导至与第一边缘相对的第二边缘、以及将该光中的至少一些提取穿过位于第一边缘与第二边缘之间的一个或多个第一波导的面。目镜还包括第二波导，第二波导被定位为接收在第二边缘处离开一个或多个第一波导的光、以及将所接收的光引导至一个或多个光吸收器。该方面的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。在一些实施方式中，目镜可以进一步包括光学结构，该光学结构被布置在一个或多个第一波导的第二边缘之间并且被配置为将来自一个或多个第一波导的光耦合到第二波导中。在一些实施方式中，目镜可以进一步包括反射器。第二波导可以被布置在反射器与一个或多个第一波导之间。反射器可以被配置为反射从一个或多个第一波导进入第二波导的光，使得光被引导至一个或多个光吸收器。在一些实施方式中，在用户操作头戴式显示器期间，一个或多个吸收器可以位于用户的视场之外。在一些实施方式中，目镜可以进一步包括一个或多个附加波导，该一个或多个附加波导被定位为接收在一个或多个第一波导的一个或多个附加边缘处离开一个或多个第一波导的光、以及将从一个或多个附加边缘所接收的光引导至一个或多个附加光吸收器。在一些实施方式中，在用户操作头戴式显示器期间，一个或多个第一波导可以位于用户的视场内。在一些实施方式中，一个或多个第一波导可以包括在第一边缘与第二边缘之间延伸的一个或多个衍射光学元件。一个或多个衍射光学元件可以被配置为将该光中的至少一些提取穿过位于第一边缘与第二边缘之间的一个或多个第一波导的面。在一些实施方式中，一个或多个衍射光学元件中的至少一个可以被设置在一个或多个第一波导的内部。在一些实施方式中，一个或多个衍射光学元件中的至少一个可以沿一个或多个第一波导的外围设置。在一些实施方式中，目镜还可以包括第三波导，该第三波导被布置为在第三边缘处接收来自空间光调制器的光、将所接收的光中的至少一些引导至与第三边缘相对的第四边缘、以及将该光中的至少一些提取穿过位于第三边缘与第四边缘之间的第三波导的面。目镜还可以包括第四波导，该第四波导被定位为接收在第四边缘处离开第三波导的光、以及将所接收的光引导至一个或多个第二光吸收器。在一些实施方式中，第二波导可以限定沿其外围的光栅图案。在一些实施方式中，第二波导可以与一个或多个第一波导集成。在一些实施方式中，光栅图案可以限定在第二波导的第一面或第二波导的第二面中的至少一个上。第二波导的第一面可以与第二波导的第二面相对。在一些实施方式中，第二波导可以与一个或多个第一波导不同。在一些实施方式中，目镜还可以包括沿光栅图案沉积的光吸收材料。在一些实施方式中，可以沿第二波导的外围的整体限定光栅图案。在一些实施方式中，可以沿第二波导的外围的整体沉积光吸收材料。在一些实施方式中，可以沿第二波导的外围的子集限定光栅图案。在一些实施方式中，可以沿第二波导的外围的子集沉积光吸收材料。在一些实施方式中，目镜可以包括光学耦合器子系统，该光学耦合器子系统被配置为接收来自空间光调制器的光、以及沿主发射轴在第一方向上将光朝向一个或多个第一波导的第一边缘引导。在一些实施方式中，第二波导可以包括在自光学耦合器子系统的第二方向上的外围边缘。第二方向可以与第一方向相反。外围边缘可以相对于主发射轴倾斜。本文描述的实施方式可以提供各种益处。在一些情况下，本文描述的特征可以减少从光学系统(例如，目镜和/或头戴式显示器)逃逸的杂散光的量。因此，与经历更多杂散光的可比较的系统相比，该光学系统可以向用户呈现更高质量的数字图像。在一些情况下，本文描述的特征可以提高投射的数字图像的分辨率、增加数字图像的对比度、减少不期望的图像伪像的呈现和/或有助于颜色的准确再现。一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中阐明。根据说明书和附图以及根据权利要求书，其他特征和优点将显而易见。附图说明图1是示例光学系统的示意图。图2是示例波导装置的立视图。图3A-3C是示例波导装置的示意图。图4是示出另一示例光学系统的示意图。图5是示出包括光吸收组件的另一示例光学系统的示意图。图6是示出使用图5所示的光学系统的杂散光的示例吸收的示意图。图7是光吸收组件的示例波导的横截面图。图8是包括波导装置、光学耦合器子系统和分布波导装置的示例光学组件的图。图9是多个光学组件的示例布置的图。图10是示例光学组件的示意图。图11A-11C是示例光学组件的示意图。不同附图中相似的数字指示相似的元件。具体实施方式图1示出了光学系统100，该光学系统100包括波导装置102、将光光学耦合到波导装置102或从波导装置102光学耦合光的光学耦合器子系统104以及空间光调制器106。波导装置102包括一个或多个主平面波导108(图1中仅示出了其中的一个)以及与主平面波导108中的至少一些中的每一个相关联的一个或多个衍射光学元件(DOE)110。如图2所示，主平面波导108每一者都至少具有第一端部112a和第二端部112b，第二端部112b沿主平面波导108的长度114与第一端部112a相对。主平面波导108每一者都具有第一面116a和第二面116b，至少第一面116a和第二面116b(统称为116)形成沿主平面波导108的长度114的至少一部分的至少部分内反射光路(由箭头118a和虚线箭头118b表示，统称为118)。主平面波导108可以采取多种形式，其为以大于相对于面的法线的限定的临界角的角度撞击面116的光提供基本全内反射(TIR)。主平面波导108可以例如采取玻璃、熔融二氧化硅、丙烯酸或聚碳酸酯以及其他材料的面板(pane)或平面的形式。DOE110(在图1和图2中由双点划线示出)可以采取使TIR光路118中断的多种形式，从而提供沿主平面波导108的长度114的至少一部分延伸的在主平面波导108的内部122与外部124之间的多个光路(由箭头120a和虚线箭头120b示出，统称为120)。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于头戴式显示器的目镜，包括：/n一个或多个第一波导，其被布置为：在第一边缘处接收来自空间光调制器的光、将所接收的光中的至少一些引导至与所述第一边缘相对的第二边缘、以及将所述光中的至少一些提取穿过位于所述第一边缘与所述第二边缘之间的所述一个或多个第一波导的面；/n第二波导，其被定位为接收在所述第二边缘处离开所述一个或多个第一波导的光、以及将所接收的光引导至一个或多个光吸收器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170928 US 62/564,5281.一种用于头戴式显示器的目镜，包括：
一个或多个第一波导，其被布置为：在第一边缘处接收来自空间光调制器的光、将所接收的光中的至少一些引导至与所述第一边缘相对的第二边缘、以及将所述光中的至少一些提取穿过位于所述第一边缘与所述第二边缘之间的所述一个或多个第一波导的面；
第二波导，其被定位为接收在所述第二边缘处离开所述一个或多个第一波导的光、以及将所接收的光引导至一个或多个光吸收器。


2.根据权利要求1所述的目镜，还包括光学结构，其被布置在所述一个或多个第一波导的所述第二边缘之间并且被配置为将来自所述一个或多个第一波导的光耦合到所述第二波导中。


3.根据权利要求1所述的目镜，还包括反射器，所述第二波导被布置在所述反射器与所述一个或多个第一波导之间，所述反射器被配置为反射从所述一个或多个第一波导进入所述第二波导的光，使得所述光被引导至所述一个或多个光吸收器。


4.根据权利要求1所述的目镜，其中，在用户操作所述头戴式显示器期间，所述一个或多个吸收器位于所述用户的视场之外。


5.根据权利要求1所述的目镜，还包括一个或多个附加波导，其被定位为接收在所述一个或多个第一波导的一个或多个附加边缘处离开所述一个或多个第一波导的光、以及将从所述一个或多个附加边缘所接收的光引导至一个或多个附加光吸收器。


6.根据权利要求1所述的目镜，其中，在用户操作所述头戴式显示器期间，所述一个或多个第一波导位于所述用户的视场内。


7.根据权利要求1所述的目镜，其中，所述一个或多个第一波导包括在所述第一边缘与所述第二边缘之间延伸的一个或多个衍射光学元件，其中，所述一个或多个衍射光学元件被配置为将所述光中的至少一些提取穿过位于所述第一边缘与所述第二边缘之间的所述一个或多个第一波导的面。


8.根据权利要求7所述的目镜，其中，所述一个或多个衍射光学元件中的至少一个被设置在所述一个或多个第一波导的内部。


9.根据权利要求7所述的目镜，其中，所述一个或多个衍射光...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·亚拉什，E·C·布洛伊，V·K·刘，S·巴尔加瓦，V·辛格，M·B·D·沃恩，J·C·萨维奇，
申请(专利权)人：奇跃公司，
类型：发明
国别省市：美国;US