具有带有压力减轻特征部的光学模块的显示器系统技术方案

一种用于显示系统的光学模块，该光学模块包括透镜、显示屏、移动机构和一个或多个压力减轻特征部。该显示屏与该透镜协同地限定腔室。该透镜和该显示屏由该移动机构相对于彼此移动。当该透镜和该显示器相对于彼此移动时，该一个或多个压力减轻特征部与该腔室流体连通以阻碍该腔室中的压力。通以阻碍该腔室中的压力。通以阻碍该腔室中的压力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有带有压力减轻特征部的光学模块的显示器系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年5月3日提交的美国临时专利申请No.62/666,254的优先权和权益，该美国临时专利申请的完整公开内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及显示器系统，并且具体地涉及用于显示器系统的光学模块。

技术介绍

[0004]显示系统可包括头戴式显示单元(HMD)。头戴式显示器可包括一个或多个显示器(例如，屏幕)，该一个或多个显示器向穿戴头戴式显示器的用户显示数字图像；以及一个或多个对应的透镜，用户通过该一个或多个对应的透镜检视数字图像。数字图像可包括具有前景特征和背景特征两者的场景，诸如前景中的人和背景中的界标。为了在用户在数字图像的前景特征与背景特征之间观看时模拟改变焦距，可改变一个或多个显示器与其对应的一个或多个透镜之间的距离。

技术实现思路

[0005]本文公开了光学模块和具有该光学模块的头戴式显示器的实施方式。
[0006]在一个方面，用于显示系统的光学模块包括透镜、显示屏、移动机构和一个或多个压力减轻特征部。显示屏与透镜协同地限定腔室。透镜和显示屏由移动机构相对于彼此移动。当透镜和显示器相对于彼此移动时，一个或多个压力减轻特征部与腔室流体连通以阻碍腔室中的压力变化。
[0007]一个或多个压力减轻特征部可将空气保留在腔室内侧。一个或多个压力减轻特征部可无源地阻碍腔室中的压力变化。一个或多个压力减轻特征部可包括吸附剂。一个或多个压力减轻特征部可包括无源辐射器。
[0008]在另一方面，头戴式显示器包括外壳、支撑件、传感器和光学模块。支撑件耦接到外壳以用于将外壳支撑在用户的头部上。传感器测量用户眼睛的参数。光学模块包括透镜、显示屏、移动机构以及一种或多种吸附材料或无源辐射器。显示屏与透镜协同地限定腔室。透镜和显示屏根据参数由移动机构相对于彼此移动。无源辐射器中吸附材料的一者或多者在透镜和显示器相对于彼此移动时与腔室流体连通以阻碍腔室中的压力变化。
[0009]在另一方面，用于头戴式显示器的光学模块包括透镜、显示器和无源压力减轻特征部。透镜和显示器协同地限定腔室。沸石或柔性膜中的一者无源地减轻显示器上的空气压力。无源压力减轻特征部阻碍腔室中的压力变化。
[0010]无源压力减轻特征部可在腔室的尺寸减小时吸附空气并且可以是沸石。无源压力减轻特征部可在腔室的尺寸减小时膨胀并且可以是无源辐射器。
附图说明
[0011]图1A是具有以虚线描绘的隐藏部件的显示器系统的头戴式显示器的侧视图。
[0012]图1B是图1A的头戴式显示器的顶视图。
[0013]图2A是图1A的头戴式显示器的光学模块的前视图，其中隐藏特征部以虚线示出。
[0014]图2B是图2A的光学模块的侧视图。
[0015]图2C是图2A的光学模块的顶视图。
[0016]图2D是沿图2A的线2D-2D截取的图2A的光学模块的剖视图。
[0017]图3是光学模块的另一个实施方案的剖视图。
[0018]图4是光学模块的另一个实施方案的剖视图。
[0019]图5是光学模块的另一个实施方案的剖视图。
[0020]图6是图1A的头戴式显示器的控制器的示意图。
具体实施方式
[0021]本文公开了用于显示器系统诸如用于计算机生成现实(例如，虚拟现实或混合现实)的那些的头戴式显示器(HMD)及其显示单元的实施方案。显示单元包括显示器、透镜和使显示器和透镜相对于彼此移动的移动机构。每个显示单元还包括限定在显示器与透镜之间的腔室。腔室被密封以阻止或阻碍碎屑(例如，灰尘、水滴等)侵入以免进入腔室，从而干扰用户检视显示器上的数字图像。当显示器和透镜相对于彼此移动时，腔室的容积改变，使得腔室内的压力改变。容积和压力的这类变化由与腔室连通的通气孔、材料或机构中的一者或多者负责，该通气孔、材料或机构减轻(例如，阻碍)压力变化并且从而可允许功率更小的移动机构并且从而允许更轻和/或更紧凑的显示单元。这也可减少显示器上的负载，否则可能由于作用在显示器上的力(例如，来自空气压力)而导致显示器变形。
[0022]参考图1A-图1B，头戴式显示器100(例如，可头戴的显示器或HMD)被配置为穿戴在用户的头部H上并且向用户显示图像。头戴式显示器100还可以被称为显示系统。
[0023]头戴式显示器100大体包括支撑系统110、耦接到支撑系统110的外壳120和耦接到外壳120的一个或多个光学模块130。支撑系统110被配置为将外壳120支撑在用户的头部H上，该外壳120继而支撑关于用户的眼睛的光学模块130。光学模块130向用户显示图像。如图所示，头戴式显示器100可包括分别与用户的右眼和左眼相关联的右光学模块130r和左光学模块130l。另选地，头戴式显示器100可包括光学模块130中的一个。光学模块130也可被称为显示单元。头戴式显示器100可被认为是计算机生成现实系统(例如，虚拟或混合现实系统)或计算机生成现实系统的一部分。
[0024]头戴式显示器100被配置为利用光学模块130显示计算机生成现实的图像。例如，头戴式显示器100可包括控制器122和传感器124，其在图1A和图1B中示意性地示出。传感器124可检测与头戴式显示器100和/或用户相关的各种参数。例如，传感器124可测量头戴式显示器100的位置、取向和/或其中的变化，从而测量用户的头部H的位置、取向和/或其中的变化。传感器124还可包括右眼传感器124r和左眼传感器124l，该右眼传感器124r和该左眼传感器124l分别测量与用户的右眼和左眼相关联的一个或多个参数(诸如注视方向(下文论述)或聚焦特性)。用于控制器122的示例性硬件配置在下文参考图6进行论述。
[0025]控制器122基于从传感器124接收的传感器信息向光学模块130发送图像信号，光
学模块130根据该图像信号显示图像。例如，传感器124可检测头戴式显示器100的取向变化，从而检测用户的头部H的取向变化(例如，向左移动)，并且控制器122向光学模块130发送图像信号以便将图像平移适当地显示在计算机生成现实环境内(例如，向左平移)。
[0026]此外，控制器122可根据传感器信息来控制光学模块130的屏幕到透镜的距离。例如，右眼传感器124r和左眼传感器124l可被配置为分别确定用户的右眼和左眼的注视方向。控制器122然后可使右眼和左眼的注视方向与具有对应距离(例如，虚拟图像距离)的图像的特征(例如，目标图像部分)相关。例如，右眼传感器124r和左眼传感器124l可用于确定右眼和左眼在近的虚拟图像距离(例如，在图像的前景中)或远的虚拟图像距离(例如，在图像的背景中)处聚焦在对象上。基于虚拟图像距离，控制器122可因此改变光学模块130的屏幕到透镜的距离(例如，在透镜与其显示屏之间，如在下文进一步详细论述)。替代地或另选地，右眼传感器124r和左眼传感器124l可确定眼睛的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于显示系统的光学模块，包括：透镜；显示屏，所述显示屏与所述透镜协同地限定腔室；移动机构，所述透镜和所述显示屏通过所述移动机构相对于彼此移动；和一个或多个压力减轻特征部，所述一个或多个压力减轻特征部在所述透镜和所述显示屏相对于彼此移动时与所述腔室流体连通以阻碍所述腔室中的压力变化。2.根据权利要求1所述的光学模块，其中所述一个或多个压力减轻特征部将空气保留在所述腔室内。3.根据权利要求1-2中任一项所述的光学模块，其中所述一个或多个压力减轻特征部无源地阻碍所述腔室中的压力变化。4.根据权利要求1-3中任一项所述的光学模块，其中所述一个或多个压力减轻特征部包括吸附剂。5.根据权利要求4所述的光学模块，其中所述吸附剂是沸石。6.根据权利要求4所述的光学模块，其中所述吸附剂定位在所述腔室中。7.根据权利要求6所述的光学模块，其中所述吸附剂是包含在所述腔室内的透气容器中的颗粒状材料。8.根据前述权利要求中任一项所述的光学模块，还包括通气孔，所述通气孔具有过滤器并且允许空气在所述腔室的内部与所述腔室的外部之间通过。9.根据前述权利要求中任一项所述的光学模块，其中所述一个或多个压力减...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：