本发明专利技术涉及具有用于高度空间均匀的光输出的反射器和透镜的光输出系统。在一些实施例中，具有反射器和靠近反射器的光输出开口的透镜的光学系统提供具有高度空间均匀性和高效的光输出。反射器被成形为提供基本上角度均匀的光输出，并且透镜被配置为将该角度均匀的光输出转换为空间均匀的光输出。光输出可以被导入光调制器中，光调制器调制光以投射图像。光调制器调制光以投射图像。光调制器调制光以投射图像。
【技术实现步骤摘要】
具有用于高度空间均匀的光输出的反射器和透镜的光输出系统
[0001]本申请是申请日为2017年2月24日、PCT国际申请号为PCT/US2017/019497、中国国家阶段申请号为201780025706.5、专利技术名称为“具有用于高度空间均匀的光输出的反射器和透镜的光输出系统”的申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请根据35U.S.C.
§
119(e)要求2016年2月26日提交的序列号为62/300,742，名称为“LIGHT OUTPUT SYSTEM WITH REFLECTOR AND LENS FOR HIGHLY SPATIALLY UNIFORM LIGHT OUTPUT(具有用于高度空间均匀的光输出的反射器和透镜的光输出系统)”的美国临时专利申请的优先权益，该公开的全部内容通过引用并入此文。
[0004]以下每个专利申请的全部内容也通过引用并入本申请：2014年11月27日提交的序列号为14/555,585的美国申请；2015年4月18日提交的序列号为14/690,401的美国申请；2014年3月14日提交的序列号为14/212,961的美国申请；以及2014年7月14日提交的序列号为14/331,218的美国申请。
[0005]本公开涉及光输出系统，更具体地说，涉及具有反射器和透镜的光输出系统。在一些实施例中，光输出系统可以是增强和虚拟现实成像和可视化系统的一部分。
技术介绍
[0006]成像和可视化系统可以利用将光输出到光调制装置中，然后该光调制装置调制和投射光以在观看者的眼睛中形成图像的系统。一直需要开发能够满足现代成像和可视化系统需求的光投射系统。
技术实现思路
[0007]在一些实施例中，提供了一种光学系统。所述光学系统包括反射器，所述反射器包括光输入开口、光输出开口和在所述光输入开口以及反射内侧壁，所述光输出开口之间延伸。所述光学系统还包括透镜，所述透镜靠近所述反射器的光输出开口。所述反射器的侧壁可以被成形为提供基本上角度均匀的光输出，并且所述透镜可以被配置为将基本上角度均匀的光输出转换为基本上空间均匀的光输出。在一些实施例中，所述反射器是反射器阵列中的一者，每个反射器具有位于所述反射器的输出开口前方的关联透镜。
[0008]所述光学系统可以进一步包括光调制装置，所述光调制装置被配置为通过所述透镜接收由所述反射器输出的光。所述光学系统还可以进一步包括波导堆叠，每个波导包括光耦入光学元件，所述光耦入光学元件被配置为接收来自所述光调制装置的光。如沿着所述光到所述堆叠的传播轴所示，每个波导的所述光耦入光学元件可以在空间上偏离其它波导的所述光耦入光学元件。如平面图所示，所述反射器的空间布置可以与所述光耦入光学元件的空间布置一一对应并对齐。
附图说明
[0009]图1示出了用户通过AR装置的增强现实(AR)视图。
[0010]图2示出了可穿戴显示系统的示例。
[0011]图3示出了用于为用户模拟三维图像的常规显示系统。
[0012]图4示出了使用多个深度平面模拟三维图像的方法的各方面。
[0013]图5A至图5C示出了曲率半径和焦半径之间的关系。
[0014]图6示出了用于将图像信息输出给用户的波导堆叠的示例。
[0015]图7示出了由波导输出的出射光束的示例。
[0016]图8示出了堆叠波导组件的示例，其中，每个深度平面包括使用多种不同成分颜色形成的图像。
[0017]图9A示出了一组堆叠波导的示例的横截面侧视图，每个堆叠波导包括耦入光学元件。
[0018]图9B示出了图9A的多个堆叠波导的示例的透视图。
[0019]图9C示出了图9A和图9B的多个堆叠波导的示例的俯视平面图。
[0020]图10示出了具有复合抛物面聚光器(CPC)的轮廓的反射器的示例。
[0021]图11示出了具有反射器和透镜的光学系统的示例。
[0022]图12示出了具有光发射器、反射器和透镜的光学系统的示例。
[0023]图13示出了来自图11至图12的光学系统的光输出的示例。
[0024]图14A至图14F示出了具有形状不同的光输入开口和光输出开口的反射器的示例。
[0025]图15A和图15B分别示出了图14A至图14C和图14D至图14F的反射器的光输出的均匀性图的示例。
[0026]图16示出了图的示例，该图示出了图14A至图14C的反射器结合透镜在角度空间中的光输出强度。
[0027]图17A至图17B分别示出了图14A至图14C和14D至图14F的反射器阵列的示例的透视图。
[0028]图18示出了具有光发射器、反射器和透镜阵列的光学系统以及掩模的示例的透视图。
[0029]图19示出了具有的反射器和用于诸如布线之类的光发射器结构的凹口阵列的材料体的示例的透视图。
[0030]图20A至图20b示出了具有不同高度的反射器的材料体的示例的透视图。
[0031]图21A至图21E示出了反射器的示例的各种视图。
[0032]图22A至图22B示出了图21的反射器的其它透视图。
[0033]图22C至图22D示出了如分别从反射器的光输出开口侧和光输入开口侧所示的图21的反射器的透视图。
[0034]图23A和图23B分别示出了具有圆形轮廓和在内侧壁的相交处具有尖角的反射器的光输出的均匀性图的示例。
[0035]提供附图是为了说明示例实施例，而不是为了限制本公开的范围。
具体实施方式
[0036]显示系统可以通过调制来自光发射器的光，然后投射该光以供观看者观看来形成图像。一些成像系统可以利用光发射器阵列，每个光发射器阵列独立地向光调制器提供光。光发射器提出了各种挑战。例如，具有光发射器阵列的系统可能很复杂，利用多个结构来引导光向光调制器传播。由于组件的复杂性，系统可能难以制造。
[0037]另外，应当理解，由显示系统形成的图像的亮度均匀性可以取决于光调制器从光发射器接收的光的空间均匀性。因此，为了显示具有良好亮度均匀性的图像，需要由光调制器接收的光在空间上是均匀的。
[0038]有利地，根据一些实施例，具有反射器和靠近反射器的光输出开口的透镜的光学系统提供具有高空间均匀性和高效率的光输出。优选地，反射器成形为提供基本上角度均匀的光输出，并且透镜被配置为将该角度均匀的光输出转换为空间均匀的光输出。反射器具有光输入开口，该光输入开口用于容纳和/或接收来自光发射器的光，以及光输出开口，该光输出开口用于输出所接收的光。在一些实施例中，光发射器发射具有朗伯(lambertian)角分布的光。在一些实施例中，光发射器是扩展光源，并且例如可以是发光二极管。在一些实施例中，光输入和输出开口的形状可以不同。在一些实施例中，透镜靠近反射器的光输出开口(例如，位于透镜前方)。
[0039]在一些实施例中，如横截面侧本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种显示系统，包括：光发射器；反射器，其光学地耦合到所述光发射器并被配置为接收来自所述光发射器的光，所述反射器被配置为相对于从所述光发射器接收的光以增加的角度均匀性输出光；透镜，其光学地耦合到所述反...
【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：奇跃公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。