用于减少波导显示器中的衍射伪像的方法和使用该方法的显示器技术

提供了一种用于增强现实(AR)应用的具有减少的透视衍射伪影的光学设备。该装置包括投影仪和波导，投影仪被配置为生成图像光，波导与投影仪光学地耦合并且被配置为将图像光引导到眼盒。波导包括被配置为将图像光耦合到波导中的内耦合元件，以及被配置为将图像光解耦出波导的外耦合元件。波导包括至少一个可切换光栅，其被配置为：在显示帧的虚拟世界子帧期间，经由衍射将图像光解耦出波导，以及在显示帧的现实世界子帧期间，将来自现实世界环境的光以小于预定阈值的衍射效率透射到眼盒。光以小于预定阈值的衍射效率透射到眼盒。光以小于预定阈值的衍射效率透射到眼盒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减少波导显示器中的衍射伪像的方法和使用该方法的显示器

技术介绍

[0001]增强现实(AR)头戴式耳机显示与现实世界图像或透视图像重叠的虚拟图像。具有衍射耦合结构的光瞳扩展波导显示器是AR显示器的最有前途的设计之一，潜在地提供太阳镜/眼镜形状因数、适度大的视场(FOV)和大的眼盒。这些设计的关键挑战之一是透视伪影，例如，衍射结构会在透视视图中引起彩虹效应，尤其是当佩戴AR头戴式耳机的用户从特定角度观察明亮光源时。衍射结构通常被优化以最大化透视图像的质量，这可能会牺牲虚拟图像的质量或光效率。

技术实现思路

[0002]本公开的一个方面提供了一种光学设备。该光学设备包括投影仪和波导，投影仪被配置为生成图像光，波导与投影仪光学地耦合并且被配置为将图像光引导到眼盒。波导包括内耦合元件和外耦合元件，内耦合元件被配置为将图像光耦合到波导中，外耦合元件被配置为将图像光解耦出波导。波导包括至少一个可切换光栅，该至少一个可切换光栅被配置为：在显示帧的虚拟世界子帧期间，经由衍射将图像光解耦出波导，以及在显示帧的现实世界子帧期间，将来自现实世界环境的光以小于预定阈值的衍射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学设备，包括：投影仪，被配置为生成图像光；以及波导，与所述投影仪光学地耦合，并且被配置为将所述图像光引导到眼盒，所述波导包括：内耦合元件，被配置为将所述图像光耦合到所述波导中，以及外耦合元件，被配置为将所述图像光解耦出所述波导，其中所述波导包括至少一个可切换光栅，所述至少一个可切换光栅被配置为：在显示帧的虚拟世界子帧期间，经由衍射将所述图像光解耦出所述波导，以及在所述显示帧的现实世界子帧期间，将来自现实世界环境的光以小于预定阈值的衍射效率透射到所述眼盒。2.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述预定阈值约为0.1％。3.根据权利要求1所述的光学设备，其中：所述波导包括多个可切换光栅，所述多个可切换光栅中的每个可切换光栅被配置为：在所述显示帧的所述虚拟世界子帧期间，执行以下项中的至少一项：经由所述衍射将所述图像光引导、扩展或解耦出所述波导，以及在所述显示帧的所述现实世界子帧期间，将来自所述现实世界环境的所述光以小于所述预定阈值的所述衍射效率透射到所述眼盒。4.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述现实世界子帧具有比所述虚拟世界子帧更长的持续时间。5.根据权利要求4所述的光学设备，其中所述现实世界子帧持续所述显示帧的时间的约90％到99％。6.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述现实世界子帧和所述虚拟世界子帧以超过所述光学设备的用户的闪烁融合阈值的速率被呈现。7.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述至少一个可切换光栅是包括液晶(LC)的可切换光栅。8.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述投影仪是高速投影仪，所述高速投影仪被配置为在所述虚拟世界子帧期间被打开并且在所述现实世界子帧期间被关闭，所述高速投影仪具有足够短的切换时间，使得所述现实世界子帧和所述虚拟世界子帧以超过所述光学设备的用户的闪烁融合阈值的速率被呈现。9.根据权利要求8所述的光学设备，其中所述高速投影仪包括以下中的一项：DLP(数字光处理)投影仪、LCoS(硅基液晶)投影仪、LCD(液晶显示器)投影仪、OLED(有机发光二极管)投影仪或者微LED(发光二极管)投影仪。10.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述投影仪包括光源，所述光源被配置为在所述虚拟世界子帧期间被打开并且在所述现实世界子帧期间被关闭，所述光源具有足够短的切换时间，使得所述现实世界子帧和所述虚拟世界子帧以超过所述光学设备的用户的闪烁融合阈值的速率被呈现。11.根据权利要求1所述的光学设备，还包括：可...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：