平铺波导显示器制造技术

本申请涉及平铺波导显示器。波导显示器包括光源、源波导、输出波导和控制器。来自每个光源的光耦合到源波导中。源波导包括具有基于接收图像光的全内反射和一阶衍射的条件确定的恒定周期的光栅。发射的图像光在几个入口位置耦合到输出波导中。输出波导在偏离入口位置的位置处输出扩展的图像光，并且发射的扩展图像光的位置/方向部分地基于光源的方向。每个扩展图像光与由输出波导发射的扩展图像光的视场相关联。场相关联。场相关联。

【技术实现步骤摘要】
平铺波导显示器
[0001]本申请是申请日为2017年11月15日，申请号为201780071951.X，专利技术名称为“平铺波导显示器”的申请的分案申请。


[0002]本公开总体涉及近眼显示器系统，并且更具体地涉及平铺波导显示器。

技术介绍

[0003]近眼光场显示将图像直接投影到用户的眼睛中，包括近眼显示器(NED)和电子取景器。传统的近眼显示器(NED)通常具有显示元件，该显示元件产生在到达用户眼睛之前穿过一个或多个透镜的图像光。另外，虚拟现实系统和/或增强现实系统中的NED通常需要紧凑且重量轻，并且为了易于使用而提供具有宽视野的大出射光瞳。然而，设计具有宽视场的传统NED可能导致相当大的透镜，以及相对庞大且重的NED。

技术实现思路

[0004]波导显示器用于向用户呈现媒体。波导显示器包括发射对应于图像的第一部分的第一图像光的第一光源；发射对应于图像的第二部分的第二图像光的第二光源，所述第二部分不同于图像的第一部分；包括第一入口区域、第二入口区域、第一出口区域和第二出口区域的源波导；包括第三入口区域和第三出口区域的输出波导，以及产生并向源波导提供扫描指令的控制器。
[0005]源波导在第一入口区域内耦合第一图像光，在至少一个维度上扩展第一图像光，并且经由第一出口区域输出扩展的第一图像光。源波导在第二入口区域内耦合第二图像光，在第一维度上扩展第二图像光，并且经由第二出口区域输出扩展的第二图像光。输出波导在第三入口区域内耦合第一图像光和第二图像光，将扩展的第一图像光和扩展的第二图像光在与第一维度正交的至少一个维度上扩展，以生成放大图像的一部分，并经由第三出口区域将放大图像的一部分输出到眼动范围。在一些配置中，扩展的第一图像光沿第一方向传播，且扩展的第二图像光沿与第一方向相反的第二方向传播。
[0006]在一些实施例中，源波导在第一区域接收第一图像光，在第二区域接收第二图像光，第一区域和第二区域位于源波导的边缘。第一入口区域可包括第一耦合元件，且第二入口区域可包括第二耦合元件，第一耦合元件和第二耦合元件中的每一个包括基于形成源波导的材料的折射率选择的光栅周期的光栅元件。
[0007]本申请还提供了以下内容：
[0008]1)一种波导显示器，包括：
[0009]第一光源，被配置为发射对应于图像的第一部分的第一图像光；
[0010]第二光源，被配置为发射对应于所述图像的第二部分的第二图像光，所述图像的所述第二部分不同于所述图像的所述第一部分；
[0011]包括第一入口区域，第二入口区域，第一出口区域和第二出口区域的源波导，所述
源波导被配置为：
[0012]在所述第一入口区域内耦合所述第一图像光，在至少一个维度上扩展所述第一图像光，并且经由所述第一出口区域输出经扩展的所述第一图像光，以及
[0013]在所述第二入口区域内耦合所述第二图像光，在第一维度上扩展所述第二图像光，并经由所述第二出口区域输出经扩展的所述第二图像光；以及
[0014]包括第三入口区域和第三出口区域的输出波导，所述输出波导被配置为在所述第三入口区域内耦合所述第一图像光和所述第二图像光，在与所述第一维度正交的至少一个维度上扩展经扩展的所述第一图像光和经扩展的所述第二图像光以生成放大图像的一部分，并经由所述第三出口区域将所述放大图像的所述部分输出到眼动范围。
[0015]2)根据1)所述的波导显示器，其中，所述源波导在第一区域接收所述第一图像光，并且在第二区域接收所述第二图像光，所述第一区域和所述第二区域位于所述源波导的相对边缘处。
[0016]3)根据1)所述的波导显示器，其中，所述第一入口区域包括第一耦合元件，并且所述第二入口区域包括第二耦合元件，所述第一耦合元件和所述第二耦合元件中的每一者还包括多个光栅周期的光栅元件，所述光栅周期基于形成所述源波导的材料的折射率选择。
[0017]4)根据1)所述的波导显示器，其中，所述源波导与第一视场和第二视场相关联，所述第一视场和所述第二视场中的每一个是形成所述源波导的材料的折射率的函数。
[0018]5)根据4)所述的波导显示器，其中，基于来自所述第一光源的所述第一图像光和来自所述第二光源的所述第二图像光的倾斜角度来确定所述第一视场和所述第二视场中的每一个。
[0019]6)根据1)所述的波导显示器，其中，经扩展的所述第一图像光沿第一方向传播，并且经扩展的所述第二图像光沿与所述第一方向相反的第二方向传播。
[0020]7)根据1)所述的波导显示器，其中，内耦合的所述第一图像光和内耦合的所述第二图像光中的每一个在所述源波导内经历全内反射。
[0021]8)根据1)所述的波导显示器，其中，内耦合的所述第一图像光和内耦合的所述第二图像光中的每一个在所述源波导内经历一阶衍射。
[0022]9)根据1)所述的波导显示器，还包括第一源波导和第二源波导，所述第一源波导沿第一维度扩展，且所述第二源波导沿垂直于所述第一维度的第二维度扩展。
[0023]10)根据1)所述的波导显示器，其中，所述第三入口区域包括第一耦合元件和第二耦合元件，所述第一耦合元件和所述第二耦合元件中的每一个还包括多个光栅周期的光栅，所述光栅周期基于形成所述输出波导的材料的折射率而选择。
[0024]11)一种源波导，包括：
[0025]第一入口区域，被配置为将对应于来自第一光源的图像的第一部分的第一图像光内耦合，所述源波导在至少一个维度上扩展所述第一图像光；
[0026]第二入口区域，被配置为将对应于来自第二光源的图像的第二部分的第二图像光内耦合，所述图像的第二部分不同于所述图像的第一部分，所述源波导在至少一个维度上扩展所述第二图像光；
[0027]第一出口区域，被配置为输出经扩展的所述第一图像光；以及
[0028]第二出口区域，被配置为输出经扩展的所述第二图像光。
[0029]12)根据11)所述的源波导，其中，所述源波导在第一区域接收所述第一图像光，并在第二区域接收所述第二图像光，所述第一区域和所述第二区域位于所述源波导的相对边缘。
[0030]13)根据11)所述的源波导，其中，所述第一入口区域包括第一耦合元件，并且所述第二入口区域包括第二耦合元件，所述第一耦合元件和所述第二耦合元件中的每一个还包括多个光栅周期的光栅元件，所述光栅周期基于形成所述源波导的材料的折射率选择。
[0031]14)根据11)所述的源波导，其中，所述源波导与第一视场和第二视场相关联，所述第一视场和所述第二视场中的每一个是形成所述源波导的材料的折射率的函数。
[0032]15)根据14)所述的源波导，其中，基于来自所述第一光源的所述第一图像光和来自所述第二光源的所述第二图像光的倾斜角度来确定所述第一视场和所述第二视场中的每一个。
[0033]16)根据11)所述的源波导，其中，经扩展的所述第一图像光沿第一方向传播，并且经扩展的所述第二图像光沿与所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波导显示器，包括：第一光源，所述第一光源被配置为发射第一光；第二光源，所述第二光源被配置为发射第二光；以及第一波导，所述第一波导接收所述第一光和所述第二光并且输出第一图像光和第二图像光，所述波导包括外耦合光栅，所述外耦合光栅被配置成在第一视场(FOV)外耦合所述第一图像光以及在第二FOV外耦合所述第二图像光，所述第一图像光对应于所述第一光和图像的第一部分，以及所述第二图像光对应于所述第二光和所述图像的第二部分，其中，所述第一FOV和所述第二FOV中的每一个是形成所述第一波导的材料的折射率的函数。2.根据权利要求1所述的波导显示器，其中，所述波导显示器的总FOV是所述第一FOV和所述第二FOV的总和。3.根据权利要求1所述的波导显示器，其中，所述波导显示器的总FOV是以第一权重加权的所述第一FOV和以第二权重加权的所述第二FOV的总和，所述第一权重和所述第二权重是基于在所述第一FOV和所述第二FOV之间的重叠量确定的。4.根据权利要求1所述的波导显示器，其中，所述第一波导被配置成沿两个相反方向扩展所述第一光和所述第二光中的每一个。5.根据权利要求1所述的波导显示器，其中，所述第一波导包括第一耦合元件和第二耦合元件，所述第一耦合元件内耦合所述第一光，所述第二耦合元件内耦合所述第二光，所述第一耦合元件和所述第二耦合元件中的每一个包括多个光栅周期的光栅，所述光栅周期是基于形成所述第一波导的材料的折射率选择的。6.根...

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