【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及可穿戴显示器，尤其涉及使用扫描投射器的可穿戴显示器。
技术介绍
1、头戴式显示器(head mounted display，hmd)、头盔显示器、近眼显示器(near-eyedisplay，ned)等正越来越多地用于显示虚拟现实(virtual reality，vr)内容、增强现实(augment reality，ar)内容、混合现实(mixed reality，mr)内容等。这种显示器在各种领域有所应用，仅举几个例子，这些领域包括娱乐、教育、培训和生物医学科学。所显示的vr/ar/mr内容可以是三维(three-dimensional，3d)的，以增强体验，并且将虚拟对象与用户观看到的真实对象进行匹配。可以实时追踪用户的眼睛位置和注视方向和/或取向，并且可以根据用户的头部取向和注视方向来动态调整所显示的影像，以提供沉浸在模拟环境或增强环境中的体验。
2、可穿戴显示器需要紧凑型显示设备。因为hmd或ned的显示器通常佩戴在用户的头部上，所以大型的、体积庞大且笨重的、不平衡的、和/或重型的显示设备对于用户穿戴而言将是麻烦的且可能是不舒适的。
3、基于投射器的显示器提供角域中的图像，用户眼睛无需中间屏幕或显示面板即可直接观察到角域中的图像。成像波导可以用于在显示器的适眼区上扩展携带角域中图像的图像光。在扫描投射器显示器中没有屏幕或显示面板使得显示器的尺寸和重量能够减小，并且能够实现ar应用。基于投射器的显示器可以使用扫描投射器，该扫描投射器通过扫描可控亮度和/或颜色的图像光束来获得角域中的图像。p>
技术实现思路
1、根据本公开的第一方面，提供了一种可穿戴显示设备，该可穿戴显示设备包括：第一光源，该第一光源用于提供第一图像射束和第一测距射束；第一射束扫描器，该第一射束扫描器耦接到该第一光源，该第一射束扫描器包括可倾斜反射器，该可倾斜反射器用于接收该第一图像射束并且成角度地扫描该第一图像射束以获得第一角域中图像，以及用于接收该第一测距射束并且成角度地扫描该第一测距射束，由此该第一测距射束扫描外部环境；第一光瞳复制光导，该第一光瞳复制光导耦接到该第一射束扫描器，该第一光瞳复制光导用于将由该第一射束扫描器扫描的该第一图像射束的多个部分传送到该可穿戴显示设备的第一适眼区；以及第一探测器，该第一探测器用于接收该第一测距射束的从该外部环境中的对象反射的一部分。
2、在一些实施例中，该可穿戴显示设备还可以包括控制器，该控制器操作地耦接到该第一光源、该第一射束扫描器和该第一探测器，并且该控制器被配置成：操作该第一射束扫描器；使该第一光源提供具有时变功率水平(time-varying power level)或时变颜色组成(time-varying color composition)中的至少一者的该第一图像射束，从而在该第一图像射束被该第一射束扫描器扫描时提供该第一角域中图像；并且接收来自该第一探测器的第一信号，该第一信号表示该第一测距射束的由该对象反射的该部分。
3、在一些实施例中，该控制器还可以被配置成使该第一光源提供该第一测距射束，其中，该第一测距射束是时变的；并且根据时变的该第一测距射束与该第一信号之间的时间或相位关系中的至少一者来确定到该对象的距离。
4、在一些实施例中，时变的该第一测距射束可以包括一连串测距光脉冲，其中，该控制器被配置成根据发射这些测距光脉冲中的一脉冲与接收该第一信号之间的时间延迟来确定到该对象的距离。
5、在一些实施例中，该第一探测器可以设置在距该第一射束扫描器的基部距离处；该第一探测器包括物镜和光电探测器阵列，该物镜用于将该第一测距射束的部分聚焦在焦平面处，该光电探测器阵列位于该焦平面处以用于探测经聚焦的第一测距射束部分；并且该控制器还被配置成根据以下项来确定到该对象的该距离：该经聚焦的第一测距射束部分在该光电探测器阵列上的位置；以及该基部距离。
6、在一些实施例中，该控制器可以被配置成根据该经聚焦的第一测距射束部分的该位置来确定接收到的该第一测距射束的部分的射束角度，并且基于该第一测距射束的射束角度、接收到的该第一测距射束的部分的射束角度和该基部距离通过三角测量(triangulation)来确定该距离。
7、在一些实施例中，该第一探测器可以包括：偏振部件，该偏振部件包括偏振器或波片中的至少一者，该偏振部件被配置成接收该第一测距射束的反射部分；以及光电探测器，该光电探测器光学地耦接到该偏振部件。
8、在一些实施例中，该可穿戴显示设备还可以包括：第二光源，该第二光源用于提供第二图像射束和第二测距射束；第二射束扫描器，该第二射束扫描器耦接到该第二光源，该第二射束扫描器用于接收该第二图像射束并且成角度地扫描该第二图像射束以获得第二角域中图像，以及用于接收该第二测距射束并且成角度地扫描该第二测距射束，由此该第二测距射束扫描该外部环境；以及第二光瞳复制光导，该第二光瞳复制光导耦接到该第二射束扫描器，该第二光瞳复制光导用于将该第二图像射束传送到该可穿戴显示设备的第二适眼区。
9、在一些实施例中，该第一探测器可以被配置用于接收该第二测距射束的从该对象反射的一部分。
10、在一些实施例中，该第一探测器可以设置在该第一射束扫描器与该第二射束扫描器之间。
11、在一些实施例中，该可穿戴显示设备还可以包括控制器，该控制器可操作地耦接到该第一光源、该第二光源、该第一射束扫描器、该第二射束扫描器和该第一探测器，并且该控制器被配置成：操作该第一射束扫描器和该第二射束扫描器；使该第一光源提供具有时变功率水平或时变颜色组成中的至少一者的该第一图像射束，从而在该第一图像射束被该第一射束扫描器扫描时提供该第一角域中图像，并且使该第二光源提供具有时变功率水平或时变颜色组成中的至少一者的该第二图像射束，从而在该第二图像射束被该第二射束扫描器扫描时提供该第二角域中图像；并且接收来自该第一探测器的第一信号和第二信号，该第一信号表示该第一测距射束的反射部分，并且该第二信号表示该第二测距射束的反射部分，其中，该控制器被配置成基于该第一信号和该第二信号的定时相对于发射该第一测距射束和该第二测距射束的定时来区分该第一信号和该第二信号。
12、在一些实施例中，该可穿戴显示设备还可以包括第二探测器，该第二探测器用于接收该第二测距射束的从该对象反射的一部分。
13、在一些实施例中，该可穿戴显示设备还可以包括控制器，该控制器可操作地耦接到该第一光源、该第二光源、该第一射束扫描器、该第二射束扫描器和该第一探测器，并且该控制器被配置成：操作该第一射束扫描器和该第二射束扫描器；使该第一光源提供具有时变功率水平或时变颜色组成中的至少一者的该第一图像射束，从而在该第一图像射束被该第一射束扫描器扫描时提供该第一角域中图像，并且使该第二光源提供具有时变功率水平或时变颜色组成中的至少一者的该第二图像射束，从而在该第二图像射束被该第二射束扫描器扫描时提供该第二角域中图像；以及接收来自该第一探测器的第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可穿戴显示设备，所述可穿戴显示设备包括：
2.根据权利要求1所述的可穿戴显示设备，所述可穿戴显示设备还包括控制器，所述控制器可操作地耦接到所述第一光源、所述第一射束扫描器和所述第一探测器，并且所述控制器被配置成：
3.根据权利要求2所述的可穿戴显示设备，其中，所述控制器还被配置成：
4.根据权利要求2所述的可穿戴显示设备，其中，
5.根据前述权利要求中任一项所述的可穿戴显示设备，其中，所述第一探测器包括：
6.根据前述权利要求中任一项所述的可穿戴显示设备，所述可穿戴显示设备还包括：
7.根据权利要求6所述的可穿戴显示设备，其中，所述第一探测器被配置用于接收所述第二测距射束的从所述对象反射的一部分；并且优选地
8.根据权利要求6或7所述的可穿戴显示设备，所述可穿戴显示设备还包括第二探测器，所述第二探测器用于接收所述第二测距射束的从所述对象反射的一部分；并且优选地，所述可穿戴显示设备还包括控制器，所述控制器可操作地耦接到所述第一光源、所述第二光源、所述第一射束扫描器、所述第二射束扫描器和所述第
9.一种多射束扫描器，所述多射束扫描器包括：
10.根据权利要求9所述的多射束扫描器，所述多射束扫描器还包括位于所述第一射束扫描器下游的红外IR通过滤光器，所述IR通过滤光器用于朝向所述外部环境透射所述测距射束并且阻挡所述图像射束到达所述外部环境。
11.根据权利要求9或10所述的多射束扫描器，所述多射束扫描器还包括耦接到所述第一射束扫描器的光瞳复制光导，所述光瞳复制光导用于向观看者提供经扫描的图像射束的多个偏移部分。
12.一种用于在扫描外部环境时向观看者显示图像的方法，所述方法包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其中，
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种可穿戴显示设备，所述可穿戴显示设备包括：
2.根据权利要求1所述的可穿戴显示设备，所述可穿戴显示设备还包括控制器，所述控制器可操作地耦接到所述第一光源、所述第一射束扫描器和所述第一探测器，并且所述控制器被配置成：
3.根据权利要求2所述的可穿戴显示设备，其中，所述控制器还被配置成：
4.根据权利要求2所述的可穿戴显示设备，其中，
5.根据前述权利要求中任一项所述的可穿戴显示设备，其中，所述第一探测器包括：
6.根据前述权利要求中任一项所述的可穿戴显示设备，所述可穿戴显示设备还包括：
7.根据权利要求6所述的可穿戴显示设备，其中，所述第一探测器被配置用于接收所述第二测距射束的从所述对象反射的一部分；并且优选地
8.根据权利要求6或7所述的可穿戴显示设备，所述可穿戴显示设备还包括第二探测器，所述第二探测器用于接收所述第二测距射束的从所述对象反射的一部分；并且优选地，所述可穿戴...
【专利技术属性】
技术研发人员：巴巴克·埃米尔苏来马尼，
申请(专利权)人：元平台技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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