【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种分光器，并且尤其涉及一种用于虚拟视网膜显示投影系统(诸如增强现实显示系统)中的视窗(eyebox)扩展的分光器。
技术介绍
1、诸如可穿戴(或头戴式)显示器的增强现实(ar)显示器允许用户查看显示内容，同时还允许用户查看其外部环境。显示内容可以是诸如文本消息、方向性图形等电子消息，并且覆盖在用户的外部环境视图中。ar显示器能够以在用户前方的视场中浮动的虚拟图像的形式，使用户看到像是传统图形显示器的东西。ar显示器可以采用智能眼镜的形式，从而能够向佩戴智能眼镜的用户显示虚拟图像。这种ar显示系统通常使用全息光学元件(hoe)将光从虚拟视网膜显示投影仪引导至用户的眼睛，并且hoe通常设置在智能眼镜的一个或多个镜片中或上。
2、在增强现实显示器的背景下，并且更一般地，在诸如望远镜和双目镜的近眼光学设备的背景下，视窗的概念是用户能够看到由设备或显示器提供的图像的眼睛位置范围。这一概念在增强现实显示器领域是公知的，并且例如在us9,958,682中描述，该文献讨论了通过复制光瞳提供更大的视窗而不添加笨重且昂贵的光学部件的相对优点。
3、us9,958,682中描述的分光器利用分光器输出侧上的多个刻面。分光器与全息光学元件结合，将复制的光瞳引导至用户眼睛。然而，这种布置的问题在于，中继至复制光瞳的图像的分辨率在不同的光瞳之间有所差异。这是因为复制光瞳源自一组移位的虚拟投影光束，在没有附加光学器件的情况下，这些光束不会最佳地聚焦在用户的眼睛处。
4、为了解决这个问题，已知使用诸如液体透镜的附加
技术实现思路
1、因此，考虑到上述问题，提供了一种用于扫描投影系统的分光器，该分光器包括：输入侧和间隔相对的输出侧，其中，输入侧包括至少一个输入光学刻面，并且输出侧包括两个或更多个输出光学刻面，至少一个输入刻面布置为接收来自光源的输入光信号，两个或更多个输出光学刻面布置为输出取决于输入光信号的输出光信号，每个输出光学刻面限定一条光路，并且其中，每条光路具有不同的光焦度。
2、两个或更多个输出光学刻面分别具有相应的光焦度，并且相应输出刻面中的至少两个或更多个输出刻面的光焦度各不相同。输出刻面布置为一维阵列或二维阵列。
3、相应输出刻面中的至少两个或更多个输出刻面的光焦度分别由各输出刻面的相应曲率半径限定，并且各曲率半径互不相同。相应输出刻面中的至少两个或更多个输出刻面的光焦度分别由各输出刻面的曲率半径限定，并且每个刻面具有不同的曲率中心。输出刻面的曲率是凹的和/或凸的。
4、输入侧包括两个或更多个输入光学刻面。两个或更多个输入光学刻面分别具有相应的光焦度，并且输入刻面中的至少两个或更多个输入刻面的光焦度各不相同。输入刻面布置为一维阵列或二维阵列。相应输入刻面中的至少两个或更多个输入刻面的光焦度分别由各输入刻面的相应曲率半径限定，并且各曲率半径互不相同。相应输入刻面中的至少两个或更多个输入刻面的光焦度分别由各输入刻面的相应曲率半径限定，并且每个刻面具有不同的曲率中心。分光器具有容积式多边形透明结构，并且每个输出光学刻面具有不同焦距。
5、还提供了一种用于虚拟视网膜显示器的扫描投影系统，该扫描投影系统包括：用于提供光束的光源；扫描镜，扫描镜布置为反射地扫描来自光源和根据实施例的分光器的光束，其中，分光器位于扫描镜的光路上，并且扫描镜布置为在第一角位置和第二角位置之间旋转。分光器的输入侧布置为接收由扫描镜反射扫描的输入光束，并且其中，分光器的输出侧布置为根据输入光束的角位置，从一个输出刻面输出输出光束。光源是激光二极管或发光二极管rgb光源阵列。
6、还提供了一种可穿戴虚拟视网膜显示器，包括扫描投影系统和全息光学元件，其中，扫描投影系统布置为将多个视窗投影到全息光学元件上，并且全息光学元件布置为将多个视窗引导至用户的眼睛。
7、还提供了一种增强现实眼镜，包括虚拟视网膜显示器，其中，全息光学元件布置在眼镜的镜片中或上。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于扫描投影系统的分光器，所述分光器包括：输入侧和间隔相对的输出侧，其中，所述输入侧包括至少一个输入光学刻面，并且所述输出侧包括两个或更多个输出光学刻面，
2.根据权利要求1所述的分光器，其中，所述两个或更多个输出光学刻面分别具有相应的光焦度，并且所述相应输出刻面中的所述至少两个或更多个输出刻面的每一个的光焦度各不相同。
3.根据权利要求1或2所述的分光器，其中，所述输出刻面布置为一维阵列。
4.根据权利要求1或2所述的分光器，其中，所述输出刻面布置为二维阵列。
5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的分光器，其中，所述相应输出刻面中的所述至少两个或更多个输出刻面的每一个的光焦度分别由各所述输出刻面的相应曲率半径限定，并且各曲率半径互不相同。
6.根据权利要求1至5中任一项或多项所述的分光器，其中，所述相应输出刻面中的所述至少两个或更多个输出刻面的每一个的光焦度分别由各所述输出刻面的曲率半径限定，并且每个所述刻面具有不同的曲率中心。
7.根据权利要求5和6所述的分光器，其中，所述输出刻面的曲率是凹的
8.根据前述任一项权利要求所述的分光器，其中，所述输入侧包括两个或更多个输入光学刻面。
9.根据权利要求8所述的分光器，其中，所述两个或更多个输入光学刻面分别具有相应的光焦度。
10.根据权利要求9所述的分光器，其中，所述输入刻面中的所述至少两个或更多个输入刻面的每一个的光焦度各不相同。
11.根据权利要求8所述的分光器，其中，所述输入刻面布置为一维阵列。
12.根据权利要求8所述的分光器，其中，所述输入刻面布置为二维阵列。
13.根据权利要求8所述的分光器，其中，所述相应输入刻面中的所述至少两个或更多个输入刻面的每一个的光焦度分别由各所述输入刻面的相应曲率半径限定，并且各曲率半径互不相同。
14.根据权利要求8所述的分光器，其中，所述相应输入刻面中的所述至少两个或更多个输入刻面的每一个的光焦度分别由各所述输入刻面的相应曲率半径限定，并且每个所述刻面具有不同的曲率中心。
15.根据前述任一项权利要求所述的分光器，具有容积式多边形透明结构。
16.根据权利要求1所述的分光器，其中，每个所述输出光学刻面具有不同焦距。
17.一种用于虚拟视网膜显示器的扫描投影系统，所述扫描投影系统包括：用于提供输入光信号的光源；扫描镜，所述扫描镜布置为反射地扫描来自所述光源和根据权利要求1至15所述的分光器的输入光信号，其中，所述分光器位于所述扫描镜的光路上，并且所述扫描镜布置为在第一角位置和第二角位置之间旋转。
18.根据权利要求17所述的扫描投影系统，其中，所述分光器的输入侧布置为接收由所述扫描镜反射扫描的所述输入光信号，并且其中，所述分光器的输出侧布置为根据所述输入光信号的角位置，从所述输出刻面中的一个输出输出光信号。
19.根据权利要求17所述的扫描投影系统，其中，所述光源是激光二极管或发光二极管RGB光源阵列。
20.一种虚拟视网膜显示器，包括：根据权利要求16至19所述的扫描投影系统，以及全息光学元件，其中，所述扫描投影系统布置为将多个出射光瞳投影到所述全息光学元件上，并且所述全息光学元件布置为将所述多个出射光瞳引导至用户的眼睛。
21.一种增强现实眼镜，包括根据权利要求20所述的虚拟视网膜显示器，其中，所述全息光学元件布置在所述眼镜的镜片中或上。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于扫描投影系统的分光器，所述分光器包括：输入侧和间隔相对的输出侧，其中，所述输入侧包括至少一个输入光学刻面，并且所述输出侧包括两个或更多个输出光学刻面，
2.根据权利要求1所述的分光器，其中，所述两个或更多个输出光学刻面分别具有相应的光焦度，并且所述相应输出刻面中的所述至少两个或更多个输出刻面的每一个的光焦度各不相同。
3.根据权利要求1或2所述的分光器，其中，所述输出刻面布置为一维阵列。
4.根据权利要求1或2所述的分光器，其中，所述输出刻面布置为二维阵列。
5.根据权利要求1至4中任一项或多项所述的分光器，其中，所述相应输出刻面中的所述至少两个或更多个输出刻面的每一个的光焦度分别由各所述输出刻面的相应曲率半径限定，并且各曲率半径互不相同。
6.根据权利要求1至5中任一项或多项所述的分光器，其中，所述相应输出刻面中的所述至少两个或更多个输出刻面的每一个的光焦度分别由各所述输出刻面的曲率半径限定，并且每个所述刻面具有不同的曲率中心。
7.根据权利要求5和6所述的分光器，其中，所述输出刻面的曲率是凹的和/或凸的。
8.根据前述任一项权利要求所述的分光器，其中，所述输入侧包括两个或更多个输入光学刻面。
9.根据权利要求8所述的分光器，其中，所述两个或更多个输入光学刻面分别具有相应的光焦度。
10.根据权利要求9所述的分光器，其中，所述输入刻面中的所述至少两个或更多个输入刻面的每一个的光焦度各不相同。
11.根据权利要求8所述的分光器，其中，所述输入刻面布置为一维阵列。
12.根据权利要求8所述的分光器，其中，所述输入刻面布置为二维阵列。
13.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：索菲·维亚内，安德里·沃尔科夫，
申请(专利权)人：真利光学有限公司，
类型：发明
国别省市：
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