[发明专利]对准近眼显示装置的系统及方法

说明书

技术领域

相关申请案

本申请案关于并主张2013年5月23日申请的美国临时申请案第61/826,822号的优先权，其以全文纳入本说明书中。

背景技术

头戴式显示器系统安装于一使用者的头部并允许使用者观看显示器或其的一影像。通常，此显示器作为一种与一计算机方便设置的界面，此计算机可包括在头戴式显示器系统中。举例而言，一头戴式显示器系统可为一飞机驾驶员提供地图及其它关于驾驶员所观看到的实际场景的信息。某些头戴式显示器系统允许使用者在观看一实际场景的同时观看一显示影像。透视头戴式显示器系统将一显示影像叠积在一使用者所观看到的实际场景上。微光学制造上的最近的进展已导致目标针对消费市场的透视头戴式显示器系统的开发，于此显示器系统可提供类似于一智能型手机的功能。举例而言，美国专利申请公开号US2013/0021658讨论一种透视头戴式显示器系统。

发明内容

在一实施例中，一种近眼显示系统，包括：(a)一近眼显示装置，具有一显示器且能够将叠加在一周围场景的一影像从所述显示器提供至一使用者的一瞳孔；及(b)一夹具，用以将所述近眼显示装置耦接至安装于所述使用者上的一支架，所述夹具包括数个自由度，用于对应对准所述显示装置至所述瞳孔。

在一实施例中，一种方法，用于对准叠加在一使用者的之一瞳孔所观看到的周围场景上的一显示影像，包括：操控一夹具的数个自由度以对应对准所述显示影像至一瞳孔视野，其中所述夹具耦接一近眼显示装置至安装于所述使用者上的一支架，所述近眼显示装置包括一显示器及光学组件，用以从所述显示器形成所述显示影像并叠加所述显示影像于所述周围场景。

在一实施例中，一种用以制造一显示系统的方法，所述显示系统包括对准一显示影像至一使用者的一瞳孔的功能，所述方法包括：制造一夹具以耦接一近眼显示装置至一支架，以便将所述显示装置安装于所述使用者上，其中所述近眼显示装置包括一显示器且能够将所述显示器的一影像叠加在所述使用者所观看的一周围场景，所述夹具包括数个自由度以相对于所述支架移动所述近眼显示装置。

附图说明

上述及其它特征及优点将从如显示于附图中的较佳实施例的更特定的说明可清楚理解到，其中相同的参考符号表示遍及不同视图的相同构件。这些附图未必按比例绘制，而是将重点放在说明本发明概念的原理之上。

图1显示依据一个实施例的一近眼显示器系统。

图2显示依据一实施例的一例示的近眼显示装置的组件的方块图。

图3显示图2的近眼显示装置的一实施例，增加提供较高质量显示影像的功能。

图4显示依据一实施例的用于将一显示影像叠加在一周围场景上的一光学系统。

图5显示依据一实施例的一光学系统，用于将一显示影像叠加在一周围场景上，并包括一提供改良的显示器照明效率的照明聚焦模块。

图6显示依据一实施例的用于将一显示影像叠加在一周围场景上的一光学系统，其包括一个用于改变显示影像的放大倍率的透镜。

图7显示依据一实施例的用于将一显示影像叠加在一周围场景上的另一种光学系统，其包括一个用于改变显示影像的放大倍率的透镜。

图8显示依据一实施例的用于照明图2的显示装置的显示器的一光源。

图9A及9B是以透视图及剖面侧视图分别地显示依据一实施例的用于图3的显示装置的一照明模块，其包括一具有一用于收集并将光从一光源导引向显示器的曲面的固体光收集器。

图10A及10B显示依据实施例的用于将一显示影像叠加在一周围场景上的光学系统，其利用图9A及9B的照明模块。

图11A及11B以透视图及剖面侧视图分别地显示依据一实施例的用于图3的显示装置的一照明模块，其包括一具有一用于收集并将光从一光源导引向显示器的菲涅耳(Fresnel)反射器。

图12显示依据一实施例的一种用以将一硅基液晶显示器的一影像叠加在一周围场景上的方法。

图13显示图12的方法的一实施例，其包括提供一较高质量显示影像的增加功能。

图14A、14B及14C显示依据一实施例的一种用以将图1的显示装置耦合至一安装于使用者上的固持器的夹具，其包括用于使显示装置相对于使用者的瞳孔对准的数个自由度。

图15显示依据一实施例的一种操控将图1的显示装置耦接至一安装于使用者上的固持器的夹具以使显示装置相对于使用者的瞳孔对准的方法。