[发明专利]近眼显示系统的紧致体系结构

说明书

目镜的目镜体包括：输入透镜，定位为沿前向传播路径将显示光耦合于目镜体中；凹末端反射器，设置在从输入透镜看去目镜体的相反的一端，以沿反向传播路径反射回显示光；以及观看区域，包括部分反射表面，该部分反射表面沿发射路径将沿反向传播路径行进的显示光的至少一部分重定向到目镜体的眼睛朝向侧之外。该部分反射表面相对眼睛朝向侧偏斜成角，并且该凹末端反射器相对目镜体的顶或者底表面倾斜，以共同促使显示光的发射路径在两个正交维度中与眼睛朝向侧的法向量偏斜。

技术领域

本公开一般涉及光学领域，并具体但不排他地涉及头戴显示器。

背景技术

头戴显示器(“HMD”)(也将其称为可头佩显示器)是一种佩戴在头上或者头周围的显示器。HMD通常并入了某种近眼光学系统，以在人眼几厘米的范围内发射光图像。将单眼显示器称为单目HMD，而将双眼显示器称为双目HMD。某些HMD显示器仅显示计算机生成的图像(“CGI”)，同时阻挡用户的外部视域。通常将这些HMD显示器称为虚拟现实(“VR”)显示器。其它HMD能够在真实世界视域上叠加CGI。这一后者类型的HMD能够用作实现增强现实(“AR”)的硬件平台。使用AR，通过重叠CGI增强该世界的观看者的图像。用于称谓各种类型HMD的另一个术语是头上显示器(“HUD”)。HUD是准许用户在无需向下看(或按照别的方式使他们的目光明显离开他们的头部前上位置)的情况下观看CGI的任何一种显示器。VR和ARHMD两者能作为HUD加以实现。

HMD具有诸多实际的和休闲方面的应用。航空航天应用准许飞行员在无需令他们的视线离开飞行路径的情况下观看重要的飞行控制信息。公共安全方面的应用包括地图和热成像的多变的显示。其它应用领域包括视频游戏、运输、以及电信。随着技术的演进，必然存在新发现的实际的和休闲方面的应用；然而，由于用于实现现存HMD的传统光学系统的成本、大小、重量、有限的视域、小的眼睛盒、或者低效率，这些应用中的许多应用受到限制。特别是，传统的HMD通常限制了用户的外部世界视域，从而使它们在常规日常活动期间难以佩戴。

附图说明

将参照以下附图，描述本发明的非限制性和非穷举性的实施例，其中，在各个图中，相同的附图标记指代相同的部分，除非另行加以指明。不必按比例绘图，而将重点放在对所描述的原理的说明上。

图1A～C说明了根据本公开实施例的用于从用户眼睛偏移佩戴的可头佩显示器的不同的图。

图2A～C说明了根据本公开实施例的沿在两个维度中倾斜的倾斜发射路径输出显示光的用于可头佩显示器的目镜的不同侧/横截面图。

图3是说明了根据本公开实施例的沿双倾斜的发射路径输出显示光的目镜的操作过程的流程图。

图4A～C说明了根据本公开实施例的用于沿双倾斜的发射路径将显示光反射到目镜之外的部分反射表面和末端反射器的各个图。

具体实施方式

此处描述了沿在两个维度中倾斜的倾斜的发射路径输出显示光的可头佩显示器的目镜的操作的装置、系统、以及方法的实施例。在以下的描述中，阐述了诸多具体细节，以提供对所述实施例的全面了解。然而，本领域技术人员将认识到，能在不采用所述具体细节的一个或多个、或者采用其它方法、部件、材料等的情况下，实践此处所描述的技术。在其他实例中，为了避免某些方面的模糊，未详细示出或者描述公知结构、材料、或者操作。

在整个该说明书中，对“一个实施例”或者“实施例”的提及，意味着结合该实施例所描述的某一特征、结构、或特性被包含在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个该说明书中的各个地方，短语“在一个实施例中”或者“在实施例中”的出现，不必全都指代同一实施例。另外，在一个或多个实施例中，可以按任何合适的方式将所述某一特征、结构、或特性加以组合。