[发明专利]微球体隔开的波导显示器

说明书

本技术提供了一种包括光学波导的波导显示器，该光学波导包括多个分开的平行光学基板。基板(502、504、506)通过被配置成在其中悬浮有多个硬质微球体(532、534)的粘合剂来被接合。粘合剂可以是被设计成将微球体悬浮在其中的压敏粘合剂。微球体可具有在几微米到100微米的数量级的直径。波导可由第一和第二光学基板构成，并且压敏粘合剂包括嵌入的微球体，这些嵌入的微球体将基板接合并将基板彼此间隔开。附加的基板可被提供。本技术还提供了一种制造波导的方法。

背景

波导显示器支持增强现实(AR)和虚拟现实(VR)体验。波导显示器可包括投影光引擎，该投影光引擎可在波导显示器中提供计算机生成的图像(CGI)或其他信息。在AR体验中，波导显示器可包括光学透视透镜以允许将CGI叠放在用户的现实世界视图上。

波导显示器可被包括在头戴式显示器(HMD)或平视显示器(HUD)中。波导显示器可通过头戴式显示器(HMD)的支承结构来放置。HMD可以在头盔、遮阳板、眼镜和护目镜中包括波导显示器或者包括由一条或多条带附连的波导显示器。HMD可被至少用于航空、工程、科学、医疗、计算机游戏、视频、体育、训练、仿真和其他应用。HUD可被至少用于军用和商用航空、汽车、军事、陆运和海运、计算机游戏以及其他应用。

概述

本技术提供了一种可被用于波导显示器和其他应用的波导。波导包括多个分开的平行光学基板。基板通过被配置成在其中悬浮有多个硬质微球体的粘合剂来被接合，这些硬质微球体确保了各个基板之间精确的机械间隔。在一个实施例中，粘合剂是被设计成将微球体悬浮在其中的压敏粘合剂。微球体可具有在几微米到几百微米的数量级的直径。波导可由第一和第二光学基板构成，并且压敏粘合剂包括嵌入的微球体，这些嵌入的微球体将基板接合并将基板彼此间隔开。压敏粘合剂将第一基板粘合到第二基板，并且嵌入的微球体确保了基板之间的精确间隔。附加的基板可被提供。本技术还提供了一种制造波导的方法。

提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下书面描述中作进一步描述的概念的精选。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。

附图简述

图1是描绘近眼显示器(NED)设备系统的一实施例的各示例组件的框图。

图2A是NED设备的控制电路系统实施例中的示例硬件组件的框图。

图2B是与具有外部出射光瞳的投影光引擎耦合的近眼显示器实施例的俯视图。

图3是与本技术的波导结合使用的紧凑型投影光引擎的框图。

图4是根据本技术构造的波导的经放大的截面图。

书面描述

本技术提供了一种诸如包括多个分开的平行光学基板的波导之类的光学结构的新的构造。基板通过被配置成在其中悬浮有多个硬质微球体的粘合剂来被接合，这些硬质微球体确保了各个基板之间精确的机械间隔。在一个实施例中，粘合剂是被设计成将微球体悬浮在其中的压敏粘合剂。微球体可具有在几微米到100微米的数量级的直径。波导可由第一和第二光学基板构成，并且压敏粘合剂包括嵌入的微球体，这些嵌入的微球体将基板接合并将基板彼此间隔开。压敏粘合剂将第一基板粘合到第二基板，并且嵌入的微球体确保了基板之间的精确间隔。附加的基板可被提供。本技术还提供了一种制造波导的方法。

波导显示器可具有胜过典型的投影显示器的优点，因为内部机构扩大了出射光瞳以使得相对较大的出射光瞳能够从小入射光瞳中被生成。形成入射光瞳的光由准直来自诸如硅上液晶(LCoS)显示器等微显示器的光的投影光引擎生成。内部机构复制入射光瞳，交叠这些经复制的入射光瞳，以使得显示器光具有可接受的亮度均匀性。例如，投影光引擎的出射光瞳可具有4mm出射光瞳，但波导显示器可在眼睛平面处具有200mm的出射光瞳(或投射出射光瞳)。内部机构可包括两个输入衍射光栅，这两个输入衍射光栅可以在一个方向上扩大出射光瞳并接着在正交方向上扩大该出射光瞳。