[发明专利]具有堆叠光导的近眼式显示器

说明书

实施例描述了一种包括目镜的装置，该目镜具有前表面、与前表面间隔开的后表面和形成目镜的周边的边缘。目镜包括成角表面，以将从眼睛反射的光眼睛测量光引导到目镜中并将目镜之外的显示光引导到眼睛。第一波导形成在目镜中并从成角表面延伸到边缘，第一波导光学耦合到具有第一表面处理的成角表面的第一部分。并且第二波导形成在目镜中并从成角表面延伸到边缘，第二波导光学耦合到具有第二表面处理的成角表面的第二部分。

技术领域

所公开的实施例总体上涉及近眼式显示器，并且特别地但非排他地涉及具有堆叠波导的近眼式显示器。

背景技术

平视显示器(也称为头戴式显示器或HMD)允许用户在相关信息覆盖在场景上的同时观看场景，使得通过平视显示器观看的用户同时看到场景和相关信息。例如，在降落飞机时通过平视显示器观看的飞行员通过平视显示器看到前方机场(场景)，同时平视显示器投射飞行员降落飞机所需的信息，诸如速度，航向和高度(相关信息)。

在平视显示器的一些使用中，知晓用户正在观看的场景的哪个部分是有用的。实现此的一个方式是通过眼睛测量技术，但现有的眼睛测量技术有一些缺点。一些现有的眼睛测量技术针对眼睛测量和显示使用分离的光路径，但使平视显示器更加笨重和复杂并且不具流线型。

一些HMD包括定位在用户眼睛前方且靠近用户眼睛的紧凑型近眼式显示器。当相机和显示器偏轴时利用近眼式显示器在HMD中进行眼睛测量同时解决人体工程学配合和算法复杂性是困难的。已经开发了同轴方法——例如，对于显示器和眼睛传感器这两者使用相同的光导，但不是所有的显示设计都支持这种方法。当显示器和眼睛传感器布置成几乎同轴的配置时，问题显得更简单，这是因为该问题分解为二维方案。

附图说明

参考以下附图描述本发明的非限制性和非排他性实施例，其中，除非另有说明，否则相同的附图标记在整个不同的视图中表示相同部件。

图1A-1B分别是近眼式显示器的实施例的俯视图和前视图。

图1C-1D是近眼式显示器的替代实施例的前视图。

图2A-2B是近眼式显示器的替代实施例的俯视图。

图3是包括所描述的近眼式显示器的实施例的头戴式显示器的实施例的立体图。

图4是近眼式显示器的另一实施例的俯视图。

图5示出了用于制造诸如图1A-1B所示的近眼式显示的过程的实施例。

具体实施方式

描述了用于具有堆叠波导的近眼式显示器的装置、系统和方法的实施例。描述了具体细节以提供对实施例的理解，但相关领域技术人员将认识到，可以在不具有一个或多个具体细节或者利用其他方法、部件、材料等来实践本发明。在一些实例中，公知的结构、材料或操作未被详细地示出或描述，但仍包含在本发明的范围内。

整个本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着所描述的特征、结构或特性可包括在至少一个实施例中，使得“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定引用相同的实施例。此外，所描述的特征、结构或特征可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。

图1A-1B一起示出了近眼式显示器100的实施例；图1A是俯视图(在x-z平面中)，图1B是侧视图(在x-y平面中，如用户眼睛10所看到的)。显示器100包括目镜102，该目镜具有前表面101、后表面103和围绕目镜周边的边缘105。目镜102可以由对感兴趣的波长基本透明的任何种类的材料制成；例如，在一个实施例中，目镜102可以由诸如聚碳酸酯或光学级丙烯酸的塑料制成，但在其他实施例中，其可以由诸如玻璃的不同的材料制成。在所示实施例中，前表面101和后表面102是平面的，使目镜102基本上平坦，但在其他实施例中，前表面101和后表面103可以是弯曲的，导致目镜102也是弯曲的(参见例如图3)。