[发明专利]全息近眼显示

说明书

公开了针对显示设备的实施例，所述显示设备包括用于将光朝向图像产生面板引导的全息光学元件。一种示例显示设备包括：相位调制图像产生面板；以及全息光学元件，其被配置为接收准直光并且朝向所述相位调制图像产生面板输出会聚光，所述相位调制图像产生面板被配置为使用所述会聚光的至少一部分以利用准直光或发散光产生图像。

背景技术

近眼显示设备可以被实现为允许用户作为沉浸式体验查看全息生成图像的头戴式显示系统。由近眼显示设备显示/投影的图像可以以各种方式来产生。例如，近眼现实显示设备可以利用被定位在用户的视场内的显示面板，而其他可以利用波导将系统中的其他地方产生的影像递送到用户的眼部。

发明内容

公开了涉及全息近眼显示系统的示例。一个示例提供一种显示设备，其包括：相位调制图像产生面板；以及全息光学元件，其被配置为接收准直光并且朝向所述相位调制图像产生面板输出会聚光，所述相位调制图像产生面板被配置为使用所述会聚光的至少一部分以利用准直光或发散光产生图像。

提供本发明内容从而以简化的形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容不旨在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制要求保护的主题的范围。另外，要求保护的主题不限于解决在本公开内容的任何部分中提到的任何或所有缺点的实现方式。

附图说明

图1示出了示例近眼显示设备。

图2示出了针对近眼显示设备的示例光学系统。

图3示出了被布置为多个平铺全息图的相位调制图像产生面板的示意性描绘。

图4A和图4B图示了基于凝视方向来修改平铺全息图的分辨率。

图5示出了针对近眼显示设备的另一示例光学系统。

图6示出了图示产生图像的示例方法的流程图。

图7示出了示例计算系统的框图。

具体实施方式

针对诸如头戴式显示(HMD)设备的近眼显示系统的光学系统可能遭受各种缺点。例如，利用常规光学器件的HMD可以提供其中影像可视的宽视场和大眼睛盒，而且可能是庞大和沉重的。利用波导光学器件来将由被位于用户的视场之外的面板产生的图像递送到用户的眼部的HMD可以允许对相对薄的透镜的使用，但是可能具有用于虚拟图像显示的小视场，并且也可能是沉重的。此外，因为光在波导中反弹多次，所以波导必须具有高制造保真度。其中投影光的方向能够被机械地控制以产生扫描的图像的扫描镜或扫描光纤设备可能是轻量级且紧凑的，但是这种设备的眼睛盒和视场均可能小于波导或常规光学系统的眼睛盒和视场。

因此，本文中公开了可以以宽视场和宽有效眼睛盒显示虚拟影像的紧凑尺寸的示例近眼显示器。简单来说，近眼显示设备可以利用从光源接收准直光并朝向相位调制图像产生面板(例如相位调制LCOS(硅上液晶)面板)输出会聚光的全息光学元件。相位调制图像产生面板可以被控制以形成全息图，全息图利用准直光或发散(例如，弱发散)光产生图像以显示给用户。在一些示例中，为了减少数据处理负载，图像产生面板可以被有效地划分成多个全息图(“平铺全息图”)，其中的每个将来自全息光学元件的会聚光进行准直并贡献于图像的创建。通过使光返回到平行光线，图像产生面板能够补偿全息光学元件的透镜效应。对入射在LCOS上的会聚光的使用允许减小针对LCOS的全息图的分辨率，因为比在利用平行光来照明全息图的情况下花费更少的分辨率来将光朝向眼部弯曲。在一些示例中，滤色器可以被放置在全息图像素的顶部上以实现非顺序颜色操作。