[发明专利]衍射背光显示和系统

说明书

一种衍射背光系统，其包括光源和导光板。导光板的表面配置有衍射光栅，其将光耦合出导光板并将光聚集进局部空间区域中。衍射背光系统可以使用至少一个光阀阵列以形成显示器，所述显示器生成用于在局部空间区域内观看的图像。显示器可以包含于头戴式显示器中，以使得为佩戴者生成聚焦的增强或虚拟现实图像。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年9月5日提交的美国临时专利申请第62/214,976号、于2016年7月2日提交的国际(PCT)申请第PCT/US2016/40904号以及于2016年6月30日提交的国际(PCT)申请第PCT/US2016/40582号的优先权，上述申请的全部内容通过引用包含于此。

背景技术

近些年来，头戴式显示器(head-mounted display，HMD)技术在虚拟和增强现实的应用中已经变得越来越流行。HMD是通常是以眼睛、护目镜(goggle)、头盔或面罩(visor)的形式戴在用户头上的显示设备。显示设备可以是当用户戴着HMD时位于用户的一只眼睛的视场内的单个小型电子显示单元，或者显示设备可以实现为当用户戴着HMD时位于用户的双眼的视场内的两个分别的小型电子显示单元。例如，小型电子显示单元可以使用小型等离子体显示面板或液晶显示器实现。HMD中使用的小型显示单元也可以使用一个或多个透镜、准直反射器以及半透镜实现，并使用显示面板聚焦创建的图像。HMD可以使用一个显示单元以创建增强现实观看体验，或HMD可以使用两个显示单元实现以创建虚拟现实观看体验。

附图说明

根据在此描述的原理的示例和实施例的各种特征可以参考以下的详细描述并结合附图而更容易地理解，其中相同的附图标记表示相同的结构元件，并且其中：

图1A示出了配置有衍射光栅的导光板(plate light guide)的平面图。

图1B示出了衍射光栅的放大的横截面图。

图1C示出了作为距离的函数的衍射光栅的衍射特征间隔的曲线图。

图2A-2C示出了不同的衍射光栅结构的横截面图。

图3A示出了衍射背光系统的平面图。

图3B示出了光入口边缘附近的导光板的横截面图。

图4示出了衍射背光系统的等距视图。

图5示出了将光聚集到局部空间区域的导光板的侧视图。

图6示出了显示器的等距视图。

图7示出了显示器的侧视图。

图8-9示出了两个不同显示器的侧视图。

图10A-10C示出了不同的导光板结构的平面图。

图11示出了衍射背光系统的侧视图。

图12示出了局部空间区域中的显示图像的方法的流程图。

图13示出了用以显示增强现实图像的头戴式显示器。

图14示出了用以显示虚拟现实图像的头戴式显示器。

某些示例和实施例可以具有额外或代替以上参考的附图中图示的特征的其他特征。下面参考以上参考的的附图描述这些和其他特征。

具体实施方式