[发明专利]具有头部跟踪的基于多束衍射光栅的显示器

权利要求书

1.一种头部跟踪多视图显示器，其包括：

基于多束衍射光栅的背光源，其配置成提供具有与一个多视图图像的不同视图方向对应的不同主角方向的多个光束；以及

光阀阵列，其配置成调制所述多个光束以提供场景的多个视图作为所述多视图图像，所述多个视图包括一级视图集合和二级视图，所述二级视图表示角度上邻近所述一级视图集合的场景的透视图，

其中所述头部跟踪多视图显示器配置成根据用户的跟踪位置选择性地提供所述一级视图集合或扩增视图集合，所述扩增视图集合包括所述二级视图和所述一级视图集合的视图的子集。

2.根据权利要求1所述的头部跟踪多视图显示器，其中所述基于多束衍射光栅的背光源包括：

配置成引导光的光导；以及

在所述光导的表面处彼此间隔开的多个多束衍射光栅，所述多个光栅的多束衍射光栅配置成从所述光导衍射地耦合输出被引导光的一部分作为所述具有不同主角方向的多个光束。

3.根据权利要求2所述的头部跟踪多视图显示器，其中所述多束衍射光栅包括啁啾衍射光栅。

4.根据权利要求3所述的头部跟踪多视图显示器，其中所述啁啾衍射光栅具有线性啁啾。

5.根据权利要求2所述的头部跟踪多视图显示器，其中所述多束衍射光栅包括邻近所述光导的表面的弯曲衍射特征，所述弯曲衍射特征包括在所述光导表面处彼此间隔开的凹槽和脊中的一种。

6.根据权利要求1所述的头部跟踪多视图显示器，其还包括光源，所述光源光耦合到所述基于多束衍射光栅的背光源的输入，所述光源配置成提供将在所述基于多束衍射光栅的背光源中引导的光作为具有非零传播角的准直光。

7.根据权利要求6所述的头部跟踪多视图显示器，其中所述非零传播角配置成以朝着所述用户倾斜所述多个光束的发射图案。

8.一种头部跟踪多视图显示系统，其包括根据权利要求1所述的头部跟踪多视图显示器，所述头部跟踪多视图显示系统还包括头部跟踪器，所述头部跟踪器配置成确定用户的头部相对于所述多视图显示器的位置，在确定的第一位置处，所述头部跟踪多视图显示器配置成选择性地提供所述一级视图集合，并且在确定的第二位置处，所述头部跟踪多视图显示器配置成提供所述扩增视图集合。

9.根据权利要求8所述的头部跟踪多视图显示系统，其中所述头部跟踪器包括：

配置成捕捉用户的图像的相机；以及

配置成确定被捕捉图像内的用户的位置的图像处理器。

10.一种头部跟踪多视图显示系统，其包括：

基于多束衍射光栅的多视图显示器，其配置成提供场景的多个视图作为一个多视图图像，所述多个视图包括场景的一级视图集合和二级视图，所述二级视图表示角度上邻近所述一级视图集合的场景透视；以及

头部跟踪器，其配置成确定用户的头部相对于所述基于多束衍射光栅的多视图显示器的位置，在确定的第一位置处，所述多视图显示器配置成提供所述一级视图集合，并且在确定的第二位置处，所述多视图显示器配置成提供扩增视图集合，所述扩增视图集合包括所述二级视图和所述一级视图集合的视图的子集。

11.根据权利要求10所述的头部跟踪多视图显示系统，其中所述基于多束衍射光栅的多视图显示器包括：

光导，其配置成沿着所述光导的长度在传播方向上引导光；

沿着所述光导长度彼此间隔开的多束衍射光栅的阵列，所述阵列的多束衍射光栅配置成从所述光导衍射地耦合输出被引导光的一部分作为具有彼此不同主角方向的多个耦合输出光束；以及

光阀阵列，其配置成调制所述多个耦合输出光束以提供所述多个视图。

12.根据权利要求11所述的头部跟踪多视图显示系统，其中所述多束衍射光栅的阵列的多束衍射光栅包括具有弯曲衍射特征的啁啾衍射光栅。