[发明专利]用于与光学波导一起使用的显示引擎

说明书

一种显示引擎包括发光元件、用以从由发光元件发射的光产生单个准直光束的光学子系统、一个或多个图像产生MEMS反射镜、一个或多个图像重投射MEMS反射镜以及控制器。(多个)图像产生MEMS反射镜中的一个被定位成反射由光学子系统产生的单个光束。控制器控制(多个)图像产生MEMS反射镜和(多个)图像重投射MEMS反射镜。(多个)图像重投射MEMS反射镜被控制并且相对于(多个)图像产生MEMS反射镜并且相对于(多个)光学波导的(多个)输入耦合器而被定位，使得与(多个)图像产生MEMS反射镜投射到(多个)图像重投射MEMS反射镜之一上的扫描图像相对应的光瞳由(多个)图像重投射MEMS反射镜重投射到(多个)光学波导的(多个)输入耦合器上并且从而被耦合到(多个)光学波导中。

背景技术

可以利用透明或半透明显示器来实现各种类型的计算、娱乐和/或移动设备，设备的用户可以通过该显示器查看周围环境。可以被称为透视、混合现实显示设备系统或增强现实(AR)系统的这种设备使得用户能够透过设备的透明或半透明显示器来查看周围环境，并且还看到被生成用于显示以呈现为周围环境的一部分和/或覆盖在周围环境上的虚拟对象(例如，文本、图形、视频等)的图像。

可以被实现为头戴式显示器(HMD)眼镜或其他可佩戴的近眼显示设备或平视显示器(HUD)(但不限于此)的这些设备通常利用光学波导来将例如由显示引擎产生的图像复制到设备的用户可以在增强现实环境中将图像视为虚拟图像的位置。由于这仍然是一种新兴的技术，因此存在与利用显示引擎和波导和/或其他光学结构向用户显示虚拟对象的图像相关联的某些挑战。

发明内容

本文中描述的某些实施例涉及用于与一个或多个光学波导一起使用的显示引擎，每个光学波导包括输入耦合器和输出耦合器。(多个)光学波导中的每个光学波导被配置为引起通过其输入耦合器而被耦合到光学波导中的光通过全内反射(TIR)行进到其输出耦合器，在输出耦合器处，光被耦合出波导。这种显示引擎和(多个)光学波导可以是头戴式显示器(HMD)系统、平视显示器(HUD)系统或某种其他类型的显示系统的组件。

根据本技术的实施例，显示引擎包括一个或多个发光元件，每个发光元件被配置为响应于被驱动而发射光。显示引擎还包括被配置为从由一个或多个发光元件发射的光产生单个准直光束的光学子系统。附加地，显示引擎包括一个或多个图像产生MEMS反射镜和一个或多个图像重投射MEMS反射镜，其中一个或多个图像产生MEMS反射镜中的一个被定位成反射由光学子系统产生的单个光束。显示引擎还包括被配置为控制一个或多个图像产生MEMS反射镜和一个或多个图像重投射MEMS反射镜的控制器。根据特定实施例，一个或多个图像重投射MEMS反射镜被控制和/或相对于一个或多个图像产生MEMS反射镜并且相对于(多个)光学波导的(多个)输入耦合器而被定位，使得与一个或多个图像产生MEMS反射镜投射到一个或多个图像重投射MEMS反射镜中的一个上的扫描图像相对应的光瞳由一个或多个图像重投射MEMS反射镜重投射到(多个)光学波导的(多个)输入耦合器上，并且从而由(多个)输入耦合器耦合到(多个)光学波导中。

根据某些实施例，(多个)输入耦合器处的重投射的光瞳的尺寸小于由一个或多个图像产生MEMS反射镜投射到一个或多个图像重投射MEMS反射镜中的一个上的光瞳的尺寸。有利地，因为(多个)输入耦合器处的重投射的光瞳的尺寸小于被投射到一个或多个图像重投射MEMS反射镜中的一个上的光瞳的尺寸，所以与在与由一个或多个图像产生MEMS反射镜投射的扫描图像相对应的光瞳被直接投射到(多个)输入耦合器上的情况下的可能尺寸相比，可以使(多个)输入耦合器更小。这有利地减轻了在由(多个)输入耦合器耦合到(多个)波导中之后可能在反射离开(多个)波导100的表面之后由(多个)输入耦合器无意地耦合出(多个)波导100的光量。