[发明专利]包括傅立叶全息图的头戴式设备

说明书

一种包括傅立叶全息图的头戴式设备。旨在由佩戴者佩戴的头戴式设备，其中所述头戴式设备被配置为用于由所述佩戴者显示和可视化虚拟图像，其中所述头戴式设备包括：‑至少一个光源，和‑至少一个傅立叶全息图，其中所述光源被配置为用于照亮所述傅立叶全息图，以便使得所述佩戴者可视化至少一个虚拟图像。

技术领域

本发明涉及用于增强现实的方法和系统领域。本发明更具体地涉及虚拟图像或全息图像的可视化。

背景技术

具有显示特征的头戴式设备在本领域中是已知的。这样的设备包括所谓的“智能眼镜”，其允许其佩戴者可视化图像或文本以用于增强现实。

为了改进佩戴者的视觉舒适度，期望提供其中图像和文本以特定适于佩戴者和/或佩戴设备的定制方式来显示的方法和系统。

对于屈光不正的佩戴者而言，视觉舒适度要求不仅对“自然视觉”(佩戴者周围环境的视觉)提供适当的校正，而且还对虚拟图像或全息图像的可视化提供适当校正。

WO 2015/032824和WO 2015/032828披露了包括用于显示计算机生成的全息图像的空间光调制器的头戴式设备。从例如WO 2016156614中，基于OLED或LCD显示器的解决方案也已知。然而，尽管这些解决方案确实对显示复杂和移动图像展现了兴趣，但它们通常需要电子驱动器和微型计算机，其证明是笨重、庞大且耗费能量的。屏幕本身和源也是如此。在眼镜的情况下，这些缺点具有完全关联性。

发明内容

由此，需要一种能够显示简单信息的紧凑型低成本且低能量的近眼式显示器。

本发明通过提供旨在由供佩戴者佩戴的头戴式设备来弥补以上提到的需要，

其中所述头戴式设备被配置为用于由所述佩戴者显示和可视化虚拟图像，

其中所述头戴式设备包括：

-至少一个光源，和

-至少一个傅立叶全息图，

其中光源被配置为用于照亮所述至少一个傅立叶全息图，以便使得佩戴者可视化至少一个虚拟图像。

因为虚拟图像是由傅立叶全息图生成的事实，虚拟图像有时可以被滥用地称为“全息图像”。优选地，图像是二维的，因为提供二维的虚拟图像的记录傅立叶变换更方便。

所述至少一个光源不必是相干光源。led或阳光允许使得傅立叶全息图可视化。然而，优选地，所述至少一个光源是相干光源。实际上，使用相干光源(例如绿光源)记录的傅立叶全息图可以用不同的相干光源(例如红光源)可视化，然而全息图的效率会降低：获得的虚拟图像不会那么明亮，并且与原始图像相比其会偏移。

因此，使用其光谱尽可能窄的光源、并且优选地是相干光源具有技术优势。

优选的相干光源包括激光器和二极管。这些源可以在所生成的虚拟图像中生成散斑。由此，例如，归功于过低随机电流调制(以及因此波长调制)或者通过漫射介质的随机运动(漫射器的缓慢移动；电驱动漫射液晶等)在激光中随机引入噪声而降低源的相干性可能是有趣的。还可以在靠近相干源的外腔中使用LED。

虽然傅立叶全息图在本领域中是众所周知的，但是基于用于头戴式设备(诸如近眼显示器或智能眼镜)的傅立叶全息图的解决方案直到后来才问世。

傅立叶全息图主要用于遥控器技术领域，诸如从计算机辅助设计到游戏、用于电视的全息视频、汽车等的应用。

例如由于使得能够在眼部佩戴物上实现这种小特征所需的高准确度，结合需要外部信号来选择性地显示感兴趣的信息条，所以傅立叶全息图对于头戴式设备的适用性是出乎意料的。

傅立叶全息图有利地提供了保密显示：对于在佩戴者前方的某人来说不可能看到显示的内容。