[发明专利]用于照射空间光调制器的方法、设备和系统有效

专利信息
申请号: 201880033182.9 申请日: 2018-03-21
公开(公告)号: CN110678800B 公开(公告)日: 2023-08-25
发明(设计)人: 郑惠全;W·C·林;H·钟;J·I·特里斯纳迪;C·卡尔里斯勒;K·R·柯蒂斯;吴哲宇 申请(专利权)人: 奇跃公司
主分类号: G02B27/01 分类号: G02B27/01;G02B30/26;G06T19/00
代理公司: 北京市中咨律师事务所 11247 代理人: 王英杰;杨晓光
地址: 美国佛*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 照射 空间 调制器 方法 设备 系统
【权利要求书】:

1.一种被配置为将光投射到用户的眼睛以将增强现实图像内容显示在所述用户的视场中的头戴式显示系统,所述头戴式显示系统包括:

框架,其被配置为支撑在所述用户的头部上;

目镜,其被设置在所述框架上,所述目镜的至少一部分是透明的并且当所述用户穿戴所述头戴式显示系统时被设置在所述用户的眼睛前面的位置处,使得所述透明部分将光从所述用户前面的环境透射到所述用户的眼睛以提供所述用户前面的所述环境的视图,所述目镜包括被设置为将光引导到所述用户的眼睛中的一个或多个波导,

光源,其被配置为发射光;

楔形光转向元件,包括:

第一表面;

第二表面,其与所述第一表面相对并且相对于所述第一表面倾斜楔角α;

在所述第一表面与所述第二表面之间的光输入表面,其被配置为接收从所述光源发射的光;以及

端反射器,其被设置在与所述光输入表面相对的一侧,并且所述端反射器包括弯曲反射器;

其中,所述楔形光转向元件的第二表面是倾斜的,使得所述光输入表面的高度小于与所述光输入表面相对的端反射器的高度,并且使得耦合到所述楔形光转向元件中的光由所述端反射器反射并且通过所述第二表面被朝向所述第一表面重引导,

空间光调制器,其相对于所述楔形光转向元件而设置,以接收通过所述第一表面从所述楔形光转向元件射出的所述光并且以调制所述光,其中,所述楔形光转向元件和所述空间光调制器相对于所述目镜而设置,以将调制光引导到所述目镜的所述一个或多个波导中,使得所述调制光被引导到所述用户的眼睛中以在其中形成图像;并且

所述空间光调制器为反射空间光调制器,并且所述楔形光转向元件被配置为通过所述第一表面和所述第二表面传输从所述空间光调制器发射的光;以及

设置在所述光转向元件上的折射光学元件,其被配置为补偿另外由所述楔形光转向元件引起的折射,所述折射光学元件具有补充所述楔形光转向元件以便减少来自所述楔形光转向元件的所述第二表面的光的弯曲的楔形形状,

其中,所述目镜中的所述一个或多个波导包括一个或多个耦入光学元件,并且所述楔形光转向元件和空间光调制器相对于所述一个或多个耦入光学元件而设置,以在其中引导来自所述空间光调制器的光,

其中,所述一个或多个波导是平面的;并且

其中,所述一个或多个耦入光学元件包括至少一个耦入光学光栅(ICG)。

2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述楔形光转向元件包括在所述第二表面上的偏振选择性元件,所述偏振选择性元件被配置为朝向所述第一表面重引导由所述端反射器反射的光。

3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述楔形光转向元件包括被设置在所述第二表面上的多个转向特征,所述多个转向特征被配置为朝向所述第一表面重引导由所述端反射器反射的光。

4.根据权利要求3所述的系统,其中,所述多个转向特征包括偏振选择性元件。

5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述偏振选择性元件包括薄膜、介电涂层或线栅。

6.根据权利要求3所述的系统,其中,所述多个转向特征被配置为朝向所述空间光调制器重引导具有第一偏振状态的通过所述光输入表面接收到的光的一部分。

7.根据权利要求6所述的系统,其中,所述楔形光转向元件被配置为透射具有第二偏振状态的从所述空间光调制器反射的光的一部分。

8.根据权利要求3所述的系统,其中,所述多个转向特征包括棱镜转向特征。

9.根据权利要求3所述的系统,其中,转向特征包括第一和第二部分,所述第一部分在其上具有反射涂层并且所述第二部分不具有所述反射涂层。

10.根据权利要求9所述的系统,其中,所述第一和第二部分包括第一和第二面。

11.根据权利要求9所述的系统,其中,所述反射涂层包括介电反射涂层。

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