[发明专利]基于倾斜阵列的显示器

权利要求书

1.一种头戴式显示系统，其被配置为将光投影到用户的眼睛，以在所述用户的视场中显示增强现实图像内容，所述头戴式显示系统包括：

框架，其被配置为被支撑在所述用户的头部上；

至少一个光源，其被配置为输出光；

空间光调制器阵列，其被设置为接收来自所述至少一个光源的光；

被设置在所述框架上的目镜，所述目镜被配置为将来自所述空间光调制器阵列的光定向到所述用户的所述眼睛中，以向所述用户的所述视场显示增强现实图像内容，所述目镜的至少一部分是透明的并且在所述用户佩戴所述头戴式显示系统时被设置在所述用户的所述眼睛的前方的位置处，其中，所述透明的部分将来自所述用户的前方的物理环境的一部分的光透射到所述用户的所述眼睛，以提供所述用户的前方的所述物理环境的所述部分的视图，所述目镜包括：

(a)至少一个波导；

(b)至少一个入耦合光学元件，其被配置为将来自所述空间光调制器阵列的光入耦合到所述至少一个波导中；以及

(c)至少一个出耦合光学元件，其被配置为将在所述波导内被引导的光从所述波导中耦合出并将所述光定向到所述用户的所述眼睛；以及

具有光焦度的光学器件，所述光学器件被设置为接收从所述光源输出的光，所述光学器件相对于所述空间光调制器阵列被布置，以使得从所述光源接收的所述光穿过所述光学器件并照射所述空间光调制器阵列，

其中，所述头戴式显示系统被配置为使得照射所述空间光调制器阵列的光通过所述光学器件被重定向回，并通过所述至少一个入耦合光学元件被耦合到所述至少一个波导中，并且所耦合的光的至少一部分通过所述至少一个出耦合光学元件从所述至少一个波导中射出，并被定向到所述用户的所述眼睛；以及

其中，所述空间光调制器阵列被配置为倾斜以将来自所述至少一个光源的更多光在不同的时间定向到所述至少一个入耦合光学元件中的不同入耦合光学元件。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中，所述至少一个波导包括第一波导和第二波导，所述第一波导和所述第二波导具有与之相关联的相应的第一入耦合光学元件和第二入耦合光学元件。

3.根据权利要求2所述的头戴式显示系统，其中，所述空间光调制器阵列被配置为倾斜以在所述空间光调制器阵列以第一角度倾斜时，将来自所述至少一个光源的更多光定向到所述第一入耦合光学元件，以使得通过所述第一入耦合光学元件被耦合到所述第一波导中的光比通过所述第二入耦合光学元件被耦合到所述第二波导中的光更多。

4.根据权利要求3所述的头戴式显示系统，其中，所述空间光调制器阵列被配置为倾斜以在所述空间光调制器阵列以第二角度倾斜时，将来自所述至少一个光源的更多光定向到所述第二入耦合光学元件，以使得通过所述第二入耦合光学元件被耦合到所述第二波导中的光比通过所述第一入耦合光学元件被耦合到所述第一波导中的光更多。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述第一波导和所述第二波导被配置为输出具有波前的光，所述波前具有以下至少一个的不同量：发散，会聚，或准直，就像从距所述用户的眼睛的不同距离投影的。

6.根据权利要求5所述的头戴式显示系统，其中，所述第一波导和所述第二波导被配置为使得从所述第一波导出耦合的光被准直，并且从所述第二波导输出的光发散。

7.根据权利要求5所述的头戴式显示系统，其中，所述第一波导和所述第二波导被配置为使得从所述第一波导出耦合的光发散第一量，以及从所述第二波导出耦合的光发散第二量，其中，所述第二量不同于所述第一量。

8.根据权利要求2至4中的任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述第一波导和所述第二波导被配置为将光输出到不同的角场中，以对被呈现给所述用户的图像内容提供整体上更大的视野。

9.根据权利要求2至4中任一项所述的头戴式显示系统，其中，所述第一波导和所述第二波导具有相对于彼此横向偏移的对应的第一出耦合光学元件和第二出耦合光学元件，以便提供增大的眼箱供所述用户观看图像。