[发明专利]用于头戴式显示系统的基于波导的照明

权利要求书

1.一种头戴式显示系统，其被配置为将光投射到佩戴所述头戴式显示系统的用户的眼睛，以在所述用户的视场中显示内容，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；

图像投影仪，其被配置为投影图像；

至少一个照明源；

导光部件，所述导光部件被配置为当所述框架被所述用户佩戴时被定位在所述用户的一只眼睛前方；

至少一个照明入耦合光学元件，其被配置为将来自所述至少一个照明源的光入耦合到所述导光部件中以便在其中引导来自所述至少一个照明源的光；以及

至少一个漫射光学元件，其被设置在所述导光部件上，以便当所述框架被所述用户佩戴时被定位在所述用户的一只眼睛前方，其中，所述至少一个漫射光学元件被配置为将来自所述至少一个照明源的光漫射地耦合出所述导光部件。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像投影仪包括可见光源和调制器。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，光调制器包括空间光调制器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个照明源包括被配置为发射红外IR光的IR光源。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述导光部件包括对可见光透明的材料，所述材料的折射率足以通过全内反射在所述导光部件中引导来自所述至少一个照明源的光。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述导光部件的至少一部分是透明的，并且当所述用户佩戴所述框架时被设置在所述用户的眼睛前方的位置处，以使得所述透明部分将来自所述用户前方的环境的光透射到所述用户的眼睛以提供所述用户前方的所述环境的视图。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个漫射光学元件被配置为将来自所述至少一个照明源的光朝向所述用户的眼睛耦合出所述导光部件。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个漫射光学元件被配置为将来自所述至少一个照明源的光朝向所述用户前方的环境耦合出所述导光部件到所述用户的眼睛。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个漫射光学元件在小于所述至少一个导光部件的面积的5％的区域上延伸。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个导光部件包括被设置在漫射膜的相对侧的第一导光部件和第二导光部件。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个漫射光学元件包括被设置在所述导光部件的相对侧的一对漫射光学元件。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个漫射光学元件包括被设置在所述导光部件的相对侧的第一漫射膜和第二漫射膜。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个漫射光学元件包括被配置为将光引导到沿不同的第一方向和第二方向取向的分布中的第一漫射光学元件和第二漫射光学元件。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个漫射光学元件包括第一漫射光学元件和第二漫射光学元件，所述第一漫射光学元件和所述第二漫射光学元件被配置为分别将具有第一波长和第二波长的光选择性地引导到沿不同的第一方向和第二方向取向的分布中，并且所述至少一个照明源包括分别选择性地发射所述第一波长和所述第二波长的第一光源和第二光源。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个照明源包括多个照明源，并且所述至少一个漫射光学元件将来自不同照明源的光引导到沿不同方向取向的相应的分布中。