[发明专利]具有屈光力的衍射光学元件

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，其被配置为支撑在所述用户的头部上；

图像投影仪，其被配置为将图像投射到所述用户的眼睛中以在所述用户的所述视场中显示图像内容；

至少一个相机；

至少一个波导；

至少一个耦合光学元件，其被配置为使得光被耦合到所述波导中并在其中被引导，所述至少一个耦合光学元件包括具有屈光力的衍射光学元件；以及

至少一个耦出元件，其被配置为将在所述波导中被引导的光从所述波导耦出并将所述光引导到所述相机，

其中，所述相机被设置在相对于所述至少一个耦出光学元件的光路中以接收所述光的至少一部分，所述光的所述至少一部分经由所述耦合光学元件被耦合到所述波导中并在其中被引导，并且通过所述耦出耦合元件从所述波导耦出，以使得图像能够被所述相机捕获。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个耦合光学元件被配置为使得从佩戴所述头戴式显示系统的所述用户的眼睛反射的光被耦合到所述至少一个波导中并在其中被引导，以使得所述眼睛的图像能够被所述至少一个相机捕获。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个耦合光学元件被配置为使得从佩戴所述头戴式显示系统的所述用户的眼睛的前部反射的光被耦合到所述波导中并在其中被引导，以使得所述眼睛的图像能够被所述相机捕获，以使得所述至少一个相机能够捕获所述眼睛的所述前部的图像。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个耦合光学元件被配置为使得从佩戴所述头戴式显示系统的所述用户的眼睛的角膜表面反射的光被耦合到所述波导中并在其中被引导，以使得所述眼睛的图像能够被所述相机捕获，以使得所述至少一个相机能够捕获所述眼睛的所述角膜表面的图像。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耦合光学元件的屈光力被配置为增加从所述眼睛反射的光的准直，从所述眼睛反射的光被耦合到所述波导中以被引导到所述相机。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耦合光学元件的屈光力被配置为增加从所述眼睛的前部反射的光的准直，从所述眼睛的前部反射的光被耦合到所述波导中以被引导到所述相机。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耦合光学元件的屈光力被配置为增加从所述眼睛的所述角膜反射的光的准直，从所述眼睛的所述角膜反射的光被耦合到所述波导中以被引导到所述相机。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述屈光力包括正屈光力。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括被设置在所述框架上的目镜，所述目镜被配置为将光引导到所述用户的眼睛中以向所述用户的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器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。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述目镜被配置为接收来自所述图像投影仪的光，并将所述光引导到所述用户的眼睛中以向所述用户的视场显示增强现实图像内容。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述目镜包括所述至少一个波导。

12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述图像投影仪被配置为将光引导到所述目镜的边缘中。

13.根据权利要求1所述的系统，还包括至少一个耦入光学元件，其被配置为将来自所述图像投影仪的光耦合到所述至少一个波导中，以便引导来自所述图像投影仪的光以用于将所述图像内容提供给所述用户的眼睛。