[發明專利]用于近眼顯示器的圖像引導光學器件

有效

• 申請號: 201611113415.5
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN108152955B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 沙龍·薩德
• 申請（專利權）人: 艾菲瑞斯特有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 齊曉靜

1.一種圖像處理引導件，其包括：

由單片材料片構建成的實心主體，所述單片材料片的不同部分由具有不同折射率的不同類型的材料制成，不同類型的材料之間具有平面和/或彎曲的邊界表面或具有漸變折射率，所述實心主體包括：

多個表面，所述多個表面限定從輸入表面到輸出表面的光路，其中所述光路相繼連接所述多個表面；

其中所述多個表面包括至少一個彎曲鏡面反射表面，所述反射表面被配置用于接收來自所述光路的光和將光返回到所述光路；

其中沿著所述光路的光信號沒有聚焦到所述實心主體內的圖像平面；以及

其中沿著所述實心主體的最大廣度的至少90％，所述實心主體的厚度與平均厚度偏差至多10％。

2.根據權利要求1所述的圖像處理引導件，

其中從限定所述光路的所有反射彎曲表面的焦距中選擇的最短正焦距大于所述光路中從具有所述最短正焦距的所述彎曲表面到相繼表面的距離。

3.根據權利要求1所述的圖像處理引導件，其中從各個所述反射表面反射的邊緣射線與主射線的角介于-60°與60°之間。

4.根據權利要求1所述的圖像處理引導件，其中所述圖像處理引導件的匯聚或發散長度大于在所述圖像處理引導件的兩個最長側之間測量到的所述平均厚度乘以被配置成接收來自所述光路的光的彎曲鏡面反射表面的數量。

5.根據權利要求1所述的圖像處理引導件，其中所述實心主體包括第一側，所述第一側具有一個幾何狀的形狀和在所述形狀中形成的凹面，其中所述凹面形成所述表面中的一個表面。

6.根據權利要求5所述的圖像處理引導件，其中所述凹面是所述彎曲鏡面反射表面。

7.根據權利要求1到6中任一項所述的圖像處理引導件，其包括被配置用于接收來自所述光路的光和將光返回到所述光路的多于一個鏡面反射表面。

8.根據權利要求1到6中任一項所述的圖像處理引導件，其包括被配置用于接收來自所述光路的光和將光返回到所述光路的多于一個彎曲鏡面反射表面。

9.根據權利要求8所述的圖像處理引導件，其中所述輸入表面和所述輸出表面的取向在至少一個方向上偏離至多30°。

10.根據權利要求8所述的圖像處理引導件，其中所述輸入表面和所述輸出表面位于所述實心主體的第一側上。

11.根據權利要求1所述的圖像處理引導件，其中所述輸入表面是折射表面，并且所述光信號通過折射輸出表面離開所述引導件，以及其中，當所述光信號穿過第一部分的材料時將色像差引入到所述光信號中，并且由所述第一部分的材料引入的所述色像差被所述光信號隨后穿過的第二部分的材料抵消。

12.根據權利要求1所述的圖像處理引導件，其中所述引導件是細長元件；

其中所述最大廣度是所述實心主體的所述厚度的至少5倍；

其中所述最大廣度是所述實心主體的高度的至少3倍；

其中所述光路的總體方向沿著所述最大廣度的中心軸；以及

其中，所述具有不同折射率的不同類型的材料沿著所述實心主體的厚度布置。

13.根據權利要求1所述的圖像處理引導件，其包括至少一個外部光學元件，其中各個所述外部光學元件包括限定所述光路的多個表面。

14.一種頭戴式近眼顯示器，其包括：

產生光信號的圖像源；以及

光耦合到所述圖像源的根據權利要求1所述的圖像處理引導件；

其中所述圖像處理引導件將所述光信號傳遞到目標。

15.根據權利要求14所述的頭戴式近眼顯示器，其中改變所述光信號的路徑的最終彎曲表面是將環境光傳遞到所述目標的半反射表面。

16.根據權利要求14所述的頭戴式近眼顯示器，其包括位于用戶眼睛前面的一個或多個場景校正折射元件；

其中所述一個或多個校正折射元件抵消來自所述引導件的場景光中的像差。