[發明專利]微球體隔開的波導顯示器

有效

• 申請號: 201680006386.4
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN107209319B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: M·尼克霍
• 申請（專利權）人: 微軟技術許可有限責任公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00;G02B27/00;G02B27/01
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 蔡悅;胡利鳴

本技術提供了一種包括光學波導的波導顯示器，該光學波導包括多個分開的平行光學基板。基板(502、504、506)通過被配置成在其中懸浮有多個硬質微球體(532、534)的粘合劑來被接合。粘合劑可以是被設計成將微球體懸浮在其中的壓敏粘合劑。微球體可具有在幾微米到100微米的數量級的直徑。波導可由第一和第二光學基板構成，并且壓敏粘合劑包括嵌入的微球體，這些嵌入的微球體將基板接合并將基板彼此間隔開。附加的基板可被提供。本技術還提供了一種制造波導的方法。

背景

波導顯示器支持增強現實(AR)和虛擬現實(VR)體驗。波導顯示器可包括投影光引擎，該投影光引擎可在波導顯示器中提供計算機生成的圖像(CGI)或其他信息。在AR體驗中，波導顯示器可包括光學透視透鏡以允許將CGI疊放在用戶的現實世界視圖上。

波導顯示器可被包括在頭戴式顯示器(HMD)或平視顯示器(HUD)中。波導顯示器可通過頭戴式顯示器(HMD)的支承結構來放置。HMD可以在頭盔、遮陽板、眼鏡和護目鏡中包括波導顯示器或者包括由一條或多條帶附連的波導顯示器。HMD可被至少用于航空、工程、科學、醫療、計算機游戲、視頻、體育、訓練、仿真和其他應用。HUD可被至少用于軍用和商用航空、汽車、軍事、陸運和海運、計算機游戲以及其他應用。

概述

本技術提供了一種可被用于波導顯示器和其他應用的波導。波導包括多個分開的平行光學基板。基板通過被配置成在其中懸浮有多個硬質微球體的粘合劑來被接合，這些硬質微球體確保了各個基板之間精確的機械間隔。在一個實施例中，粘合劑是被設計成將微球體懸浮在其中的壓敏粘合劑。微球體可具有在幾微米到幾百微米的數量級的直徑。波導可由第一和第二光學基板構成，并且壓敏粘合劑包括嵌入的微球體，這些嵌入的微球體將基板接合并將基板彼此間隔開。壓敏粘合劑將第一基板粘合到第二基板，并且嵌入的微球體確保了基板之間的精確間隔。附加的基板可被提供。本技術還提供了一種制造波導的方法。

提供本概述是為了以簡化的形式介紹將在以下書面描述中作進一步描述的概念的精選。本概述并不旨在標識所要求保護主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護主題的范圍。

附圖簡述

圖1是描繪近眼顯示器(NED)設備系統的一實施例的各示例組件的框圖。

圖2A是NED設備的控制電路系統實施例中的示例硬件組件的框圖。

圖2B是與具有外部出射光瞳的投影光引擎耦合的近眼顯示器實施例的俯視圖。

圖3是與本技術的波導結合使用的緊湊型投影光引擎的框圖。

圖4是根據本技術構造的波導的經放大的截面圖。

書面描述

本技術提供了一種諸如包括多個分開的平行光學基板的波導之類的光學結構的新的構造。基板通過被配置成在其中懸浮有多個硬質微球體的粘合劑來被接合，這些硬質微球體確保了各個基板之間精確的機械間隔。在一個實施例中，粘合劑是被設計成將微球體懸浮在其中的壓敏粘合劑。微球體可具有在幾微米到100微米的數量級的直徑。波導可由第一和第二光學基板構成，并且壓敏粘合劑包括嵌入的微球體，這些嵌入的微球體將基板接合并將基板彼此間隔開。壓敏粘合劑將第一基板粘合到第二基板，并且嵌入的微球體確保了基板之間的精確間隔。附加的基板可被提供。本技術還提供了一種制造波導的方法。

波導顯示器可具有勝過典型的投影顯示器的優點，因為內部機構擴大了出射光瞳以使得相對較大的出射光瞳能夠從小入射光瞳中被生成。形成入射光瞳的光由準直來自諸如硅上液晶(LCoS)顯示器等微顯示器的光的投影光引擎生成。內部機構復制入射光瞳，交疊這些經復制的入射光瞳，以使得顯示器光具有可接受的亮度均勻性。例如，投影光引擎的出射光瞳可具有4mm出射光瞳，但波導顯示器可在眼睛平面處具有200mm的出射光瞳(或投射出射光瞳)。內部機構可包括兩個輸入衍射光柵，這兩個輸入衍射光柵可以在一個方向上擴大出射光瞳并接著在正交方向上擴大該出射光瞳。