[發明專利]基于多光束衍射光柵的近眼顯示器

有效

• 申請號: 201680053946.1
• 申請日: 2016-01-16
• 公開（公告）號: CN108028917B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: D.A.法塔爾
• 申請（專利權）人: 鐳亞股份有限公司
• 主分類號: H04N13/344
• 分類號: H04N13/344;G02B6/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 于小寧

1.一種近眼顯示器，包括：

基于多光束衍射光柵的顯示器，配置為提供圖像的多個不同視圖；以及

光學系統，配置為將所述圖像的所述多個不同視圖中繼到所述近眼顯示器的輸出處的眼箱內的對應的多個不同位置，所述眼箱內的對應的多個不同位置被配置為將焦點深度提示提供給所述近眼顯示器的用戶，

其中所述光學系統包括自由形狀棱鏡、自由形狀補償透鏡和部分反射表面，所述部分反射表面被設置在所述自由形狀補償透鏡和所述自由形狀棱鏡之間，

其中所述基于多光束衍射光柵的顯示器包括：

板光導，配置為以非零傳播角度引導準直光束；以及

在板光導的表面處的多光束衍射光柵的陣列，所述陣列的多光束衍射光柵被配置為衍射地耦出引導的準直光束的部分作為多個耦出光束，所述耦出光束具有對應于所述圖像的所述多個不同視圖的觀看方向的不同主要角度方向，并且

其中所述多個不同視圖具有總角度范圍，并且所述光學系統具有輸入孔徑，所述總角度范圍被配置為對應于所述輸入孔徑的尺寸。

2.如權利要求1所述的近眼顯示器，其中所述圖像包括三維3D圖像，并且其中所述多個不同視圖的不同視圖表示所述3D圖像的不同透視圖。

3.如權利要求1所述的近眼顯示器，其中所述圖像的所述多個不同視圖包括至少四個不同視圖。

4.如權利要求1所述的近眼顯示器，其中所述光學系統包括簡單放大鏡，所述簡單放大鏡被配置為提供位于距眼箱的距離對應于用戶的眼睛的正常適應范圍的所述圖像的虛擬圖像。

5.如權利要求1所述的近眼顯示器，其中所述基于多光束衍射光柵的顯示器和所述光學系統兩者都位于用戶的視場FOV內，以實質上阻擋所述FOV的部分，所述近眼顯示器是被配置為用所阻擋的FOV部分內的圖像來取代物理環境的視圖的虛擬現實顯示器。

6.如權利要求1所述的近眼顯示器，其中所述基于多光束衍射光柵的顯示器位于用戶的視場FOV之外，所述光學系統位于所述FOV內，所述近眼顯示器是被配置為使用所述圖像來增強所述FOV內物理環境的視圖的增強現實顯示器。

7.如權利要求1所述的近眼顯示器，其中所述多光束衍射光柵是線性啁啾衍射光柵。

8.如權利要求1所述的近眼顯示器，其中所述基于多光束衍射光柵的顯示器進一步包括：

光源，配置為將所述準直光束提供給板光導；以及

鄰近所述板光導的表面的光閥陣列，所述光閥陣列被配置為選擇性地將所述耦出光束調制為與所述圖像的所述多個不同視圖的像素對應的多個像素。

9.如權利要求8所述的近眼顯示器，其中所述光源包括被配置為提供不同顏色的光的多個不同光源，所述不同光源被配置為提供與所述不同顏色的光中的每一個相對應的準直引導光束的不同的、顏色特定的、非零傳播角度。

10.一種包括一對如權利要求1所述的近眼顯示器的近眼雙目顯示器系統，其中所述對的第一近眼顯示器被配置為向第一眼箱提供第一圖像的第一多個不同視圖，所述對的第二近眼顯示器被配置為向第二眼箱提供第二圖像的第二多個不同視圖，所述第二眼箱從所述第一眼箱橫向偏移，所述第一圖像和所述第二圖像表示立體圖像對。