[發(fā)明專利]雙模式增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)（AR/VR）近眼可佩戴顯示器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680073919.0
• 申請(qǐng)日: 2016-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108369339B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H.S.埃爾-戈勞里;莊奇理;B.阿戈斯蒂內(nèi)利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧斯坦多科技公司
• 主分類號(hào): G02B27/00
• 分類號(hào): G02B27/00;G02B27/02;G02B13/08;G06T19/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周學(xué)斌;鄭冀之

一種用于與彎曲透鏡元件一起使用的雙模式增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)近眼可佩戴顯示器。該透鏡被提供有設(shè)置在透鏡厚度內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)透明波導(dǎo)元件。該波導(dǎo)元件被配置成將顯示圖像從圖像源（諸如發(fā)射顯示成像器）直接耦合至觀看者的視場(chǎng)內(nèi)的出口孔徑或多個(gè)出口孔徑子區(qū)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)圖像源被設(shè)置在透鏡的外圍表面上，由此每個(gè)圖像源都具有專用輸入圖像孔徑和出口孔徑子區(qū)，它們中的每一個(gè)都是“分段平坦的”并且具有匹配的面積和發(fā)散角，由此向觀看者呈現(xiàn)多個(gè)圖像源圖像在觀看者的視場(chǎng)內(nèi)的輸出。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求保護(hù)2015年10月16日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 62/242,963的權(quán)益，就像在這里完全闡述一樣通過(guò)引用將其內(nèi)容由此并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及可佩戴電子設(shè)備并且更特別地涉及雙模式增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)近眼可佩戴顯示器。

背景技術(shù)

隨著集成電路尺寸、重量和功率(SWaP)以及成本規(guī)模下行，可佩戴光學(xué)電子設(shè)備正變得越來(lái)越常見(jiàn)?？膳宕鞴鈱W(xué)電子設(shè)備具有為數(shù)眾多的商業(yè)、軍事和消費(fèi)應(yīng)用。就可佩戴光學(xué)電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，存在現(xiàn)有技術(shù)，但它們中沒(méi)有一個(gè)解決對(duì)擁有具有非平面剖面和表面的彎曲透鏡形式的高分辨率、雙模式、增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)近眼可佩戴顯示器的需要，這樣的彎曲透鏡剖面幾乎專有地用于消費(fèi)者和其他應(yīng)用，并被認(rèn)為是時(shí)尚和美觀的。本文中公開(kāi)的發(fā)明解決對(duì)此類近眼可佩戴顯示器的需要并且實(shí)現(xiàn)此類近眼可佩戴顯示器。

附圖說(shuō)明

圖1描繪本發(fā)明的雙模式增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)近眼可佩戴顯示器的透視圖。

圖2描繪本發(fā)明的雙模式增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)近眼可佩戴顯示器的俯視圖。

圖3A描繪本發(fā)明的光學(xué)透鏡。

圖3B描繪圖3A的透鏡的橫截面。

圖3C描繪圖3A的透鏡元件的頂視圖。

圖4描繪本發(fā)明的雙模式增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)近眼可佩戴顯示器的透鏡并圖示透鏡的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。

圖5描繪示出電池和顯示框的眼鏡腿（temple）的連接器的本發(fā)明的雙模式增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)近眼可佩戴顯示器的透視圖。

具體實(shí)施方式

在被呈現(xiàn)為本發(fā)明在后續(xù)權(quán)利要求中的說(shuō)明性示例的優(yōu)選實(shí)施例的以下描述中闡述本發(fā)明以及其實(shí)施例的各種變體。明確地指出，如由此類權(quán)利要求限定的發(fā)明比下面描述的說(shuō)明性實(shí)施例更廣泛。

轉(zhuǎn)向描述和各個(gè)圖，在其中相似的參考表示若干視圖之間的相似元件，所公開(kāi)的是用于與彎曲光學(xué)透鏡一起使用（但不限于彎曲光學(xué)透鏡）的雙模式增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)近眼可佩戴顯示器。

在本發(fā)明的第一方面中，公開(kāi)一種雙模式增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)近眼可佩戴顯示器，并且該雙模式增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)近眼可佩戴顯示器可以包括光學(xué)透鏡，該光學(xué)透鏡包括第一（面向場(chǎng)景的）表面、透鏡厚度和透鏡周界邊緣或表面。該第一表面可以包括電著色（electro-tinting）層，其包括設(shè)置在第一和第二導(dǎo)電透明薄膜層之間的可變光學(xué)透射層。該第一和第二導(dǎo)電透明薄膜層中的每一個(gè)可以耦合至被配置成改變可變光學(xué)透射層的光學(xué)透射率的控制電路系統(tǒng)。在透鏡厚度內(nèi)提供一個(gè)或多個(gè)光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)并且該一個(gè)或多個(gè)光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以包括至少一個(gè)輸入圖像孔徑和至少一個(gè)出口孔徑，該出口孔徑可以被分成多個(gè)出口孔徑子區(qū)。諸如電子顯示元件的一個(gè)或多個(gè)圖像源光學(xué)耦合至它們相應(yīng)的輸入圖像孔徑。圖像源可以被設(shè)置在透鏡的外圍（即邊緣或側(cè)面）表面上并且被配置成直接將所顯示的光學(xué)圖像從圖像源直接光學(xué)耦合到輸入圖像孔徑中并且然后光學(xué)耦合至出口孔徑或者從多個(gè)輸入圖像孔徑光學(xué)耦合至多個(gè)相應(yīng)出口孔徑子區(qū)。該出口孔徑的或出口孔徑子區(qū)的光學(xué)特性優(yōu)選地被配置成與相應(yīng)輸入圖像孔徑的預(yù)定面積和預(yù)定發(fā)散角相匹配。