[發明專利]用于減少頭戴式顯示器中的重像的系統和方法

有效

• 申請號: 201680074611.8
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN108474958B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: Y·C·珀恩;I·恩古耶;E·格列克;T·萊沃拉
• 申請（專利權）人: 微軟技術許可有限責任公司
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02B27/01
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳斌;胡利鳴

1.一種近眼或平視顯示系統，包括：

包括輸入衍射光柵和輸出耦合器的光學波導；

顯示引擎，所述顯示引擎被配置為產生圖像并將與所述圖像相對應的且具有第一線性偏振態的光引導向所述光學波導的所述輸入衍射光柵；

所述光學波導的所述輸入衍射光柵，其被配置成將入射在所述輸入衍射光柵上的與所述圖像相對應的光衍射進入所述光學波導；以及

四分之一波長延遲器(QWR)，所述四分之一波長延遲器被放置在所述顯示引擎內或所述顯示引擎和所述光學波導的所述輸入衍射光柵之間，使得被引導向所述光學波導的所述輸入衍射光柵的與所述圖像相對應的且具有所述第一線性偏振態的線性偏振光在被所述輸入衍射光柵衍射進入所述光學波導之前被轉換成圓偏振光；

其中所述QWR將在被所述輸入衍射光柵衍射進入所述光學波導之后被所述輸入衍射光柵衍射出所述光學波導的、與所述圖像相對應的任何圓偏振光從圓偏振光改變為具有與所述第一線性偏振態正交的第二線性偏振態的線性偏振光。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于：

所述顯示引擎包括被用于產生所述圖像的反射微顯示器；以及

所述顯示引擎還包括偏振分束器(PBS)，所述偏振分束器被配置成透射具有所述第一線性偏振態的線性偏振光并反射具有與所述第一線性偏振態正交的所述第二線性偏振態的線性偏振光；以及

所述PBS被放置在所述顯示引擎內并相對于所述光學波導被放置以在遠離所述反射微顯示器的方向上反射在被所述輸入衍射光柵衍射出所述光學波導之后被所述QWR從圓偏振光轉換為具有與所述第一線性偏振態正交的所述第二線性偏振態的線性偏振光的與所述圖像相對應的任何光。

3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述系統防止在與所述圖像相對應的光在被所述輸入衍射光柵衍射出所述光學波導之后被反射離開所述反射微顯示器的情況下本會可能引起的重像。

4.如權利要求1所述的系統，其特征在于，進一步包括：

線性偏振器，所述線性偏振器被配置為透射具有所述第一線性偏振態的光并吸收具有與所述第一線性偏振態正交的所述第二線性偏振態的光；

其中所述線性偏振器相對于所述QWR放置以吸收在被所述輸入衍射光柵衍射出所述光學波導之后被所述QWR從圓偏振光轉換為具有與所述第一線性偏振態正交的所述第二線性偏振態的線性偏振光的與所述圖像相對應的任何光。

5.如權利要求4所述的系統，其特征在于：

所述顯示引擎包括被用于產生所述圖像的反射微顯示器；以及

所述顯示引擎還包括在所述顯示引擎內并相對于所述光學波導被放置的偏振分束器(PBS)，以使得與所述圖像相對應的且具有所述第一線性偏振態的線性偏振光被引導向所述光學波導的所述輸入衍射光柵；

所述QWR被放置在所述顯示引擎的所述PBS和所述光學波導的所述輸入衍射光柵之間；以及

所述線性偏振器被放置在所述顯示引擎的所述PBS和所述QWR之間。

6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述系統防止在與所述圖像相對應的光在被所述輸入衍射光柵衍射出所述光學波導之后被反射離開所述反射微顯示器的情況下本來可能引起的重像。

7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述QWR包括四分之一波長薄膜、四分之一波長涂層或四分之一波長波片。

8.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一線性偏振態包括P偏振，并且所述第二線性偏振態包括S偏振。

9.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一線性偏振態包括S偏振，并且所述第二線性偏振態包括P偏振。

10.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述光學波導被配置為使得被所述輸入衍射光柵衍射進入所述光學波導的與圖像相對應的光的至少一部分以全內反射(TIR)的方式行進到所述輸出耦合器，在所述輸出耦合器處與所述圖像相對應的所述光的所述部分被耦合出所述光學波導。