[發(fā)明專利]超高分辨率掃描光纖顯示器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810477534.1
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN108681065B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·T·朔文格特;M·D·沃森
• 申請（專利權(quán)）人: 奇躍公司
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;G02B26/10;G02B27/01;G02B6/02;G02B6/028;G02B6/06;G02B6/08;G02B6/32;G02F1/335
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 姜利芳;楊曉光

本發(fā)明涉及一種超高分辨率掃描光纖顯示器。一個實施例涉及一種用于掃描電磁成像輻射的緊湊系統(tǒng)，包括第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)，其中每一個是可操作地被耦合到至少一個電磁輻射源并被配置以致于來自于所述第一和第二波導(dǎo)的輸出是亮度調(diào)制的并且使掃描沿一個或多個軸被掃描以至少形成圖像的一部分。

本申請是國際申請?zhí)枮镻CT/US2014/011736、國際申請日為2014年01月15日、中國國家申請?zhí)枮?01480014814.9、發(fā)明名稱為“超高分辨率掃描光纖顯示器”的專利申請的分案申請。

相關(guān)申請數(shù)據(jù)

本申請要求2013年1月15日提交的基于35U.S.C.§119的美國臨時申請?zhí)朜O.61/752,972的權(quán)益。前述申請在此通過引用以其整體并入到本申請中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及用于在捕獲和/或投影圖像中使用的緊湊成像系統(tǒng)，而且更具體而言，涉及通過多個光纖芯參與圖像處理的配置。

背景技術(shù)

對于軍事人員、以及平民、飛行員，情境感知具有首要重要性。例如可控飛行撞地(CFIT)事故源于缺少關(guān)于即將發(fā)生與環(huán)境的災(zāi)難性碰撞的信息。飛行員的通過駕駛艙的視野可能會受到能見度條件(黑夜、惡劣的天氣)，或者由于對通過窗簾或座艙罩的電子制暗有意地模糊視野以防范定向能威脅的需求的阻礙。

關(guān)于飛機(jī)系統(tǒng)的狀態(tài)、飛行路徑、高度、空氣速度、姿態(tài)、和許多其它飛行參數(shù)的信息對于總體情境感知也是重要的。另外，現(xiàn)在具有大量數(shù)據(jù)通過非機(jī)載或機(jī)載數(shù)據(jù)庫對飛行員是可獲得的，如駕駛艙中的實時信息(RTIC)的概念，包括但不限于天氣信息、敵對力量的位置、空對空和地面對空的威脅、任務(wù)信息、和地形細(xì)節(jié)。另一信息源來自高分辨率機(jī)載傳感器，例如，前視紅外(FLIR)和夜視傳感器。可獲得數(shù)據(jù)的大量流入可通過頭下顯示器(HDD)、頭上顯示器(HUD)或者兩者的一些結(jié)合呈現(xiàn)給工作人員。HDD具有飛行員頭向下而非參與并專注于駕駛艙外的景象的明顯缺點。HUD的缺點在于信息僅通過通常固定在飛機(jī)的視軸(bore sight)上的眼盒(eyebox)可見的。

光學(xué)地傳遞來自于一個或多個頭盔安裝微顯示器的輸出以在飛行員的視場(FOV)中顯示圖像的頭戴顯示器(HMD)允許飛行員保持專注駕駛艙外，同時呈現(xiàn)相關(guān)情境數(shù)據(jù)作為覆蓋在視覺場景的頂部的視覺線索或符號，或甚至在受損的能見度的情況下作為駕駛艙外地形和場景的充分人工渲染。因為顯示系統(tǒng)隨飛行員頭部移動，他/她可以始終在他們視場(FOV)中保持顯示的信息。

為了充分利用人類視覺系統(tǒng)的廣闊能力，HMD應(yīng)該提供大的水平和垂直FOV、高的空間分辨率、和大的顏色深度。另外，亮度(luminance)是非常重要的，因為透視顯示器必須足夠亮以便針對高眩光背景清楚地顯示信息。飛機(jī)空速、附近快速移動的物體和信息、以及飛行員的快速頭部運動意味著高幀率也是必要的。

HMD的FOV可以由微顯示器圖像尺寸和觀察光學(xué)部件共同確定。人類視覺系統(tǒng)具有總共約200°水平乘130°垂直的FOV，但是大部分HMD提供40°FOV的數(shù)量級。對于合成的視覺應(yīng)用，其中大量的可操作數(shù)據(jù)是可獲得的，一個更大的接近人類視覺能力的視場將使能外圍視覺線索的呈現(xiàn)，其減少飛行員的頭部掃描并增加他們的自我穩(wěn)定性的感知。約50-60弧秒的角分辨率是對于20/20視敏度性能的閾值，并且其由微顯示器的像素密度確定。為了最佳匹配平均人類視覺系統(tǒng)的能力，HMD應(yīng)該提供跨過40°乘40°FOV的20/20的視敏度，因此在50弧秒的角分辨率下，其等于大約8百萬像素(Mpx)。為將其增加到期望的120°乘80°FOV將需要將近50Mpx。

由于現(xiàn)今具有許多HMD系統(tǒng)在使用，它們中的許多圍繞具有為該顯示器尺寸設(shè)計的傳遞和觀察光學(xué)部件的12mm對角圖像源被標(biāo)準(zhǔn)化，在該包封中適配新的顯示技術(shù)并且與已經(jīng)存在的微顯示器基本可以互換以便達(dá)到最大的利用是有用的。