[發(fā)明專利]光學(xué)系統(tǒng)中的用于大光瞳接受角的偏振敏感部件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980078663.6
• 申請(qǐng)日: 2019-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN113168010A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿夫蘇恩·賈邁利;阿里瑞扎·莫黑吉;安德魯·梅莫內(nèi);道格拉斯·羅伯特·蘭曼;斯科特·查爾斯·麥克爾道尼;呂璐;林偉詩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臉譜科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G02B27/01
• 分類號(hào): G02B27/01;G02B27/00;G02B26/08;G02F1/29
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張少波;楊明釗

一種近眼顯示器(NED)包括被配置為輸出圖像光的電子顯示器。此外，該NED包括眼睛跟蹤模塊和多個(gè)光學(xué)元件，它們被組合以形成允許NED的用戶的一只或兩只眼睛的定位發(fā)生變化的光學(xué)系統(tǒng)。可以具有可切換的光學(xué)狀態(tài)的各種類型的這樣的光學(xué)元件，可以用于將光束朝向用戶的眼睛轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向的方向可以基于由眼睛跟蹤模塊測(cè)量的眼睛跟蹤信息。

背景

各種實(shí)施例的領(lǐng)域

本公開的實(shí)施例總體上涉及近眼顯示器，且更具體地說，涉及使用偏振敏感部件和眼睛跟蹤模塊的光學(xué)系統(tǒng)，以允許光學(xué)系統(tǒng)將圖像光束轉(zhuǎn)向到近眼顯示器的用戶的眼睛。

相關(guān)技術(shù)的描述

近眼顯示器(NED)作為向用戶提供虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)內(nèi)容的裝置，近年來越來越受歡迎。緊湊和重量輕的近眼顯示器有望導(dǎo)致近眼顯示器的更廣泛的采用。

概述

因此，需要緊湊且重量輕的近眼顯示器。本申請(qǐng)中公開的光學(xué)系統(tǒng)和方法能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊且重量輕的近眼顯示器。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種光學(xué)系統(tǒng)，包括：眼睛跟蹤模塊，其被配置為確定眼睛定位信息；控制模塊，其被配置為基于眼睛定位信息來確定轉(zhuǎn)向光的第一方向；以及第一光學(xué)模塊，其包括可切換偏振敏感元件，該可切換偏振敏感元件被配置為將入射在第一光學(xué)模塊上的光引導(dǎo)到第一方向。

優(yōu)選地，第一光學(xué)模塊包括多個(gè)光柵層；并且被包括在多個(gè)光柵層中的每個(gè)光柵層被配置成被單獨(dú)地打開或關(guān)閉，使得通過使多個(gè)光柵層中的一個(gè)或更多個(gè)光柵層打開或關(guān)閉，入射到第一光學(xué)模塊上的光被引導(dǎo)到第一方向。

方便地，多個(gè)光柵層中的每個(gè)光柵層被配置成以不同于多個(gè)光柵層中的其他光柵層的轉(zhuǎn)向角的角度來使入射到該光柵層上的光轉(zhuǎn)向。

優(yōu)選地，光學(xué)系統(tǒng)控制模塊還被配置為向第一光學(xué)模塊發(fā)送電子信號(hào)，使得第一光學(xué)模塊掃描多個(gè)方向，以引導(dǎo)入射到第一光學(xué)模塊上的光。

方便地，光學(xué)系統(tǒng)還包括被配置成產(chǎn)生入射到第一光學(xué)模塊上的光的圖像源。

優(yōu)選地，光學(xué)系統(tǒng)還包括觀察光學(xué)系統(tǒng)，該觀察光學(xué)系統(tǒng)被配置為將來自圖像源的光朝向第一光學(xué)模塊反射。

方便地，第一光學(xué)模塊包括一個(gè)或更多個(gè)電子可切換液晶(LC)單元，其被配置為選擇性地提供半波相位延遲，用于修改入射在第一光學(xué)模塊上的光的偏振。

優(yōu)選地，第一方向?qū)?yīng)于光學(xué)系統(tǒng)的用戶的眼睛的瞳孔的位置。

方便地，第一光學(xué)模塊包括多個(gè)液晶層，并且至少一個(gè)液晶層對(duì)入射到第一光學(xué)模塊上穿過該液晶層的區(qū)域的光施加相移。

優(yōu)選地，光學(xué)系統(tǒng)還包括第二光學(xué)模塊，該第二光學(xué)模塊具有基本上垂直于第一光學(xué)模塊的轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向軸，其中，控制模塊還被配置為確定使入射在第二光學(xué)模塊上的光轉(zhuǎn)向的第二方向。

方便地，第一光學(xué)模塊包括Pancharatnam-Berry相位(PBP)光柵。

優(yōu)選地，PBP光柵是可切換光柵，或者PBP光柵是無源光柵，并且第一光學(xué)模塊包括與該無源PBP光柵光學(xué)耦合的可切換半波片。

方便地，第一光學(xué)模塊包括多個(gè)光柵層，被包括在多個(gè)光柵層中的每個(gè)光柵層包括PBP光柵，該P(yáng)BP光柵被配置為具有預(yù)定義的轉(zhuǎn)向角，該轉(zhuǎn)向角不同于被包括在兩個(gè)或更多個(gè)光柵層中的任何其他PBP光柵的轉(zhuǎn)向角。

優(yōu)選地，第一光學(xué)模塊包括可切換布拉格光柵(switchable Bragg grating，SBG)。