本公開一般涉及電子顯示器，以及更特別地涉及利用具有衍射光學(xué)器件的圖像光導(dǎo)來向觀看者傳遞載像光的顯示器。

背景技術(shù)：

1、頭戴式顯示器(hmd)和虛擬圖像近眼顯示器正被開發(fā)用于各種各樣的用途，包括軍事、商業(yè)、工業(yè)、消防和娛樂應(yīng)用。對于許多這些應(yīng)用來說，形成虛擬圖像是有價值的，虛擬圖像能夠可視地疊加在存在于hmd用戶的視野中的真實圖像上。光學(xué)圖像光導(dǎo)可以將載像光傳遞到狹窄空間中的觀看者，以便將虛擬圖像導(dǎo)引到觀看者的瞳孔并使得能夠?qū)崿F(xiàn)此種疊加功能。

2、盡管傳統(tǒng)圖像光導(dǎo)布置已經(jīng)大大減少了近眼顯示光學(xué)器件的體積、重量和總體成本，但還需要進一步的改進。在某些情況下，圖像分辨率受到傳統(tǒng)圖像光導(dǎo)布置的體積和成本的減少的約束。類似地，某些波長的光的衍射和傳播在傳統(tǒng)圖像光導(dǎo)布置中表現(xiàn)不佳。因此，需要一種可操作產(chǎn)生期望虛擬圖像亮度和分辨率同時管理系統(tǒng)的體積和成本的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在第一示例性實施例中，本發(fā)明提供了一種圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，用于傳遞虛擬圖像，系統(tǒng)包括：具有第一折射率的第一波導(dǎo)；沿第一波導(dǎo)形成的第一耦合入衍射光學(xué)器件，其中第一耦合入衍射光學(xué)器件被布置為以角編碼形式將第一波長范圍的載像光束衍射到第一波導(dǎo)中；沿第一波導(dǎo)形成的第一耦合出衍射光學(xué)器件，其中第一耦合出衍射光學(xué)器件被布置為在至少一個方向上復(fù)制第一波長范圍的載像光束，并以角解碼形式從第一波導(dǎo)導(dǎo)引復(fù)制的載像光束，具有第二折射率的第二波導(dǎo)；沿第二波導(dǎo)形成的第二耦合入衍射光學(xué)器件，其中，第二耦合入衍射光學(xué)器件被布置為以角編碼形式將第二波長范圍的載像光束衍射到第二波導(dǎo)中；沿第二波導(dǎo)形成的第二耦合出衍射光學(xué)器件，其中，第二耦合出衍射光學(xué)器件被布置為在至少一個方向上復(fù)制第二波長范圍的載像光束，并以角解碼形式從第二波導(dǎo)導(dǎo)引復(fù)制的載像光束。在一個示例實施例中，圖像光導(dǎo)系統(tǒng)包括：沿第二波導(dǎo)形成的第三耦合入衍射光學(xué)器件，其中，第三耦合入衍射光學(xué)器件被布置為以角編碼形式將第三波長范圍的載像光束衍射到第二波導(dǎo)中；以及沿第二波導(dǎo)形成的第三耦合出衍射光學(xué)器件，其中，所述第三耦合出衍射光學(xué)器件被布置為在至少一個方向上復(fù)制第三波長范圍的載像光束，并以角解碼形式從第二波導(dǎo)導(dǎo)引復(fù)制的載像光束。

2、在示例性實施例中，第一波導(dǎo)包括比第二波導(dǎo)折射率更低的材料。

技術(shù)特征：

1.一種用于傳遞虛擬圖像的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中，第一波導(dǎo)沿第一軸基本上平行于第二波導(dǎo)布置，以及其中，第一耦合入衍射光學(xué)器件和第二耦合入衍射光學(xué)器件沿基本上與第一軸正交的第二軸基本上同軸。

3.如權(quán)利要求1所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中第一波長范圍的載像光束包括比第二波長范圍的載像光束更短的波長。

4.如權(quán)利要求1所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中第三波長范圍的載像光束包括比第一波長范圍的載像光束更長的波長。

5.如權(quán)利要求1所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，進一步包括可操作發(fā)射第一和第二波長范圍的載像光束的第一圖像源，和可操作發(fā)射第三波長范圍的載像光束的第二圖像源。

6.如權(quán)利要求1所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中第一折射率小于第二折射率。

7.如權(quán)利要求1所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中第一折射率小于1.8，以及第二折射率大于或等于1.8。

8.一種用于傳遞虛擬圖像的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，包括：

9.如權(quán)利要求8所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中第一波導(dǎo)沿第一軸基本上平行于第二波導(dǎo)布置，以及其中第一耦合入衍射光學(xué)器件和第二耦合入衍射光學(xué)器件沿基本上與第一軸正交的第二軸基本上同軸。

10.如權(quán)利要求8所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中第一波長范圍的載像光束包括比第二波長范圍的載像光束更短的波長。

11.如權(quán)利要求8所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中第二耦合入衍射光學(xué)器件被布置為以角編碼形式將第三波長范圍的載像光束衍射到第二波導(dǎo)中；以及其中，第二耦合出衍射光學(xué)器件被布置為在至少一個方向上復(fù)制第三波長范圍的載像光束，并以角解碼形式從第二波導(dǎo)導(dǎo)引復(fù)制的載像光束。

12.如權(quán)利要求11所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中第三波長范圍的載像光束包括比第一波長范圍的載像光束更長的波長。

13.如權(quán)利要求11所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，進一步包括可操作發(fā)射第一和第二波長范圍的載像光束的第一圖像源，和可操作發(fā)射第三波長范圍的載像光束的第二圖像源。

14.如權(quán)利要求8所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中第一折射率小于第二折射率。

15.如權(quán)利要求14所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中第一波長范圍在440-495納米之間。

16.如權(quán)利要求8所述的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，其中第一折射率小于1.8，以及第二折射率大于或等于1.8。

技術(shù)總結(jié)
一種用于傳遞虛擬圖像的圖像光導(dǎo)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有第一折射率的第一波導(dǎo)和具有第二折射率的第二波導(dǎo)。第一波導(dǎo)包括被布置為耦合入和耦合出第一波長范圍的載像光束的的衍射光學(xué)器件。第二波導(dǎo)包括被布置為耦合入和耦合出至少第二波長范圍的載像光束的衍射光學(xué)器件。

技術(shù)研發(fā)人員：羅伯特·J·舒爾茨
受保護的技術(shù)使用者：伊奎蒂公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26