TW202340643A - 具有定向光柵以減少出現重疊影像的顯示系統 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種顯示系統,其可包括穿戴式眼鏡配置,該穿戴式眼鏡配置可包括透鏡組合件,該透鏡組合件具有用以傳播與影像相關聯之顯示光之一投影器。該透鏡組合件亦可包括用於將該顯示光傳播至人眼窗口之波導,其中該波導可包括複數個光柵,該第一顯示光依序傳播穿過該複數個光柵,且其中該複數個光柵中之至少一者經定向以將該顯示光傳播至下一個光柵,同時減少該人眼窗口上之該影像之重疊影像的出現。
Description
本專利申請案大體上是關於顯示系統,且更具體而言,是關於包括複數個光柵之顯示系統,其中該複數個光柵中之至少一者經定向以減少(例如,防止或最小化)人眼窗口(eyebox)上之重疊影像(ghost image)的出現。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2022年1月5日申請之美國非臨時申請案第17/569349號之優先權,該申請案以引用之方式併入本文中。
隨著最近技術進步,近年來,內容創建及遞送之盛行率及擴散近年來大大增加。詳言之,互動式內容,諸如虛擬實境(VR)內容、擴增實境(AR)內容、混合實境(MR)內容及真實及/或虛擬環境(例如,「元宇宙(metaverse)」)內且與其相關聯之內容已變得對消費者有吸引力。
為促進此及其他相關內容之遞送,服務提供商已努力提供各種形式之穿戴式顯示系統。一個此類範例可為頭戴式裝置(HMD),諸如穿戴式眼鏡、穿戴式頭戴裝置或眼鏡。在一些範例中,頭戴式裝置(HMD)可分別使用第一投影器及第二投影器以經由各各別透鏡處之一或多個中間光學組件來導引與第一影像及第二影像相關聯之光,以產生「雙目」視覺以用於由使用者觀看。然而,為使用者提供品質影像可具挑戰性。
本發明之一態樣為一種顯示系統,其包含:穿戴式眼鏡配置,其包含:透鏡組合件,其包含:投影器,其用以傳播與一影像相關聯之顯示光;及波導,其用於將該顯示光傳播至人眼窗口,其中該第一波導包含該顯示光依序傳播穿過之複數個光柵,且其中該複數個光柵中之至少一者經定向以將該顯示光傳播至該複數個光柵中之下一個光柵,同時減少該人眼窗口上之該影像之重疊影像的出現。
本發明之另一態樣為一種設備,其包含:第一透鏡組合件,其包含:第一波導,其用以傳播與來自第一投影器之第一影像相關聯之第一顯示光,該第一波導包括:輸入光柵;第一中間光柵;及輸出光柵,其中該輸入光柵將從該第一投影器接收該第一顯示光且將該接收到之第一顯示光導引至該第一中間光柵,且該第一中間光柵將該第一顯示光導向該輸出光柵,同時減少一第一人眼窗口上之該第一影像之重疊影像的出現;及第二透鏡組合件,其連接至該第一透鏡組合件。
本發明之另一態樣為一種穿戴式眼鏡,其包含:第一透鏡組合件;及第二透鏡組合件,其連接至該第一透鏡組合件,其中該第一透鏡組合件及該第二透鏡組合件中之各者包含:波導,其用於將影像之顯示光傳播至人眼窗口,其中該波導包括複數個光柵,該複數個光柵具有使得該顯示光依序傳播穿過該複數個光柵之位向,且其中該複數個光柵中之至少一者經定向以將該顯示光傳播至下一個光柵,同時減少該人眼窗口上之該影像之重疊影像的出現。
出於簡單及說明性目的,藉由主要參考其範例來描述本申請案。在以下描述中,闡述眾多特定細節以便提供對本申請案之透徹理解。然而,將顯而易見,可在不限於此等特定細節之情況下實踐本申請案。在其他情況下,未詳細描述所屬技術領域中具有通常知識者易於理解之一些方法及結構,以免不必要地混淆本申請案。如本文中所使用,術語「一(a及an)」意欲表示特定元件中之至少一者,術語「包括(includes)」意謂包括但不限於,術語「包括(including)」意謂包括但不限於,且術語「基於」意謂至少部分地基於。
一些顯示系統,諸如,基於AR之頭戴式裝置及/或眼鏡裝置使用具有多工光柵之波導來將與影像相關聯的光從投影器傳播至人眼窗口。在一些情況下,來自投影器或顯示系統之一或多個中間光學組件的雜散光可在預期之前或之後產生串擾及/或達至使用者的眼睛,藉此產生視覺假影,諸如重疊影像。在一些範例中,重疊影像可為影像之假影像版本、影像之離焦版本、影像之失真版本等或光穿過多工光柵之傳播中產生的其他類型之假影。重疊影像之出現可影響顯示給使用者之影像的品質,且由此可負面地影響使用者對此類顯示系統之體驗。此外,使用者可經歷不良視力及顯著視覺不適,此常常導致眩暈、眼睛疲勞或其他副作用。
本文揭示可提供顯示系統之系統及設備,其中顯示系統上諸如重疊影像之假影之出現可減少,例如,經防止或最小化。本文中所描述之顯示系統(例如,基於AR之頭戴式裝置(HMD)或眼鏡)可具有包括用於將光從投影器傳播至人眼窗口的波導之透鏡組合件。當影像顯示於人眼窗口上時,光可與可藉由顯示系統之使用者觀測之影像相關聯。波導可包括顯示光可依序傳播穿過之複數個光柵。另外,複數個光柵中之至少一者可經定向以將顯示光傳播至下一個光柵,同時減少人眼窗口上之影像之重疊影像的出現。
具體而言,舉例而言,複數個光柵中之至少一者之z方向可經定向以使得人眼窗口上的重疊影像之出現減少。藉助於特定範例,複數個光柵中之至少一者的z方向可為與複數個光柵中之至少一者之正常z方向相對的方向。術語「相對」可意謂相對符號,例如,負或正值。正常z方向可定義為重疊影像出現之z方向。
本文中所描述之複數個光柵可包括輸入光柵、第一中間光柵、第二中間光柵及輸出光柵。在一些範例中,第一中間光柵之z方向可經定向以減少重疊影像之出現。在一些實例中,第二中間光柵之z方向可經定向以減小重疊影像之出現。在一些實例中,第一中間光柵及第二中間光柵兩者之z方向可經定向以減少重疊影像之出現。在此等實例中,第一中間光柵及第二中間光柵兩者之z方向可相對於彼此經定向至相同方向。
本文中所描述之複數個光柵可與基於體積布拉格全像光柵(VBG)之波導顯示裝置相關聯。如本文中所使用,體積布拉格全像光柵(VBG)可指實質上及/或完全透明的光學裝置或可展現折射率之週期性變化(例如,使用體積布拉格全像光柵(VBG))之組件。如在下方範例中進一步所論述,一或多個體積布拉格全像光柵(VBG)可設置或整合於顯示系統之波導組件內。如本文中所使用,波導可為在一或多個方向上傳播多種信號(例如,光信號、電磁波、聲波等)之任何光學結構。採用物理原理,可使用任何數目個波導或類似組件來導引含於此類信號中之資訊。
圖1說明根據範例之包括近眼顯示器之人工實境系統環境100的方塊圖。如本文中所使用,「近眼顯示器」可指可緊靠著使用者之眼睛的裝置(例如,光學裝置)。如本文中所使用,「人工實境」可指「元宇宙」或真實及虛擬元件之環境之態樣等等,且可包括與虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)及/或混合實境(MR)相關聯之技術之使用。如本文中所使用,「使用者」可指「近眼顯示器」之使用者或穿戴者。
如圖1中所展示,人工實境系統環境100可包括近眼顯示器120、視情況選用之外部成像裝置150及視情況選用之輸入/輸出介面140,其中之各者可耦接至控制台110。在一些情況下,控制台110可為視情況選用的,此係因為控制台110之功能可整合於近眼顯示器120中。在一些範例中,近眼顯示器120可為向使用者呈現內容之頭戴式顯示器(HMD)。
在一些情況下,對於近眼顯示系統,通常可需要擴展人眼窗口、減小顯示混濁度、提高影像品質(例如,解析度及對比度)、減小實體大小、增加功率效率,及增加或擴展視野(FOV)。如本文中所使用,「視野」(FOV)可指如由使用者所見之影像之角度範圍,其典型地以度為單位來量測,如由一隻眼睛(對於單目HMD)或兩隻眼睛(對於雙目HMD)所觀測。此外,如本文中所使用,「人眼窗口」可為可定位於使用者之眼睛前方的二維窗口,自其可觀看到來自影像源之經顯示影像。
在一些範例中,在近眼顯示系統中,來自周圍環境之光可橫穿波導顯示器之「透視」區(例如,透明基板)以到達使用者之眼睛。舉例而言,在近眼顯示系統中,投射影像之光可耦合至波導之透明基板中,在波導內傳播,且在一或多個定位處耦合或導引出波導,以複製出射光瞳且擴展人眼窗口。
在一些範例中,近眼顯示器120可包括可剛性地或非剛性地彼此耦接之一或多個剛性主體。在一些範例中,剛性主體之間的剛性耦接可使得經耦接剛性主體充當單個剛性實體,而在其他範例中,剛性主體之間的非剛性耦接可允許剛性主體相對於彼此移動。
在一些範例中,近眼顯示器120可以任何適合之外觀尺寸來實施,包括HMD、一對眼鏡或其他類似穿戴式眼鏡或裝置。下文關於圖2及圖3進一步描述近眼顯示器120之範例。另外,在一些範例中,本文中所描述之功能性可用於可組合在近眼顯示器120外部之環境的影像與人工實境內容(例如,電腦產生之影像)之HMD或頭戴裝置中。因此,在一些範例中,近眼顯示器120可運用生成的及/或覆蓋的數位內容(例如,影像、視訊、聲音等)來增強在近眼顯示器120外部之實體、真實世界環境的影像,以向使用者呈現擴增實境。
在一些範例中,近眼顯示器120可包括任何數目個顯示電子元件122、顯示光學元件124及眼球追蹤單元130。在一些範例中,近眼顯示器120亦可包括一或多個定位器126、一或多個位置感測器128及慣性量測單元(IMU)132。在一些範例中,近眼顯示器120可省略眼球追蹤單元130、一或多個定位器126、一或多個位置感測器128及慣性量測單元(IMU)132中之任一者,或可包括額外元件。
在一些範例中,顯示電子元件122可根據從例如視情況選用之控制台110接收到之資料向使用者顯示影像或促進向使用者顯示影像。在一些範例中,顯示電子元件122可包括一或多個顯示面板。在一些範例中,顯示電子元件122可包括任何數目個像素以發射具有諸如紅色、綠色、藍色、白色或黃色之主要色彩的光。在一些範例中,顯示電子元件122可例如使用藉由二維面板產生之立體效應來顯示三維(3D)影像,以產生對影像深度之主觀感知。
在一些範例中,顯示光學元件124可以光學方式顯示影像內容(例如,使用光波導及/或耦合器),或放大從顯示電子元件122接收到之影像光,校正與影像光相關聯之光學誤差,及/或向近眼顯示器120之使用者呈現經校正之影像光。在一些範例中,顯示光學元件124可包括單個光學元件或各種光學元件之任何數目個組合以及機械耦接件,以維持該組合中之光學元件之相對間距及位向。在一些範例中,顯示光學元件124中之一或多個光學元件可具有光學塗層,諸如抗反射塗層、反射塗層、過濾塗層及/或不同光學塗層之組合。
在一些範例中,顯示光學元件124亦可經設計以校正一或多種類型之光學誤差,諸如二維光學誤差、三維光學誤差或其任何組合。二維誤差之範例可包括桶形失真、枕形失真、縱向色像差及/或橫向色像差。三維誤差之範例可包括球面像差、色像差場曲率及像散(astigmatism)。
在一些範例中,一或多個定位器126可為相對於彼此且相對於近眼顯示器120上之參考點位於特定位置中之物件。在一些範例中,視情況選用之控制台110可識別由視情況選用之外部成像裝置150擷取的影像中之一或多個定位器126,以判定人工實境頭戴裝置之位置、位向或兩者。一或多個定位器126可各自為發光二極體(LED)、角隅反射器、反射標記、與供近眼顯示器120操作之環境形成對比的一種類型的光源,或其任何組合。
在一些範例中,外部成像裝置150可包括一或多個攝影機、一或多個視訊攝影機、能夠捕捉包括一或多個定位器126之影像的任何其他裝置,或其任何組合。視情況選用之外部成像裝置150可經組態以在視情況選用之外部成像裝置150的視野偵測從一或多個定位器126發射或反射之光。
在一些範例中,一或多個位置感測器128可回應於近眼顯示器120之運動而產生一或多個量測信號。一或多個位置感測器128之範例可包括任何數目個加速計、陀螺儀、磁力計及/或其他運動偵測或錯誤校正感測器,或其任何組合。
在一些範例中,慣性量測單元(IMU)132可為電子裝置,其基於從一或多個位置感測器128接收到之量測信號產生快速校準資料。一或多個位置感測器128可位於慣性量測單元(IMU)132外部、慣性量測單元(IMU)132內部,或其任何組合。基於來自一或多個位置感測器128之一或多個量測信號,慣性量測單元(IMU)132可產生快速校準資料,其指示近眼顯示器120之可相對於近眼顯示器120之初始位置的經估計位置。舉例而言,慣性量測單元(IMU)132可隨時間推移對自加速計接收到之量測信號進行整合以估計速度向量,且隨時間推移對速度向量進行整合以判定近眼顯示器120上之參考點的經估計位置。替代地,慣性量測單元(IMU)132可將經取樣量測信號提供至視情況選用之控制台110,從而可判定快速校準資料。
眼球追蹤單元130可包括一或多個眼球追蹤系統。如本文中所使用,「眼球追蹤」可指判定眼睛之位置或相對位置,包括使用者眼睛之位向、定位及/或凝視。在一些範例中,眼球追蹤系統可包括擷取眼睛之一或多個影像之成像系統,且可視情況包括光發射器,該光發射器可產生光,該光經導引至眼睛,使得由眼睛反射之光可由成像系統擷取。在其他範例中,眼球追蹤單元130可擷取由微型雷達單元發射之經反射無線電波。與眼睛相關聯之此等資料可用於判定或預測眼睛位置、位向、移動、定位及/或凝視。
在一些範例中,近眼顯示器120可使用眼睛之位向以引入深度提示(例如,使用者之主要視線外部之模糊影像),收集關於虛擬實境(VR)媒體中之使用者互動的啟發(例如,隨經暴露刺激而變之花費在任一特定個體、物件或框架上之時間)、部分地基於使用者之眼睛中之至少一者的位向之一些其他功能,或其任何組合。在一些範例中,因為可針對使用者之兩個眼睛判定位向,故眼球追蹤單元130可能夠判定使用者正看向哪裏或預測任何使用者模式等。
在一些範例中,輸入/輸出介面140可為允許使用者將動作請求發送至視情況選用之控制台110之裝置。如本文中所使用,「動作請求」可為執行特定動作之請求。舉例而言,動作請求可為開始或結束應用程式或執行應用程式內之特定動作。輸入/輸出介面140可包括一或多個輸入裝置。範例輸入裝置可包括鍵盤、滑鼠、遊戲控制器、手套、按鈕、觸控螢幕,或用於接收動作請求且將接收到之動作請求傳達至視情況選用之控制台110的任何其他適合裝置。在一些範例中,藉由輸入/輸出介面140接收到之動作請求可經傳達至視情況選用之控制台110,從而可執行對應於所請求動作之動作。
在一些範例中,視情況選用之控制台110可根據從外部成像裝置150、近眼顯示器120及輸入/輸出介面140中之一或多者接收到之資訊將內容提供至近眼顯示器120以供向使用者呈現。舉例而言,在圖1中所展示之範例中,視情況選用之控制台110可包括應用程式商店112、頭戴裝置追蹤模組114、虛擬實境引擎116,及眼球追蹤模組118。相比於結合圖1所描述之模組,視情況選用之控制台110之一些範例可包括不同或額外模組。下文進一步所描述之功能可以與此處所描述之方式不同的方式分佈在視情況選用之控制台110之組件當中。
在一些範例中,視情況選用的控制台110可包括處理器及儲存可由該處理器執行之指令的非暫時性電腦可讀取儲存媒體。處理器可包括並行地執行指令之多個處理單元。非暫時性電腦可讀取儲存媒體可為任何記憶體,諸如硬碟機、抽取式記憶體或固態硬碟(例如,快閃記憶體或動態隨機存取記憶體(DRAM))。在一些範例中,結合圖1描述之視情況選用之控制台110的模組可經編碼為非暫時性電腦可讀取儲存媒體中之指令,該等指令在由處理器執行時使得該處理器執行下文進一步所描述之功能。應瞭解,可或可不需要視情況選用之控制台110,或視情況選用之控制台110可與近眼顯示器120整合或分離。
在一些範例中,應用程式商店112可儲存用於供視情況選用之控制台110執行之一或多個應用程式。應用程式可包括在由處理器執行時產生內容以向使用者呈現之一組指令。應用程式之範例可包括遊戲應用程式、會議應用程式、視訊播放應用程式或其他適合應用程式。
在一些範例中,頭戴裝置追蹤模組114可使用來自外部成像裝置150之緩慢校準資訊來追蹤近眼顯示器120之移動。舉例而言,頭戴裝置追蹤模組114可使用來自慢速校準資訊之觀測到之定位器及近眼顯示器120的模型來判定近眼顯示器120之參考點的位置。另外,在一些範例中,頭戴裝置追蹤模組114可使用快速校準資訊、緩慢校準資訊或其任何組合之部分,以預測近眼顯示器120之未來定位。在一些範例中,頭戴裝置追蹤模組114可將近眼顯示器120之經估計或經預測未來位置提供至虛擬實境引擎116。
在一些範例中,虛擬實境引擎116可執行人工實境系統環境100內之應用程式,且從頭戴裝置追蹤模組114接收近眼顯示器120之位置資訊、近眼顯示器120之加速度資訊、近眼顯示器120之速度資訊、近眼顯示器120之經預測未來位置,或其任何組合。在一些範例中,虛擬實境引擎116亦可從眼球追蹤模組118接收經估計眼睛位置及位向資訊。基於接收到之資訊,虛擬實境引擎116可判定要提供至近眼顯示器120以供向使用者呈現之內容。
在一些範例中,眼球追蹤模組118可從眼球追蹤單元130接收眼球追蹤資料且基於眼睛追蹤資料而判定使用者之眼睛之位置。在一些範例中,眼睛之位置可包括眼睛相對於近眼顯示器120或其任何元件之位向、定位或兩者。因此,在此等範例中,因為眼睛之旋轉軸線隨眼睛在其眼窩中之定位而改變,所以判定眼睛在其眼窩中之定位可允許眼球追蹤模組118更準確地判定眼睛之位向。
在一些範例中,顯示系統之投影器之定位可經調節以實現任何數目個設計修改。舉例而言,在一些情況下,投影器可位於觀看者之眼睛前方(亦即,「前置安裝」置放)。在前置安裝置放中,在一些範例中,顯示系統之投影器可遠離使用者之眼睛(即,「世界側」)而定位。在一些範例中,頭戴式顯示(HMD)裝置可利用前置安裝置放以將光朝向使用者之眼睛傳播以投射影像。
圖2說明根據範例之呈頭戴式顯示(HMD)裝置200形式之近眼顯示器的透視圖。在一些範例中,HMD裝置200可為虛擬實境(VR)系統、擴增實境(AR)系統、混合實境(MR)系統、使用顯示器或可穿戴物之另一系統或其任何組合之一部分。在一些範例中,HMD裝置200可包括主體220及頭部條帶230。圖2在透視圖中展示主體220之底側223、前側225及左側227。在一些範例中,頭部條帶230可具有可調整或可延伸長度。詳言之,在一些範例中,在HMD裝置200之主體220與頭部條帶230之間可存在足夠的空間,以允許使用者將HMD裝置200安裝至使用者之頭部上。在一些範例中,HMD裝置200可包括額外、較少及/或不同組件。
在一些範例中,HMD裝置200可向使用者呈現媒體或其他數位內容,其包括具有電腦產生之元件之實體、真實世界環境的虛擬及/或擴增視圖。由HMD裝置200呈現之媒體或數位內容之實例可包括影像(例如,二維(2D)或三維(3D)影像)、視訊(例如,2D或3D視訊)、音訊,或其任何組合。在一些範例中,影像及視訊可由經圍封於HMD裝置200之主體220中之一或多個顯示組合件(圖2中未示)呈現給使用者的各眼睛。
在一些範例中,HMD裝置200可包括各種感測器(圖中未示),諸如深度感測器、運動感測器、位置感測器及/或眼球追蹤感測器。此等感測器中之一些可出於感測目的使用任何數目個結構化或非結構化光圖案。在一些範例中,HMD裝置200可包括用於與控制台110通信之輸入/輸出介面140,如關於圖1所描述。在一些範例中,HMD裝置200可包括虛擬實境引擎(圖中未示),但類似於關於圖1所描述之虛擬實境引擎116,其可在HMD裝置200內執行應用程式,且從各種感測器接收HMD裝置200之深度資訊、位置資訊、加速度資訊、速度資訊、經預測未來位置或其任何組合。
在一些範例中,由虛擬實境引擎116接收之資訊可用於產生至一或多個顯示組合件之信號(例如,顯示指令)。在一些範例中,HMD裝置200可包括定位器(圖中未示),但類似於圖1中所描述之虛擬定位器126,其可相對於彼此且相對於參考點定位於HMD裝置200之主體220上之固定位置中。定位器中之各者可發射可由外部成像裝置偵測之光。此可適用於頭部追蹤或其他移動/位向之目的。應瞭解,另外或替代此類定位器亦可使用其他元件或組件。
應瞭解,在一些範例中,安裝於顯示系統中之投影器可置放成靠近及/或更接近於使用者之眼睛(亦即,「眼睛側」)。在一些範例中,且如本文中所論述,用於形狀像眼鏡之顯示系統之投影器可安裝或定位於眼鏡的鏡腿中(亦即,透鏡側之頂部遠角)。應瞭解,在一些情況下,使用後置安裝之投影器置放可幫助縮減顯示系統所需之任何所需外殼的大小或體積,此亦可促使顯著改善使用者之使用者體驗。
圖3為根據範例之呈一對眼鏡(或其他類似眼鏡)之形式的近眼顯示器300之透視圖。在一些範例中,近眼顯示器300可為圖1之近眼顯示器120的特定實施,且可經組態以作為虛擬實境顯示器、擴增實境顯示器及/或混合實境顯示器操作。
在一些範例中,近眼顯示器300可包括框架305及顯示器310。在一些範例中,顯示器310可經組態以向使用者呈現媒體或其他內容。在一些範例中,顯示器310可包括類似於關於圖1至圖2所描述之組件的顯示電子元件及/或顯示光學元件。舉例而言,如上文關於圖1之近眼顯示器120所描述,顯示器310可包括液晶顯示器(LCD)顯示面板、發光二極體(LED)顯示面板或光學顯示面板(例如,波導顯示組合件)。在一些範例中,顯示器310亦可包括任何數目個光學組件,諸如波導、光柵、透鏡、鏡面等。
在一些範例中,近眼顯示器300可在框架305上或內進一步包括各種感測器350A、350B、35C、350D及350E。在一些範例中,各種感測器350A至350E可包括任何數目個深度感測器、運動感測器、位置感測器、慣性感測器及/或環境光感測器,如所展示。在一些範例中,各種感測器350A至350E可包括經組態以產生表示在一或多個不同方向上之不同視野之影像資料的任何數目個影像感測器。在一些範例中,各種感測器350A至350E可用作輸入裝置,以控制或影響近眼顯示器300之經顯示內容,及/或將互動式虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)及/或混合實境(MR)體驗提供至近眼顯示器300之使用者。在一些範例中,各種感測器350A至350E亦可用於立體成像或其他類似應用。
在一些範例中,近眼顯示器300可進一步包括以將光投射至實體環境中之一或多個照明器330。所投射光可與不同頻帶(例如,可見光、紅外光、紫外光等)相關聯,且可用於各種目的。在一些範例中,一或多個照明器330可用作定位器,諸如上文關於圖1至圖2所描述之一或多個定位器126。
在一些範例中,近眼顯示器300亦可包括攝影機340或其他影像擷取單元。攝影機340例如可擷取視野中之實體環境之影像。在一些情況下,經擷取影像可例如由虛擬實境引擎(例如,圖1之虛擬實境引擎116)處理,以將虛擬物件添加至經擷取影像或修改經擷取影像中之實體物件,且經處理影像可藉由顯示器310顯示給使用者以用於擴增實境(AR)及/或混合實境(MR)應用。
圖4說明根據範例之近眼顯示系統中之光學系統400的示意圖。在一些範例中,光學系統400可包括影像源410及任何數目個投影器光學元件420(其可包括具有如本文中所論述之光柵之波導)。在圖4中所展示之範例中,影像源410可定位於投影器光學元件420前方且可朝向投影器光學元件420投射光。在一些範例中,影像源410可定位於使用者之眼睛490之視野(FOV)外部。在此情況下,投影器光學元件420可包括一或多個反射器、折射器或定向耦合器,其可使來自在使用者之眼睛490之視野(FOV)外部的影像源410之光偏轉,以使影像源410似乎在使用者之眼睛490前方。來自影像源410上之區域(例如,像素或發光裝置)之光可由投影器光學元件420準直及導引至出射瞳孔430。因此,在不同視角(亦即,視野(FOV))下,影像源410上之不同空間定位處之物件可似乎為遠離使用者之眼睛490之物件。來自不同視角之準直光接著可由使用者之眼睛490的晶狀體聚焦至使用者之眼睛490之視網膜492上的不同定位上。舉例而言,光之至少一些部分可聚焦於視網膜492上之中央窩494上。來自影像源410上之區域且自同一方向入射於使用者之眼睛490上的準直光線可聚焦至視網膜492上之同一定位上。因此,影像源410之單個影像可形成於視網膜492上。
在一些情況下,使用人工實境系統之使用者體驗可取決於光學系統之若干特性,包括視野(FOV)、影像品質(例如,角解析度)、人眼窗口之大小(適應眼睛及頭部移動),及人眼窗口內之光之亮度(或對比度)。此外,在一些範例中,為了創建完全沉浸式視覺環境,可需要較大視野(FOV),此係因為較大視野(FOV)(例如,大於約60°)可提供「處於」影像「中」之感測,而非僅僅觀看影像。在一些情況下,較小視野亦可能排除一些重要視覺資訊。舉例而言,具有較小視野(FOV)之頭戴式顯示器(HMD)系統可使用手勢界面,但使用者可能不容易在較小視野(FOV)中看到他們的手來確保他們正使用正確的運動或移動。另一方面,較寬視野可需要較大顯示或光學系統,其可影響頭戴式顯示器(HMD)自身之大小、重量、成本及/或舒適度。
在一些範例中,波導可用於將光耦合至顯示系統中及/或之外。詳言之,在一些範例中且如下文進一步描述,經投射影像之光可使用任何數目個反射或繞射光學元件(諸如光柵)經耦合至波導中或之外。舉例而言,如下文進一步描述,一或多個體積布拉格全像光柵(VBG)可用於基於波導、後置安裝顯示系統(例如,一對眼鏡或類似眼鏡)中。
在一些範例中,一或多個體積布拉格全像光柵(VBG)(或同一光柵之兩個部分)可用於將顯示光自投影器繞射至使用者之眼睛。此外,在一些範例中,一或多個體積布拉格全像光柵(VBG)亦可幫助補償由彼此引起之顯示光之任何色散,以縮減基於波導之顯示系統中之整體色散。
圖5說明根據範例之波導500之圖。在一些範例中,波導組態500可包括複數個層,諸如至少一個基板501及至少一個光聚合物層502。在一些範例中,基板501可由聚合物、玻璃、晶體、陶瓷及/或其他類似材料構成。在一些範例中,光聚合物層502可為透明的或「透視的」,且可包括任何數目個感光材料(例如,光熱折射玻璃(photo-thermo-refractive glass))或其他類似材料。
在一些範例中,至少一個基板501及至少一個光聚合物層502可光學接合(例如,膠合在彼此之頂部上)以形成波導組態500。在一些範例中,基板501可在任何位置處具有約0.4至0.6毫米(mm)之間或其他厚度範圍的厚度。在一些範例中,光聚合物層502可為薄膜層,其在任何位置處具有在約10至800微米(µm)之間或其他範圍之厚度。
在一些範例中,一或多個體積布拉格全像光柵(VBG)可設置於(或暴露至)光聚合物層502中。亦即,在一些範例中,一或多個體積布拉格全像光柵可藉由產生干擾圖案503而暴露於光聚合物層502中。在一些範例中,干擾圖案503可藉由疊加兩個雷射以產生空間調變而產生,該空間調變可在光聚合物層502中及/或貫穿該光聚合物層產生干擾圖案503。在一些範例中,干擾圖案503可為正弦圖案。此外,在一些範例中,干擾圖案503可經由化學、光學、機械或其他類似製程而變得持久。
藉由將干擾圖案503暴露於光聚合物層502中,例如,可更改光聚合物層502之折射率,且體積布拉格全像光柵可設置於光聚合物層502中。實際上,在一些範例中,複數個體積布拉格全像光柵或一或多組體積布拉格全像光柵可暴露於光聚合物層502中。應瞭解,此技術可被稱作「多工」。亦應瞭解,亦可提供用以在光聚合物層502中或上設置體積布拉格全像光柵(VBG)之其他各種技術。
圖6A說明根據範例之包括體積布拉格全像光柵(VBG)之配置的波導組態600之圖。在一些範例中,波導組態600可用於類似於圖3之近眼顯示系統300之顯示系統中。如所展示,波導組態600可包括輸入體積布拉格全像光柵(VBG)602(「輸入光柵」或「IG」)、第一中間體積布拉格全像光柵(VBG)604(「第一中間光柵」或「MG1」)、第二中間體積布拉格全像光柵(VBG)606(「第二中間光柵」或「MG2」)及輸出體積布拉格全像光柵(VBG)608(「輸出光柵」或「OG」)。
在一些範例中,顯示系統之投影器612可將顯示光614透射至波導組態600中之體積布拉格全像光柵(VBG)602至608的配置。如所展示,投影器612可將顯示光614輸出至輸入光柵602。輸入光柵602可包括可將從投影器612接收到之顯示光614傳播至第一中間光柵604之光柵組態。第一中間光柵604可包括可將接收到之顯示光614傳播至第二中間光柵606之光柵組態。第二中間光柵606可包括將顯示光614傳播至輸出光柵608之光柵組態。輸出光柵608可包括可將接收到之顯示光614傳播至人眼窗口616或使用者之眼睛(圖中未示)之光柵組態。顯示光614可與可在人眼窗口616上顯示或使用者可以其他方式參看影像618之影像618相關聯。
輸入光柵602、第一中間光柵604、第二中間光柵606及輸出光柵608中之各者可包括以使得接收到之光傳播(例如,折射、繞射及/或反射)至如由箭頭610所展示之某些方向的光柵組態。應理解,圖6A中所描繪之箭頭610可表示可例如隨著光線從輸入光柵602、第一中間光柵604、第二中間光柵606及輸出光柵608傳播而擴展之複數個光線。
如上文所論述,波導組態600可包括可暴露至「透視」光聚合物材料中之任何數目個體積布拉格全像光柵(VBG)。以此方式,整個波導組態600可相對透明使得使用者可透視波導組態600之另一側。同時,具有體積布拉格全像光柵602至608之其配置之波導組態600可(除了其他以外)從投影器612接收經傳播顯示光614,且在使用者之眼睛前方使經傳播顯示光614顯示為影像618以供觀看。舉例而言,波導組態600可使對應於顯示光614之影像618顯示於人眼窗口616上。以此方式,可向使用者提供任何數目個擴增實境(AR)及/或混合實境(MR)環境且由使用者體驗。
在一些範例中,輸入光柵602及輸出光柵608相對於彼此可具有相同光柵向量。另外,第一中間光柵604及第二中間光柵606相對於彼此可具有相同光柵向量。因此,可抵消經由輸入光柵602、第一中間光柵604、第二中間光柵606及輸出光柵208傳播之光色散。為了結合預期範圍之視野及光譜,光柵602至608中之各者可含有多工光柵間距以支撐預期範圍的視野及光譜。在一些情況下,在圖6A中表示為虛線箭頭620之串擾可發生在多工光柵602至608中之一些之間。串擾620之結果可為可誘發人眼窗口616上之重疊影像622之顯示或可以其他方式由使用者觀測到。重疊影像622可定義為在人眼窗口616上出現或可以其他方式由使用者觀測到之任何非所要影像。舉例而言,重疊影像622可為影像618之假影像版本、影像618之離焦版本、影像618之失真版本、影像618之誤導版本及/或其類似者。
圖6B展示對應於圖6A中所描繪之光穿過第一中間光柵604及第二中間光柵606之傳播的k向量圖630。圖6C展示圖6A中所描繪之第一中間光柵604之一部分640的放大橫截面圖。具體而言,圖6C中所展示之部分640描繪根據範例之第一中間光柵604內的z方向光柵組態642之表示。如所展示,光柵組態642可具有特定角度,以使得如由箭頭644表示之光線可以某一方式傳播穿過第一中間光柵604,以使得光線可在經導引於第一中間光柵604中時以某一方向朝向第二中間光柵606輸出。舉例而言,歸因於如本文所論述之串擾,以圖6C中所展示之方式輸出光線可導致如圖6A中所展示在人眼窗口616上出現重疊影像622。
現參考圖7A,其描繪根據範例之包括體積布拉格全像光柵(VBG)之配置的波導組態700之圖。類似於圖6A中所描繪之波導組態600,波導組態700可用於顯示系統中,類似於圖3之近眼顯示系統300。波導組態700可包括輸入體積布拉格全像光柵(VBG)702(「輸入光柵」或「IG」)、第一中間體積布拉格全像光柵(VBG)704(「第一中間光柵」或「MG1」)、第二中間體積布拉格全像光柵(VBG)706(「第二中間光柵」或「MG2」)及輸出體積布拉格全像光柵(VBG)708(「輸出光柵」或「OG」)。輸入光柵702、第一中間光柵704、第二中間光柵706及輸出光柵708中之各者可包括以使得接收到之光傳播(例如,折射、繞射及/或反射)至如由箭頭710所展示之某些方向的光柵組態。
根據實例,波導組態700中之光柵702至708中之至少一者可經定向以減少(例如,防止或最小化)重疊影像622顯示於人眼窗口716上。舉例而言,光柵702至708中之至少一者可經定向以使得來自光源712之顯示光714經導向至預定義方向,該預定義方向使得人眼窗口716上之重疊影像622之出現減少。藉助於範例,第一中間光柵704之z方向可經定向以使得顯示光714經導向至預定義z方向,該顯示光可包括經由光柵702至708中之一些當中之串擾720傳播之光,該預定義z方向使得人眼窗口716上之重疊影像622之出現減少。舉例而言,串擾720可在不導向人眼窗口716之方向上經導引。實情為,可在無預期影像718之重疊影像之出現的情況下將預期影像718顯示於人眼窗口716上。
現參考圖7B,其展示對應於圖7A中所描繪之光穿過第一中間光柵704及第二中間光柵706之傳播的k向量圖730。在比較k向量圖730與k向量圖630時,可看見k向量在z方向上不同。k向量圖630及730亦展示色散為守恆的,例如,k向量在圖7A中與圖7B所展示之組態之間守恆。具體而言,例如,可藉由在輸入光柵602及輸出光柵608兩者中具有相同光柵向量Ka且在第一中間光柵604及第二中間光柵606中具有相同光柵向量Kb來使k向量守恆。在波導組態700中,Kb變成Kb',此意謂第一中間光柵604及第二中間光柵606之光柵向量在波導組態700中均調整至Kb'。因為第一中間光柵704之光柵向量仍與波導組態700中之第二中間光柵706之光柵向量相同,所以入射光714及射出光到達718之k向量仍守恆。
k向量圖630及730分別展示波導組態600、700之k向量守恆。具體而言,射線向量在(0,0,1)處首先進入輸入光柵602、702,其中
kx=
ky=0且
kz=1。射線向量接著跟隨Ka,且達到k2(輸入光柵602、702之Ka)。射線向量接著跟隨Kb以達到k3(第一中間光柵604之kb)或跟隨Kb'達到k3(第一中間光柵702之kb')。應注意,k1、k2及k3為k向量圖630、730上所展示之三個截距。當光在k3處傳播且達到第二中間光柵606、706,其中光可體驗-Kb或-Kb',由此返回至方向k2且達到輸出光柵608、708。當輸出光柵608、708提供-Ka時,射線方向變成k1,其與輸入光柵602、702傳播光之入射方向相同。因此,色散為零或類似守恆。
在以上論述中,Kb經設計以覆蓋所需FOV及光譜,同時維持較小光柵區。如本文所描述翻轉Kb z-分量不改變FOV及光譜覆蓋範圍,同時維持相同光柵大小。此亦可導致如本文所論述之重疊影像路徑620之減少。
圖7C展示圖7A中所描繪之第一中間光柵704之一部分740的放大橫截面圖。具體而言,圖7C中所展示之部分740描繪根據範例之第一中間光柵704內的z方向光柵組態742之表示。如所展示,光柵組態742可具有特定角度,以使得如由箭頭744表示之光線可以某一方式傳播穿過第一中間光柵704,以使得光線可在經導引於第一中間光柵704中時以某一方向朝向第二中間光柵706輸出。以圖7C中所展示之方式輸出光線可導致人眼窗口716上之重疊影像622的出現之減少(例如,最小化或防止)。
在比較圖6C及圖7C中,可看見,部分740中所展示之光柵742之z方向與部分640中所展示光柵642的z方向相對。換言之,光柵642之z方向可解釋為正常z方向,且光柵742之z方向可與正常z方向相對。藉助於其中正常z方向為N之特定範例,光柵742之z方向可為-N。同樣地,在其中光柵642之正常z方向為-N之特定範例中,光柵742之z方向可為N。在一個方面,且如圖6C及圖7C中所展示,光線644、744可在相同z方向上導引於第一中間光柵604、704中。然而,光線644、744可在不同z方向上導向第二中間光柵606、706。因此,影像718可仍按預期出現於人眼窗口716上,但人眼窗口716上之影像718之重疊影像的出現可減少,例如,防止或最小化。
儘管已在本文中特定地參考第一中間光柵704中之光柵組態742之z方向為與第一中間光柵604中的光柵組態642之正常z方向相對,但應理解,光柵702、706、708之其他者中之一或多者的光柵組態之z方向可替代或另外地經組態以減少人眼窗口716上之重疊影像的出現。舉例而言,第二中間光柵706中之光柵組態之z方向可類似地或替代地經定向成與第二中間光柵606中的光柵組態之z方向相對。換言之,第一中間光柵704及第二中間光柵706中之任一者或兩者可具有可減少人眼窗口716上之重疊影像的出現之光柵742組態。在一些範例中,可經由測試、模型化、歷史資料及/或其類似者判定第一中間光柵704及第二中間光柵706之任一者或兩者之光柵742組態。在一些範例中,第一中間光柵704及第二中間光柵706兩者之z方向可經定向至相同方向。
在一些範例中,體積布拉格全像光柵702至708可經圖案化(例如,使用正弦圖案化)至光聚合物材料之表面中及/或該表面上。因此,在一些範例中且以此方式,體積布拉格全像光柵(VBG)702至708可接收且導引經傳播光714以供使用者觀看。另外,在一些範例中,體積布拉格全像光柵(VBG)702至708可經實施以「擴展」(亦即,水平地及/或豎直地)空間中待經觀看之區,使得使用者可觀看所顯示影像718而不管使用者之眼睛之瞳孔可在何處。因此,在一些範例中,藉由擴展此觀看區,體積布拉格全像光柵(VBG)702至708可確保使用者可在各種方向上移動其眼睛且仍觀看所顯示影像718。
圖8說明根據範例之用於呈眼鏡之形狀的顯示系統800之後置安裝配置之圖。在一些範例中,顯示系統800可包括第一透鏡組合件802及第二透鏡組合件804。如所展示,橋805可耦接第一透鏡組合件802及第二透鏡組合件804。透鏡組合件802、804中之各者可包括等效於圖7A中描繪之波導組態700的波導組態。舉例而言,第一透鏡組合件802可包括可包括輸入光柵808、第一中間光柵810、第二中間光柵812及輸出光柵814之波導組態806。儘管未展示,但第一透鏡組合件802可包括置放於輸出光柵814後方之人眼窗口716。舉例而言,波導組態806可形成於第一光聚合物層中且人眼窗口716可形成於鄰近第一光聚合物層之第二光聚合物層中。
另外,第二透鏡組合件804可包括可包括輸入光柵822、第一中間光柵824、第二中間光柵826及輸出光柵828之波導組態820。第二透鏡組合件804亦可包括置放於輸出光柵828後方之人眼窗口716。舉例而言,波導組態820可形成於第一光聚合物層中且人眼窗口716可形成於鄰近第一光聚合物層之第二光聚合物層中。
根據範例,第一透鏡組合件802及第二透鏡組合件804中之第一中間光柵810、824中之各者可分別包括類似於圖7C中所展示的光柵組態742之光柵組態。就此而言,第一透鏡組合件802可使得第一影像可由使用者之右眼觀看,同時第一影像之重疊影像之出現減少。另外,第二透鏡組合件804可使得第二影像可由使用者之左眼觀看,同時第二影像之重疊影像之出現減少。
如圖8中所展示,顯示系統800可包括當顯示系統800相對於使用者之眼睛置放時可緊接於使用者之右鏡腿置放的第一鏡腿830。顯示系統800亦可包括當顯示系統800相對於使用者之眼睛置放時可置放至使用者之左鏡腿的第二鏡腿832。第一投影器834可置放於第一鏡腿830附近或上且第二投影器836可置放於第二鏡腿832附近或上。第一投影器834及第二投影器836中之各者可類似於圖7中描繪之光源712(例如,投影器712)。就此而言,第一投影器834可經置放且經組態以將來自第一投影器834之顯示光838導引至輸入光柵808,使得對應於第一影像之顯示光838可傳播穿過光柵808至814以顯示於例如第一透鏡組合件802的人眼窗口上。同樣地,第二投影器836可經置放且經組態以將顯示光840導引至輸入光柵822,使得對應於第二影像之顯示光840可傳播穿過光柵822至828以顯示於例如第二透鏡組合件804之人眼窗口上。
因此,在一些範例中,第一透鏡組合件802及第二透鏡組合件804可分別呈現第一影像及第二影像以當穿戴顯示系統800時由使用者之各別眼睛觀看以產生同步「雙目」觀看。亦即,在一些範例中,由第一透鏡組合件802投射之第一影像及投射於第二透鏡組合件804上之第二影像可均勻地且對稱地「合併」以為顯示系統800的使用者產生雙目視覺效應。在其他範例中,可從顯示系統800省略第一透鏡組合件802或第二透鏡組合件804中之一者,使得將單目觀看提供至顯示系統800之使用者。
在前述描述中,描述各種發明性範例,包括裝置、系統、方法及其類似者。出於解釋之目的,闡述特定細節以便提供對本發明之範例之透徹理解。然而,顯然是各種實例可在無此等特定細節之情況下實踐。舉例而言,裝置、系統、結構、組合件、方法及其他組件可以方塊圖形式展示為組件,以免以不必要之細節混淆範例。在其他情況下,可在無必要細節之情況下展示熟知之裝置、過程、系統、結構及技術,以免混淆範例。
圖式及描述不意欲為限定性的。已在本揭示中使用之術語及表述用作描述之術語且不為限制性的,且在使用此類術語及表述中,不欲排除所展示及描述之特徵的任何等效者或其部分。字語「範例」在本文中用以意謂「充當範例、個例或說明」。不必將本文中描述為「範例』之任何具體實例或設計解釋為比其他具體實例或設計較佳或優於其他具體實例或設計。
儘管如本文所描述之方法及系統可主要針對數位內容(諸如視訊或互動式媒體),但應瞭解如本文所描述之方法及系統亦可用於其他類型之內容或情境。如本文所描述之方法及系統之其他應用程式或使用亦可包括社交網路連接、營銷、基於內容之推薦引擎,及/或其他類型之知識或資料驅動系統。
100:人工實境系統環境
110:控制台
112:應用程式商店
114:頭戴裝置追蹤模組
116:虛擬實境引擎
118:眼球追蹤模組
120:近眼顯示器
122:顯示電子元件
124:顯示光學元件
126:定位器
128:位置感測器
130:眼球追蹤單元
132:慣性量測單元
140:輸入/輸出介面
150:外部成像裝置
200:頭戴式顯示裝置
220:主體
223:底側
225:前側
227:左側
230:頭部條帶
300:近眼顯示器
305:框架
310:顯示器
330:照明器
340:攝影機
350A:感測器
350B:感測器
350C:感測器
350D:感測器
350E:感測器
400:光學系統
410:影像源
420:投影器光學元件
430:出射瞳孔
490:眼睛
492:視網膜
494:中央窩
500:波導
501:基板
502:光聚合物層
503:干擾圖案
600:波導組態
602:輸入體積布拉格全像光柵
604:第一中間體積布拉格全像光柵
606:第二中間體積布拉格全像光柵
608:輸出體積布拉格全像光柵
610:箭頭
612:投影器
614:顯示光
616:人眼窗口
618:影像
620:虛線箭頭/重疊影像路徑
622:重疊影像
630:k向量圖
640:部分
642:z方向光柵組態
644:箭頭
700:波導組態
702:輸入體積布拉格全像光柵
704:第一中間體積布拉格全像光柵
706:第二中間體積布拉格全像光柵
708:輸出體積布拉格全像光柵
710:箭頭
712:光源
714:顯示光
716:人眼窗口
718:影像
720:串擾
730:k向量圖
740:部分
742:z方向光柵組態
744:光線
800:顯示系統
802:第一透鏡組合件
804:第二透鏡組合件
805:橋
806:波導組態
808:輸入光柵
810:第一中間光柵
812:第二中間光柵
814:輸出光柵
820:波導組態
822:輸入光柵
824:第一中間光柵
826:第二中間光柵
828:輸出光柵
830:第一鏡腿
832:第二鏡腿
834:第一投影器
836:第二投影器
838:顯示光
840:顯示光
本揭示之特徵藉助於範例說明且不限於以下圖式,在該等圖式中,相同標號指示相同元件。所屬技術領域中具有通常知識者將自以下容易地認識到,可在不脫離本文中所描述之原理的情況下採用圖式中所說明之結構及方法的替代性範例。
[圖1]說明根據範例之包括近眼顯示器之人工實境系統環境的方塊圖。
[圖2]說明根據範例之呈頭戴式顯示器(HMD)裝置之形式的近眼顯示器之透視圖。
[圖3]為根據範例之呈一對眼鏡之形式的近眼顯示器之透視圖。
[圖4]說明根據範例之近眼顯示系統中之光學系統的示意圖。
[圖5]說明根據範例之波導之圖。
[圖6A]說明根據範例之包括體積布拉格全像光柵(VBG)之配置的波導之圖。
[圖6B]展示對應於圖6A中所描繪之光穿過第一中間光柵及第二中間光柵之傳播的k向量圖。
[圖6C]展示圖6A中所描繪之第一中間光柵之一部分的放大橫截面圖。
[圖7A]說明範例之包括體積布拉格全像光柵(VBG)之配置的波導之圖。
[圖7B]展示對應於圖7A中所描繪之光穿過第一中間光柵及第二中間光柵之傳播的k向量圖。
[圖7C]展示圖7A中所描繪之第一中間光柵之一部分的放大橫截面圖。
[圖8]說明根據範例之用於呈眼鏡之形狀的顯示系統之後置安裝配置之方塊圖。
600:波導組態
602:輸入體積布拉格全像光柵
604:第一中間體積布拉格全像光柵
606:第二中間體積布拉格全像光柵
608:輸出體積布拉格全像光柵
610:箭頭
612:投影器
614:顯示光
616:人眼窗口
618:影像
620:虛線箭頭/重疊影像路徑
622:重疊影像
Claims (20)
- 一種顯示系統,其包含: 穿戴式眼鏡配置,其包含: 透鏡組合件,其包含: 投影器,其用以傳播與一影像相關聯之顯示光;及 波導,其用於將該顯示光傳播至人眼窗口,其中該第一波導包含該顯示光依序傳播穿過之複數個光柵,且其中該複數個光柵中之至少一者經定向以將該顯示光傳播至該複數個光柵中之下一個光柵,同時減少該人眼窗口上之該影像之重疊影像的出現。
- 如請求項1之顯示系統,其中該複數個光柵中之各者包含多工光柵間距。
- 如請求項2之顯示系統,其中該複數個光柵中之該至少一者的一z方向經定向以使得第一顯示光經導引至預定義z方向,該預定義z方向使得該人眼窗口上之該重疊影像之該出現減少。
- 如請求項3之顯示系統,其中該複數個光柵中之該至少一者的該z方向包含與該複數個光柵中之該至少一者之正常z方向相對的一方向。
- 如請求項1之顯示系統,其中該複數個光柵包含: 輸入光柵; 第一中間光柵; 第二中間光柵;及 輸出光柵,其中該第一顯示光將依序傳播穿過該輸入光柵、該第一中間光柵、該第二中間光柵及該輸出光柵至該人眼窗口。
- 如請求項5之顯示系統,其中該複數個光柵中之該至少一者包含該第一中間光柵、該第二中間光柵或該第一中間光柵及該第二中間光柵兩者。
- 如請求項1之顯示系統,其中該穿戴式眼鏡配置進一步包含: 另一透鏡組合件,其包含: 另一投影器,其用以傳播與另一影像相關聯之另一顯示光;及 另一波導,其用於將另一影像傳播至另一人眼窗口,其中該另一波導包括另一顯示光依序傳播穿過之複數個光柵,且其中另一波導中之該複數個光柵中之至少一者經定向以將另一顯示光傳播至下一個光柵,同時減少該另一人眼窗口上之另一影像之重疊影像的出現。
- 如請求項1之顯示系統,其中該複數個光柵中之各者包含體積布拉格全像光柵。
- 如請求項7之顯示系統,其中該第二波導中之該複數個光柵中的該至少一者之一z方向經定向以使得第二顯示光經導引至一預定義z方向,該預定義z方向使得該另一人眼窗口上之該重疊影像之該出現減少。
- 如請求項7之顯示系統,其中該穿戴式眼鏡配置包含: 第一鏡腿,其中該第一投影器位於該第一鏡腿附近或該第一鏡腿上;及 第二鏡腿,其中該第二投影器位於該第二鏡腿附近或該第二鏡腿上。
- 一種設備,其包含: 第一透鏡組合件,其包含: 第一波導,其用以傳播與來自第一投影器之第一影像相關聯之第一顯示光,該第一波導包括: 輸入光柵; 第一中間光柵;及 輸出光柵,其中該輸入光柵將從該第一投影器接收該第一顯示光且將該接收到之第一顯示光導引至該第一中間光柵,且該第一中間光柵將該第一顯示光導向該輸出光柵,同時減少一第一人眼窗口上之該第一影像之一重疊影像的一出現;及 第二透鏡組合件,其連接至該第一透鏡組合件。
- 如請求項11之設備,其中該輸入光柵、該第一中間光柵及該輸出光柵中之各者包含多工光柵間距,且其中該第一中間光柵之一z方向經定向以使得該第一顯示光經導引至一預定義z方向,該預定義z方向使得該第一人眼窗口上之該重疊影像之該出現減少。
- 如請求項12之設備,其中該第一中間光柵之該z方向包含與該第一中間光柵的正常z方向相對之一方向。
- 如請求項11之設備,其中該第二透鏡組合件包含: 第二波導,其用於將第二影像傳播至第二人眼窗口,其中該第二波導包括複數個光柵,該第二顯示光依序傳播穿過該複數個光柵,且其中該第二波導中之該複數個光柵中之至少一者經定向以將該第二顯示光傳播至下一個光柵,同時減少該第二人眼窗口上之該第二影像之重疊影像的出現。
- 如請求項14之設備,其中該第二波導中之該複數個光柵中之該至少一者的一z方向經定向以使得該第二顯示光經導引至一預定義z方向,該預定義z方向使得該第二人眼窗口上之該重疊影像之該出現減少。
- 一種穿戴式眼鏡,其包含: 第一透鏡組合件;及 第二透鏡組合件,其連接至該第一透鏡組合件, 其中該第一透鏡組合件及該第二透鏡組合件中之各者包含: 波導,其用於將影像之顯示光傳播至人眼窗口,其中該波導包括複數個光柵,該複數個光柵具有使得該顯示光依序傳播穿過該複數個光柵之位向,且其中該複數個光柵中之至少一者經定向以將該顯示光傳播至下一個光柵,同時減少該人眼窗口上之該影像之重疊影像的出現。
- 如請求項16之穿戴式眼鏡,其中該第一透鏡組合件及該第二透鏡組合件中之各者的該波導包含: 輸入光柵; 第一中間光柵; 第二中間光柵;及 輸出光柵,其中該輸入光柵將從一投影器接收該顯示光且將該接收到之顯示光導引至該第一中間光柵,該第一中間光柵將該顯示光導引至該第二中間光柵,該第二中間光柵將該顯示光導引至該輸出光柵,且該輸出光柵將該顯示光導引至該人眼窗口。
- 如請求項17之穿戴式眼鏡,其中該輸入光柵、該第一中間光柵、該第二中間光柵及該輸出光柵中之各者包含多工光柵間距,且其中該第一中間光柵、該第二中間光柵或該第一中間光柵及該第二中間光柵兩者之一z方向經定向以使得該顯示光經導引至一預定義z方向,該預定義z方向使得該人眼窗口上之該重疊影像之該出現減少。
- 如請求項17之穿戴式眼鏡,其進一步包含: 第一光源,其用以將該顯示光投射至該第一透鏡組合件之該輸入光柵上;及 第二光源,其用以將該顯示光投射至該第二透鏡組合件之該輸入光柵上。
- 如請求項19之穿戴式眼鏡,其進一步包含: 第一鏡腿,其中該第一光源位於該第一鏡腿附近或該第一鏡腿上;及 第二鏡腿,其中該第二光源位於該第二鏡腿附近或該第二鏡腿上。
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