CN108803028A - 光束导向设备 - Google Patents

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Abstract

描述了光束导向设备。用于光束导向设备的示例装置。该装置包括弯曲透镜和分束器，分束器附接到弯曲透镜，用于将入射光束分成多条光束。该装置还可包括耦合全息光学元件(HOE)，该耦合全息光学元件附接到弯曲透镜以使该多条光束转向到全息耦合角度。该装置还可包括一对波导HOE，该一对波导HOE用于在弯曲透镜内反射该多条光束。该装置还可包括解耦HOE，该解耦HOE用于使该多条光束从全息耦合角度转向而离开弯曲透镜。

Description

光束导向设备
技术领域
本技术一般涉及用于可穿戴设备的光束的导向(guiding)。更具体地，本技术涉及用于头戴式可穿戴设备的多层光束导向技术。
背景技术
投射光束可被用于向用户显示虚拟对象。虚拟对象对用户的显示可为用户提供增强现实或虚拟现实体验。光束对用户的投射可包括类似于护目镜或眼镜的穿戴于头部遮盖双眼的组件。可被用于在增强或虚拟现实中传播或显示虚拟对象的附加组件可包括移动设备、可穿戴设备或显示设备，包括可以保持或附接在用户视线中的那些组件。
附图简述
图1是使用全息光学元件导向系统将图像投射到用户眼中的可穿戴设备的示例的示图；
图2是示出弯曲透镜上的两个全息光学元件波导之间的光束传播的可穿戴弯曲透镜特写的示例的示图；
图3是从弯曲透镜可穿戴设备观看虚拟图像的用户的俯视图的示图；
图4是示出用于光束导向的示例计算设备的框图；
图5是示出用于光束导向的方法的流程图；
图6是示出存储用于光束导向设备的代码的计算机可读介质的框图；
图7是被分解以显示内部组件的头戴式显示系统的示意图；以及
图8是示出用于光束导向的设备中的数据流的示例的示意图。
在整个公开和附图中使用相同的标号指示相似的组件和特征。100系列的标号涉及在图1中最初可见的特征，200系列的标号涉及在图2中最初可见的特征，以此类推。
具体实施方式
增强现实(AR)和虚拟现实(VR)玻璃和玻璃状设备能以眼镜、护目镜、遮阳板等形式被穿戴或保持在用户的视线中。在整篇文档中，除非另有说明，对增强现实的引用还可指虚拟现实技术或AR与VR之间的混合。在整篇文档中，除非另有说明，对虚拟现实的引用还可指增强现实技术或AR与VR之间的混合。这些设备可以直接朝向用户的眼睛投射光，或者可使用部分反射介质或反射介质来朝向用户的眼睛引导(direct)光。在本文档中对反射光、导向光和传播光的介质的引用可指代用于控制光束的路径并且是可互换的这些技术和介质以及类似的技术和介质，除非通过示例另外指定或区分。
用户的视场可包括用户可在中央和外围视觉中看到的任何物体，包括反射、导向或投射到用户的中央和外围视觉中的无阻碍的视线和图像。朝向用户视场中的表面导向光和图像的动作可包括使用光投射仪、功率源或处理资源(诸如处理器)。这些光投射物品的集合可以被称为光学引擎。光学引擎可在物理上是设备的一部分或与设备物理地分离。
当图像从投射仪投射、反射或以其他方式导向到用户的眼睛中时，图像可以视觉上占据的显示空间的尺寸可称为眼盒(eyebox)，并且可具有称为眼盒尺寸的尺寸。AR体验中的用户可看到跨越其整个视场的眼盒中的虚拟对象，或者眼盒可以更小，使得眼盒覆盖用户的视场的一部分。用户可观看的虚拟对象可包括对数字屏幕显示器上示出的对象常见的图像属性，包括分辨率、亮度、颜色和其他可见特征。
用于AR的设备可具有体积、重量和形状考虑以增强耐久性、不显眼性和易用性。因此，使将技术添加到可用设备和可穿戴配件的影响最小化的技术可以是本技术的特征。例如，为了改善AR的用户的视场，一些设备自身在物理上扩大投射仪或者向设备添加多个投射仪，使得用户的眼盒尺寸变得扩大以覆盖更多的用户视场。随着投射仪被扩大或投射仪数量增加，整个设备的体积和重量也会增加。类似地，随着成像变得越来越复杂并且图像变得越来越大且在分辨率上变得更加精细，可能会包括附加的投射仪和功率，但是这会导致设备的重量增加并改变设备以适应附加的体积。反射技术可包括用于导向光束进行反射的特征或许多平组件，而不是通过使用弯曲的反射和光导向表面。
使用平透镜特征会导致与眼镜的典型弯曲外观不相似的设备。虽然在一些产品中，平组件可与弯曲组件合并或组合，但使用平表面和弯曲表面两者会增加体积、重量和复杂性，并且会降低最终产品的耐用性。此外，使用体积庞大的组合棱镜、平波导或具有面板显示器的替代透镜的系统可能很大且笨重，具有平透镜，并且可能使用户无法观看部分或全部视场。对于通常的眼镜来说，眼镜的玻璃弯曲且存在很少的附接部分(如果有的话)。当前公开的技术实现了大的眼盒尺寸、虚拟图像的全色谱、弯曲玻璃、大视场以及与提供类似结果的技术相比较不显眼的光学引擎。在示例中，光学引擎可以与微机电系统(MEMS)扫描镜、微扫描仪、激光扫描仪、空间光调制器或微光电机械系统一起工作。
在示例中，投射仪可包括光源、准直透镜、2轴扫描镜和投射透镜。在此示例中，光源可以是垂直腔表面发射激光器(VCSEL)、边缘发射激光器、微型LED、谐振腔LED或量子点激光器。虽然投射的波长可以是单色的，但投射的波长也可以是红色、绿色和蓝色(RGB)的。准直透镜用于将准直光束从光源中取出。扫描镜可扫描两个或更多个轴以便能够投射2D图像。投射透镜用于在虚拟图像平面处投射虚拟图像并校正诸如散光、彗差(coma)和梯形失真(keystone)之类的光学像差。在示例中，图像投射仪是朝向AR透镜投射图像的基于MEMS的扫描镜和RGB光源。
在本公开中，透明透镜(例如透明AR透镜)可以由结合有多层全息光导和组合光学器件的玻璃或玻璃状物质制成。组合光学器件被记录在数个透明的全息光学元件(HOE)中。在示例中，HOE可以是膜上的全息图，且膜可以粘贴在透镜上。HOE用于创建多个眼盒、将光耦合到光导中、导向光、从光导解耦光、并创建成像光瞳。该多个眼盒可在位置上重叠，使得用户的所得视场出现在来自多个眼盒的组合的看起来更大的眼盒中。将光耦合至具有HOE的光导中允许传播介质是弯曲的。光导进一步允许投射光的入射光束避免弯曲透镜表面与空气的界面处的光焦度(optical power)。尽管全内反射(TIR)依赖于玻璃-空气界面处的光的反射，但全息图膜的反射可以在不使用全内反射的情况下起作用。特别是，TIR依赖于对平界面的使用，而HOE波导可以弯曲。如果使用TIR的透镜不平，则平TIR波导透镜会在每次反射时引入光焦度。在弯曲透镜中使用TIR的系统中，在每次反射时，在TIR波导内行进的光通过光焦度进行变换。通过光焦度变换的光在没有对系统的每条射线和光束进行复杂的校正的情况下可变形超出识别范围。对于具有环形形状的正常眼镜透镜(诸如复曲面透镜)，对弯曲TIR波导透镜的使用可能包括误差，其中对HOE波导的使用可避免此问题。
此外，所公开的设备可使用基于MEMS的投射仪来在基于HOE的导向器上生成图像。导向器允许投射仪在不增加投射仪或对应光学引擎的尺寸的情况下投射增加的眼盒尺寸或与重叠眼盒对应的多条光束。系统中的衍射光栅可从最初投射的光束生成多个眼盒。通过衍射光栅，投射仪光束可以到达数个堆叠的HOE，这些HOE形成波导，用于将来自光耦合器的光束在透镜内导向到光解耦器，以便为用户形成图像。
在以下公开中，陈述了诸如特定类型的处理器和系统配置、特定硬件结构、特定指令类型、特定系统组件等的多个特定细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，对本领域普通技术人员显而易见的是，不一定要采用这些具体细节来实施本公开的技术。在其它实例中，未详细描述公知的组件或方法，诸如具体或替代的处理器架构、用于所描述算法的具体逻辑电路/代码、具体固件代码、具体互连操作、具体逻辑配置、具体制造技术和材料、具体编译器实现、代码中算法的具体表达、具体掉电和功率限制技术/逻辑、以及计算机系统的其它具体操作细节，以避免不必要地模糊本公开的技术。
图1是使用HOE导向器系统将图像投射到用户眼中的可穿戴设备100的示例的示图。弯曲透镜102可以是透视(或透明)透镜，并且可以是玻璃、聚碳酸酯、塑料、光致变色材料、聚氨酯或具有包括聚氨酯基单体结构材料的聚合物或单体结构的其它材料。用于显示虚拟对象、纹理、文本或其他可视化的图像可由扫描仪生成以供投射。在示例中，扫描仪可以是投射仪104的一部分，并且可以是基于MEMS的扫描仪以避免将非透明面板显示器放置在靠近透镜处。使用小型扫描仪，对图像的投射可用硬件来完成并且可被封围于一副眼镜的正常尺寸的杆中，其中图像被投射在用户头部与镜片之间的自由空间中以到达分束器。投射仪104被示为基于MEMS的投射仪。投射仪104的尺寸相比于面板显示器的尺寸可以是小的，并且因此投射仪可以装配在眼镜杆内。在示例中，投射仪可以是小型扫描镜和激光源。
在图1中，由投射仪104投射的图像聚焦在附接或直接施加到弯曲透镜102上的分束器106上。取决于分束器位置，分束器106可以是反射式或透射式衍射光学元件(DOE)或HOE。例如，分束器106可被应用于凸外侧上的弯曲透镜102并且是反射分束器。在图1中，分束器106被放置在弯曲透镜102的内凹侧上，并允许透过其自身。如图1所见，分束器106可被直接放置在玻璃上，远离观看者的中央视觉，并且光可通过使用全息波导而在玻璃内部被导向。分束器106将入射光束分离成以不同角度传播的光束阵列。在示例中，光束阵列能以多种图案来制作，这些图案诸如具有任何尺寸(2x2、3x3、2x3、2x10光束等)的正方形阵列、矩形阵列、六角形阵列。使用分束器可以增加结果眼盒尺寸。结果眼盒尺寸与分束器角分离以及在阵列内生成的斑点数目以及阵列尺寸成正比。
由投射仪102投射的图像被分束器106分成以彼此稍微不同的角度传播通过弯曲透镜102的多个图像。当光束传播通过弯曲透镜102和分束器106时，它们将与耦合HOE 108相交。耦合全息图用于将分离光束耦合到全息波导中。为了在全息波导中耦合，耦合光束能以介于波导的全息图的角接受带宽之间的角度来定向。耦合HOE 108被记录和应用，使得耦合HOE的设计调整光的方向以将多个图像引导到位于弯曲透镜102的内凸曲面上的内部波导HOE 112。耦合HOE 108的光学功能是倾斜镜的一种。放置在玻璃表面上的全息图而不是玻璃-空气界面来对光进行导向。全息图的记录允许全息图像平面镜那样工作，即使全息图放置在弯曲的几何形状玻璃上。例如，如果准直光束耦合到弯曲全息波导中，则其将在弯曲波导中的整个传播过程中保持准直，看不到光焦度。而且，与平的波导相比，在弯曲表面上使用全息图膜的视场(FOV)可不受全内反射角度限制的限制。依赖于空气-玻璃界面之间的全内反射的平波导可具有从全内反射角度到90°(在此范围内反射仍然存在，并且其中角度是从法线到表面测量的)的反射。在示例中，与表面垂直入射的光束具有0°入射角，并且在全内反射角度(例如60°)直到90°之间发生全内反射。与平波导不同，在弯曲表面上使用全息图膜将不会基于全内反射范围来定义用户的FOV。相反，在弯曲表面上使用全息导向可被记录以允许FOV超过全反射角可允许的范围。
外部波导HOE 110形成弯曲透镜102的光导的一半。当光从外部波导HOE 110的反射耦合全息图反射时，它将穿过弯曲透镜102以与内部波导HOE112相交。内部波导HOE 112位于弯曲透镜102的凹曲面上。光导由两个相对放置的反射全息图形成，一个作为外部波导HOE 110，而另一个作为内部波导HOE 112。HOE放置在塑料透镜上，从而使该系统比全显示投射轻。
光在这两部分全息光导内反弹，直到其到达输出端或解耦HOE 114。在此系统中使用全息波导包括仔细选择波导中的每一个波导的每个全息图的角度选择性。随着光和图像从波导解耦，光束可离开眼盒，将与由分束器产生的光束共享相同的斑点分布。如本文所使用的，斑点分布是指由分束器产生的衍射图案，其中此图案可以是以2×2、3×2或其他布置对齐的正方形、矩形、重复的六边形和其它形状。分束器斑点分配器给出与分束器形状的图案相匹配并且在尺寸和布置方面对应的眼盒形状。斑点的分布和布置与眼盒的形状和尺寸对应。分离光束被耦合HOE和解耦HOE反射的角度可以是相同角度的相反方向，或者可以是用于将图像朝向用户引导的其他角度。在示例中，分离光束被解耦HOE反射的角度不在波导的角度选择性内。可将特定角度和全息图印刷到通过基于弯曲角度、待发送的光束带宽的记录过程并且通过HOE波导的记录属性来施加的耦合和解耦HOE。
图2是示出弯曲透镜102上的两个HOE波导之间的光束传播的可穿戴弯曲透镜特写200的示例的示图。同样编号的项如图1所述。
如上所讨论的，成对的HOE波导基于粘贴到每个波导的全息图而与两个平面镜类似地起作用。在示例中，粘贴可以是任何附接工艺，包括用于玻璃或塑料的层压、用于HOE膜的浇注或注入、或取决于所涉及的介质的印刷。可使用两条或更多条相干的激光束来记录全息图。通过记录全息图，相应地，HOE波导可充当用于入射光束的平面镜，即使HOE波导膜被置于弯曲的几何形状的玻璃上。例如，如果准直光束202被耦合在弯曲的HOE波导110、112中，则准直光束202在弯曲波导中的整个传播过程中保持准直，看不到光焦度。如本文中所使用的，光焦度是指透镜特别是在透镜-空气界面处使光会聚或发散的程度。通过由HOE元件的反射来避免光焦度允许光束避免透镜-空气界面的扭曲和方向改变效应。
如此处所示，多个HOE以堆叠的形式组装在一起。在示例中，HOE还可在单个HOE层中被复用以避免必须堆叠全息图膜(堆叠全息图膜增加了系统的复杂性)。使用HOE进行反射的一个工作原理是基于每个全息图的光学效率优化。例如，通过记录特定的接受角带宽内的最有效的参数，可优化用于HOE波导中的每个全息图膜。耦合HOE可被优化以反射从投射仪角度传入的射线并以另一特定角度范围引导它们。HOE反射的范围则可处于波导HOE的角接受带宽的较大范围内，而不是TIR所需的较小接受角度。
在图1和2中，在耦合HOE与波导HOE的重叠区域处，可通过对入射光束的角度选择来对光束进行过滤。例如，如果入射光束与耦合或解耦HOE的角度在第一范围内，则这些入射光束可基于它们对全息图的入射角被全息图反射或透射。在示例中，HOE材料和波导材料的折射率可彼此接近或相同以避免幻影反射(ghost reflection)。
使用HOE波导，光可被导向直到达到如图1所示的解耦HOE。解耦HOE 114将来自两部分波导的光解耦，并形成用于用户观看的系统的出瞳。
图3是从弯曲透镜可穿戴设备300观看虚拟图像的用户的俯视图的示图。相似编号的项如上所述。
由图3提供的示例是当前公开的技术的一个示例上下文。例如，用户302可穿戴具有弯曲透镜102的AR使能眼镜。图3中所示的眼镜包括眼镜杆304，眼镜杆304可包含并支撑投射仪以朝向弯曲透镜102投射激光或其他光。该副眼镜的杆304可用用于光传播的开口包住投射仪。如关于图1所讨论的，杆304中的投射仪朝向弯曲透镜102上的分束器引导初始投射光束306。在弯曲透镜102的内部，光束可被分离、耦合、导向，然后从波导解耦以离开弯曲透镜102。出射光束308可形成供用户302观看的一个或多个眼盒。
图4是示出用于光束导向的示例计算设备的框图。该计算设备400可以是，例如，膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、移动设备、或服务器等等。计算设备400可包括中央处理单元(CPU)402，被配置为执行所存储的指令；以及存储器设备404，存储可由CPU 402执行的指令。CPU 402可通过总线406耦合到存储器设备404。另外，CPU 402还可以是单核处理器、多核处理器、计算簇、或者任意数量的其他配置。进一步，计算设备400可包括多于一个的CPU 402。存储器设备404可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、或任何其他合适的存储器系统。例如，存储器设备404可包括动态随机存取存储器(DRAM)。
计算设备400还可包括图形处理单元(GPU)408。如所示，CPU 402可通过总线406耦合至GPU 408。GPU 408可被配置为执行计算设备400中的任意数量的图形操作。例如，GPU408可被配置为呈现或操作图形化图像、图形帧、视频等，使其向计算设备400的用户显示。
存储器设备404可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、或任何其他合适的存储器系统。例如，存储器设备404可包括动态随机存取存储器(DRAM)。
CPU 402还可通过总线406连接至输入/输出(I/O)设备接口410，该接口410被配置为将计算设备400连接至一个或多个I/O设备412。I/O设备412可包括，例如，键盘和指向设备，其中指向设备可包括触摸板或触摸屏等等。I/O设备412可以是计算设备400的内置组件，或可以是从外部连接至计算设备400的设备。在一些示例中，存储器404可通过直接存储器访问(DMA)通信地耦合到I/O设备412。I/O设备412还可以是用于检测所显示的校准图案图像的相机。该相机可以是检测可见光、红外光或任何电磁可检测信号的组合的相机。
CPU 402还可通过总线406链接至显示接口414，该显示接口414被配置为将计算设备400连接至显示设备416。显示设备416可包括显示屏，该显示屏为计算设备400的内置组件。显示设备416还可包括计算设备400内部或从外部连接至计算设备400的计算机监视器、电视机、或投射仪等等。投射仪可将所存储的校准图案图像显示到投射表面。
计算设备还包括存储设备418。存储设备418是诸如硬盘驱动器、光盘驱动器、拇指驱动器、驱动器阵列、或其中任意组合之类的物理存储器。存储设备418还可包括远程存储驱动器。
计算设备400还可包括网络接口控制器(NIC)420。NIC 420可被配置为通过总线406将计算设备400连接到网络422。网络422可以是广域网(WAN)、局域网(LAN)或因特网，等等。在一些示例中，设备可通过无线技术与其他设备通信。例如，设备可经由无线局域网连接与其他设备进行通信。在一些示例中，设备可以经由蓝牙或类似技术与其他设备连接和通信。
CPU 402可执行存储在功率提供器424(存储在存储器418中)中的指令，以指示向包括扫描镜和光源的投射仪提供功率。CPU 402可执行存储在光束投射仪中的指令以朝向弯曲透镜投射入射光束。在示例中，CPU 402可以执行存储在光束投射仪中的指令，以指示朝向分束器的投射光束要被分成多条光束，其中附接到弯曲透镜的耦合全息光学元件(HOE)使该多条光束转向到全息耦合角度，一对波导HOE反射该多条光束通过弯曲透镜，并且解耦HOE使该多条光束从全息耦合角度转向而离开弯曲透镜。
在此系统的示例中，分束器是衍射光学元件或全息光学元件。分束器还可安装在弯曲透镜的凸面或凹面上。在此系统的示例中，波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE是附接到弯曲透镜的凸面的柔性膜，而第二HOE是附接到弯曲透镜的凹面的柔性膜。在示例中，解耦HOE可使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒。在示例中，弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度。弯曲透镜是复曲面透镜形状。在示例中，入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜。
图4的框图并不旨在指示计算设备400包括图4中所示的全部组件。相反，计算设备400可包括图4中未示出的更少或附加的组件，诸如附加的USB设备、附加的访客设备等。取决于特定实现的细节，计算设备400可包括图4中未示出的任意数量的附加组件。此外，CPU402的功能中的任一者可部分地或完全地以硬件和/或处理器来实现。
图5是示出用于光束导向的方法的流程图。该示例方法通常由附图标记500表示，并且可通过使用上面的图5的系统400来实现。
在框502处，该方法包括利用附接到弯曲透镜的分束器将入射光束分成多条光束。在示例中，分束器是衍射光学元件或全息光学元件。在示例中，分束器可安装在弯曲透镜的凸面上或弯曲透镜的凹面上。在示例中，弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成。全息耦合角度可以小于该内反射角度。在示例中，弯曲透镜可以是复曲面透镜的形状。在示例中，入射光束可以是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜。
在框504处，该方法包括利用附接到弯曲透镜的耦合全息光学元件(HOE)使该多条光束转向到全息耦合角度。在框506处，该方法包括利用一对波导HOE以全息耦合角度反射该多条光束通过弯曲透镜。在示例中，波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE可以是附接到弯曲透镜的凸面的柔性膜，而第二HOE是附接到弯曲透镜的凹面的柔性膜。
在框508处，该方法包括利用解耦HOE使该多条光束从全息耦合角度转向而离开弯曲透镜。在示例中，解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒。
图6是示出存储用于光束导向设备的代码的计算机可读介质的框图。计算机可读介质600可由处理器602通过计算机总线604来访问。此外，计算机可读介质600可包括配置为引导处理器602执行本文所述的方法的代码。在一些实施例中，计算机可读介质600可以是非瞬态计算机可读介质。在一些示例中，计算机可读介质600可以是存储介质。然而，在任何情况下，计算机可读介质都不包括诸如载波、信号等之类的瞬态介质。
图6的框图并不旨在指示计算机可读介质600包括图6中所示的全部组件。此外，取决于特定实现的细节，计算机可读介质600可包括图6中未示出的任意数量的附加组件。
此处讨论的各软件组件可被存储在如图6中所示的一个或多个计算机可读介质600上。例如，功率提供器606可指示向包括扫描镜和光源的投射仪提供功率。处理器602可执行存储在光束投射仪608中的指令以朝向弯曲透镜投射入射光束。在示例中，处理器602可执行存储在光束投射仪中的指令，以指示朝向分束器的投射光束要被分成多条光束，其中附接到弯曲透镜的耦合全息光学元件(HOE)使该多条光束转向到全息耦合角度，一对波导HOE反射该多条光束通过弯曲透镜，并且解耦HOE使该多条光束从全息耦合角度转向而离开弯曲透镜。
在此计算机可读介质600的示例中，分束器可以是衍射光学元件或全息光学元件。分束器还可被安装在弯曲透镜的凸面或凹面上。在此计算机可读介质600的示例中，波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE是附接到弯曲透镜的凸面的柔性膜，而第二HOE是附接到弯曲透镜的凹面的柔性膜。在此计算机可读介质600系统的示例中，解耦HOE可使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒。弯曲透镜可由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度。弯曲透镜还可以是复曲面透镜形状。在此计算机可读介质600系统的示例中，入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜。
图6的框图并不旨在指示计算机可读介质600包括图6中所示的全部组件。此外，取决于特定实现的细节，计算机可读介质600可包括图6中未示出的任意数量的附加组件。
图7是被分解以显示内部组件的头戴式显示系统700的示意图。类似标记的项如关于图1和图3所描述的。
在安装和激活时，头戴式显示系统的组件可被组装成单件硬件以戴在头上并且生成将由可穿戴弯曲透镜102导向的光束。在示例中，头戴式显示系统700可作为AR眼镜系统的一部分在图3的框架304中实现。
光学引擎702可用于生成光束并朝向弯曲透镜102引导该光束以进行导向。光生成可以是通过激光生成器或其他形式的光投射。所生成的光可通过使用致动镜(actuatedmirror)在预期的方向上被引导以对该光进行导向。头戴式显示系统700可包括环境光传感器704以感测环境包括的光的亮度。基于从环境光传感器704检测到的光，光学引擎702可调整正被投射的输出光。在示例中，如果环境光被环境光传感器704检测为比以前的环境更亮，则光学引擎702可增加正朝向弯曲玻璃被投射的光的强度以供用户观看。
头戴式显示系统700可包括主板706，用于将组件、电路、检测仪器以及其他处理和存储资源保持为头戴式系统700的一部分。在示例中，主板可以是由玻璃纤维增强环氧树脂制成的印刷电路板，其中其一侧或两侧上结合有铜箔。例如，激光控制电路708可位于主板706上，用于驱动光学引擎702中的激光的脉冲。在示例中，激光控制电路可以是电流源，用于将电流递送到光学引擎702中的激光二极管以供激光二极管生成激光。
主板706还可包括IR接近设备710，用于检测用户是否正在戴着眼镜，如果传感器检测到用户不在戴着眼镜，则它使系统掉电以节省电池功率。IR接近设备可针对红外(IR)光，或者也可使用其他类型的接近检测传感器和光。
主板706还可包括图像片上系统(SoC)712。图像SoC 706可被用作要显示给用户的图像的处理和存储位置。基于要被投射的图像，图像SoC 714可指导激光控制电路708改变到光学引擎702的激光二极管的电流。在示例中，激光控制电路708可以是模拟专用集成电路(ASIC)。
如上所讨论的，主板706可将组件保持在多于一侧上。相应地，头戴式显示系统700示出了图7中的主板706的背面。主板706可保持陀螺仪714以帮助标识头戴式显示系统700的移动和位置。在示例中，陀螺仪可以是确定头戴式显示系统700的移动和定向的三轴陀螺仪、六轴陀螺仪或另一传感器。主板706可包括视频集成电路(IC)，用于生成发送到光学引擎702以供显示的视频信号。此视频生成可包括生成诸如水平和垂直同步信号以及消隐间隔信号之类的视频信号的定时。主板706可包括微机电系统(MEMS)驱动器718，用于提供并调整发送到光学引擎702中的镜子的电流。在示例中，MEMS驱动器718可被认为是激光控制电路708并且可以是ASIC。基于MEMS驱动器718中的电流的调制，镜子可改变位置以便朝向弯曲透镜102引导光以便对用户可见。头戴式显示系统700包括弯曲透镜102，其中来自光学引擎702的光可投射光，该光由HOE膜层导向并离开以在用户眼睛302处形成眼盒。
图8是示出用于光束导向的设备数据流800的示例的示意图。类似标记的项如关于图7所描述的。所示出的设备数据流800可作为AR眼镜系统的一部分在图3的框架304中实现。
伴随设备802可通过无线收发器804与主板706上的组件无线地连接和通信。在示例中，伴随设备可以是能够无线通信的电话、平板电脑、膝上型计算机、台式计算机或其他计算设备。无线收发器804可使用包括蜂窝通信、Wi-Fi连接、蓝牙或其他通信手段的多种通信方法。在示例中，伴随设备802可提供用于指导光学引擎702朝向弯曲玻璃光束导向器投射什么的图像、视频或数据。
此数据可在其到光学引擎板806的途中从无线收发器804行进到图像SoC 712。光学引擎板806可保持用于指导光学引擎702的组件。在示例中，图像SoC 712可包括图像处理IC 808和图像存储810。存储在图像存储810上的数据可从先前生成的图像中持久显示，或者可以是从无线收发器804接收到的新图像数据。图像处理IC 808可获取从无线收发器接收并存储在图像存储810中的数据，并通过视频IC 716将此数据提供给光学引擎板806。
视频IC 716可指导MEMS驱动器718和激光控制电路708。激光控制电路708可提供和修改提供给位于光学引擎702中的MEMS镜812的电流。类似地，激光控制电路708可提供和修改提供给位于光学引擎702中的激光二极管814或若干激光二极管的电流。
光学板还可保持光电二极管816，光电二极管816可向激光控制电路708或视频IC716提供反馈，以允许这些组件调整其输出。光电二极管816可以是将检测到的光转换为电流的半导体装置，并且可以将此特征用作已由头戴式显示系统700输出的光的传感器。在示例中，光电二极管816可以被实现为环境光传感器704。在示例中，光电二极管816可被用于测量由朝向弯曲透镜投射光的激光二极管814生成的光输出。
提供上述内容作为设备数据流800和头戴式显示系统700的指导和示例。这些组件可以一起工作来指导激光器和MEMS模块。取决于具体实现的细节，附加的集成电路可与控制激光器和MEMS模块相关联。
示例
示例1
一个或多个计算机的系统可被配置为通过在系统上安装软件、固件、硬件或其组合来执行特定操作或动作，所述软件、固件、硬件或其组合在操作中使该系统执行动作。一个或多个计算机程序可被配置为通过包括在由数据处理装置执行时使装置执行动作的指令来执行特定操作或动作。一个总体方面包括用于光束导向设备的弯曲透镜装置，包括：弯曲透镜；分束器，该分束器附接到所述弯曲透镜，用于将入射光束分成多条光束；耦合全息光学元件(HOE)，该HOE附接到弯曲透镜以使该多条光束转向到全息耦合角度；一对波导HOE，该一对波导HOE用于在弯曲透镜内反射该多条光束；以及解耦HOE，该解耦HOE用于使该多条光束从全息耦合角度转向而离开弯曲透镜。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的计算机系统、装置和计算机程序，其中的每一个被配置为执行所述方法的动作。
实现可包括以下特征中的一个或多个：其中分束器是衍射光学元件的装置。其中分束器是全息光学元件的装置。其中分束器被安装在弯曲透镜的凸面上的装置。其中分束器被安装在弯曲透镜的凹面上的装置。其中波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的装置。其中解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的装置。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的装置。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的装置。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的装置。其中分束器是衍射光学元件的方法。其中分束器是全息光学元件的方法。其中分束器被安装在弯曲透镜的凸面上的方法。其中分束器被安装在弯曲透镜的凹面上的方法。其中波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的方法。其中解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的方法。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的方法。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的方法。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的方法。其中分束器是衍射光学元件的计算机可读介质。其中分束器是全息光学元件的计算机可读介质。其中分束器被安装在弯曲透镜的凸面上的计算机可读介质。其中分束器被安装在弯曲透镜的凹面上的计算机可读介质。其中波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的计算机可读介质。其中解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的计算机可读介质。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的计算机可读介质。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的计算机可读介质。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的计算机可读介质。其中分束器是衍射光学元件的系统。其中分束器是全息光学元件的系统。其中分束器被安装在弯曲透镜的凸面的系统。其中分束器被安装在弯曲透镜的凹面的系统。其中波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的系统。其中解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的系统。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的系统。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的系统。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的系统。其中用于分离光束的装置是衍射光学元件的装置。其中用于分离光束的装置是全息光学元件的装置。其中用于分离光束的装置被安装在弯曲透镜的凸面上的装置。其中用于分离光束的装置被安装在弯曲透镜的凹面上的装置。其中波导装置包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的装置。其中用于解耦的装置使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的装置。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的装置。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的装置。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的装置。所描述的技术的实现可包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。
示例2
一个总体方面包括一种用于在弯曲透镜中组合光束的方法，包括：使用附接到弯曲透镜的分束器将入射光束分成多条光束；使用附接到弯曲透镜的耦合全息光学元件(HOE)来使该多条光束转向到全息耦合角度；使用一对波导HOE以全息耦合角度在弯曲透镜内反射该多条光束；以及使用解耦HOE使该多条光束从全息耦合角度转向而离开弯曲透镜。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的计算机系统、装置和计算机程序，其中的每一个被配置为执行所述方法的动作。
实现可包括以下特征中的一个或多个：其中分束器是衍射光学元件的方法。其中分束器是全息光学元件的方法。其中分束器被安装在弯曲透镜的凸面上的方法。其中分束器被安装在弯曲透镜的凹面上的方法。其中波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的方法。其中解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的方法。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的方法。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的方法。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的方法。其中分束器是衍射光学元件的计算机可读介质。其中分束器是全息光学元件的计算机可读介质。其中分束器被安装在弯曲透镜的凸面上的计算机可读介质。其中分束器被安装在弯曲透镜的凹面上的计算机可读介质。其中波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的计算机可读介质。其中解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的计算机可读介质。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的计算机可读介质。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的计算机可读介质。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的计算机可读介质。其中分束器是衍射光学元件的系统。其中分束器是全息光学元件的系统。其中分束器被安装在弯曲透镜的凸面的系统。其中分束器被安装在弯曲透镜的凹面的系统。其中波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的系统。其中解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的系统。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的系统。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的系统。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的系统。其中用于分离光束的装置是衍射光学元件的装置。其中用于分离光束的装置是全息光学元件的装置。其中用于分离光束的装置被安装在弯曲透镜的凸面上的装置。其中用于分离光束的装置被安装在弯曲透镜的凹面上的装置。其中波导装置包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的装置。其中用于解耦的装置使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的装置。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的装置。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的装置。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的装置。所描述的技术的实现可包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。
示例3
一个总体方面包括一种有形、非瞬态计算机可读介质，包括指令，所述指令在被处理器执行时指导所述处理器来：向包括扫描镜和光源的投射仪提供功率；并且朝向弯曲透镜投射入射光束。该有形介质还包括分束器，用于将入射光束分成多条光束。该有形介质还包括耦合全息光学元件(HOE)，该HOE附接到弯曲透镜以使该多条光束转向到全息耦合角度。该有形介质还包括一对波导HOE，该一对波导HOE用于在弯曲透镜内反射该多条光束。该有形介质还包括解耦HOE，该解耦HOE用于使该多条光束从全息耦合角度转向而离开弯曲透镜。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的计算机系统、装置和计算机程序，其中的每一个被配置为执行所述方法的动作。
实现可包括以下特征中的一个或多个：其中分束器是衍射光学元件的计算机可读介质。其中分束器是全息光学元件的计算机可读介质。其中分束器被安装在弯曲透镜的凸面上的计算机可读介质。其中分束器被安装在弯曲透镜的凹面上的计算机可读介质。其中波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的计算机可读介质。其中解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的计算机可读介质。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的计算机可读介质。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的计算机可读介质。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的计算机可读介质。其中分束器是衍射光学元件的系统。其中分束器是全息光学元件的系统。其中分束器被安装在弯曲透镜的凸面的系统。其中分束器被安装在弯曲透镜的凹面的系统。其中波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的系统。其中解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的系统。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的系统。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的系统。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的系统。其中用于分离光束的装置是衍射光学元件的装置。其中用于分离光束的装置是全息光学元件的装置。其中用于分离光束的装置被安装在弯曲透镜的凸面上的装置。其中用于分离光束的装置被安装在弯曲透镜的凹面上的装置。其中波导装置包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的装置。其中用于解耦的装置使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的装置。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的装置。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的装置。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的装置。所描述的技术的实现可包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。
示例4
一个总体方面包括用于光束导向设备的系统，包括：弯曲透镜；分束器，该分束器附接到所述弯曲透镜，用于将入射光束分成多条光束；耦合全息光学元件(HOE)，该HOE附接到弯曲透镜以使该多条光束转向到全息耦合角度；一对波导HOE，该一对波导HOE用于在弯曲透镜内反射该多条光束；以及解耦HOE，该解耦HOE用于使该多条光束从全息耦合角度转向而离开弯曲透镜。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的计算机系统、装置和计算机程序，其中的每一个被配置为执行所述方法的动作。
实现可包括以下特征中的一个或多个：其中分束器是衍射光学元件的系统。其中分束器是全息光学元件的系统。其中分束器被安装在弯曲透镜的凸面的系统。其中分束器被安装在弯曲透镜的凹面的系统。其中波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的系统。其中解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的系统。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的系统。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的系统。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的系统。其中用于分离光束的装置是衍射光学元件的装置。其中用于分离光束的装置是全息光学元件的装置。其中用于分离光束的装置被安装在弯曲透镜的凸面上的装置。其中用于分离光束的装置被安装在弯曲透镜的凹面上的装置。其中波导装置包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的装置。其中用于解耦的装置使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的装置。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的装置。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的装置。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的装置。所描述的技术的实现可包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。
示例5
一个总体方面包括用于光束导向设备的弯曲透镜装置，包括：弯曲透镜；用于分离光束的装置，该用于分离光束的装置附接到所述弯曲透镜，用于将入射光束分成多条光束；全息光学元件(HOE)耦合装置，该HOE耦合装置附接到弯曲透镜以使该多条光束转向到全息耦合角度；一对波导装置，该一对波导装置在弯曲透镜内反射该多条光束；以及用于解耦的装置，该用于解耦的装置用于使该多条光束从全息耦合角度转向而离开弯曲透镜。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的计算机系统、装置和计算机程序，其中的每一个被配置为执行所述方法的动作。
实现可包括以下特征中的一个或多个：其中用于分离光束的装置是衍射光学元件的装置。其中用于分离光束的装置是全息光学元件的装置。其中用于分离光束的装置被安装在弯曲透镜的凸面上的装置。其中用于分离光束的装置被安装在弯曲透镜的凹面上的装置。其中波导装置包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的装置。其中用于解耦的装置使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的装置。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的装置。其中弯曲透镜是复曲面透镜形状的装置。其中入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中眼镜框架固定弯曲透镜的装置。所描述的技术的实现可包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。
示例6：
一个或多个计算机的系统可被配置为通过在系统上安装软件、固件、硬件或其组合来执行特定操作或动作，所述软件、固件、硬件或其组合在操作中使该系统执行动作。一个或多个计算机程序可被配置为通过包括在由数据处理装置执行时使装置执行动作的指令来执行特定操作或动作。一个总体方面包括用于对光束导向的头戴式显示系统，包括：框架。该头戴式显示系统还包括安装在框架中的图像处理集成电路。该头戴式显示系统还包括安装在框架中的光学引擎；以及安装在框架中的弯曲透镜，该弯曲透镜。该头戴式显示系统还包括附接到弯曲透镜的分束器，该分束器用于将来自光学引擎的光束分成多条光束。该头戴式显示系统还包括耦合全息光学元件(HOE)，该HOE附接到弯曲透镜以使该多条光束转向到全息耦合角度。该头戴式显示系统还包括一对波导HOE，该一对波导HOE用于在弯曲透镜内反射该多条光束。该头戴式显示系统还包括解耦HOE，该解耦HOE用于使该多条光束从全息耦合角度转向而离开弯曲透镜。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的计算机系统、装置和计算机程序，其中的每一个被配置为执行所述方法的动作。
实现可包括以下特征中的一个或多个：其中波导HOE包括第一HOE和第二HOE，第一HOE附接到弯曲透镜的凸面，第二HOE附接到弯曲透镜的凹面的系统。其中解耦HOE使该多条光束转向而离开弯曲透镜以形成多个眼盒的系统。其中弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中全息耦合角度小于该内反射角度的系统。其中光学引擎包括以下各项的系统：激光二极管，用于生成光束；以及微机电系统(MEMS)镜，用于朝向弯曲透镜引导光束。该系统包括无线收发器，用于向图像处理集成电路提供数据以供头戴式显示设备显示。该系统包括无线计算设备，用于耦合至无线收发器以传送图像数据以供头戴式显示设备显示。所描述的技术的实现可包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。
尽管已参考有限数量的实施例描述了本技术，但是，本领域技术人员将从其中理解很多修改和变型。所附权利要求旨在涵盖落入本技术的真实精神与范围的所有此类修改与变型。
如本文中所使用的模块指的是硬件、软件、和/或固件的任何组合。作为示例，模块包括与非瞬态介质相关联的诸如微控制器之类的硬件，该非瞬态介质用于存储适于由该微控制器执行的代码。因此，在一个实施例中，对模块的引用是指硬件，该硬件被专门配置成识别和/或执行要保存在非瞬态介质上的代码。另外，在另一实施例中，模块的使用是指包括代码的非瞬态介质，该代码专门适于由微控制器执行以进行预定操作。在又一实施例中，术语模块(在该示例中)可以指微控制器和非瞬态介质的组合。通常，被示为分开的模块边界一般不同，并且潜在地重叠。例如，第一和第二模块可共享硬件、软件、固件、或它们的组合，同时潜在地保留一些独立的硬件、软件或固件。在一个实施例中，术语逻辑的使用包括诸如晶体管、寄存器之类的硬件或诸如可编程逻辑器件之类的其他硬件。
上述方法、硬件、软件、固件或代码的实施例可以经由存储在机器可访问、机器可读、计算机可访问、或计算机可读介质上可由处理元件执行的指令或代码来实现。非瞬态机器可访问/可读介质包括提供(即，存储和/或发送)诸如计算机或电子系统之类的机器可读形式的信息的任何机制。例如，非瞬态机器可访问介质包括：随机存取存储器(RAM)，诸如，静态RAM(SRAM)或动态RAM(DRAM)；ROM；磁或光存储介质；闪存设备；电存储设备；光存储设备；声存储设备；用于保持从瞬态(传播)信号(例如，载波、红外信号、数字信号)接收的信息的其他形式的存储设备；等等，这些与可从其接收信息的非瞬态介质相区别。
被用于对逻辑进行编程以执行本技术的诸个实施例的指令可被存储在系统的存储器(诸如，DRAM、高速缓存、闪存、或其他存储器)中。进一步的，指令可经由网络或通过其他计算机可读介质来分发。因此，机器可读介质可包括用于以机器(诸如，计算机)可读形式存储或发送信息的任何机制，但不限于：软盘、光盘、紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡、闪存、或在经由互联网通过电、光、声、或其他形式的传播信号(诸如，载波、红外信号、数字信号等)发送信息中所用的有形机器可读存储器。因此，计算机可读介质包括适用于存储或发送机器(例如，计算机)可读形式的电子指令或信息的任何类型的有形机器可读介质。
在上述说明书中，已经参考特定实施例给出了具体实施方式。可显而易见的是，可对这些实施例作出各种修改和改变，而不背离如所附权利要求所述的本技术的更宽泛精神和范围。相应地，应当认为说明书和附图是说明性的而不是限制性的。此外，实施例和其他语言的上述使用不一定指的是同一实施例或同一示例，而可能指的是不同和独特的实施例，也有可能是同一实施例。

Claims (25)

1.一种用于光束导向设备的弯曲透镜装置，包括：
弯曲透镜；
分束器，所述分束器附接到所述弯曲透镜，用于将入射光束分成多条光束；
耦合全息光学元件HOE，所述耦合全息光学元件附接到所述弯曲透镜以使所述多条光束转向到全息耦合角度；
一对波导HOE，所述一对波导HOE用于反射所述多条光束通过所述弯曲透镜；以及
解耦HOE，所述解耦HOE用于使所述多条光束从全息耦合角度转向而离开所述弯曲透镜。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分束器是衍射光学元件。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分束器是全息光学元件。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分束器被安装在弯曲透镜的凸面上。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分束器被安装在弯曲透镜的凹面上。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述波导HOE包括第一HOE和第二HOE，所述第一HOE附接到所述弯曲透镜的凸面，所述第二HOE附接到所述弯曲透镜的凹面。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述解耦HOE使所述多条光束转向而离开所述弯曲透镜以形成多个眼盒。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中所述全息耦合角度小于所述内反射角度。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弯曲透镜是复曲面透镜形状。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中所述眼镜框架固定所述弯曲透镜。
11.一种用于在弯曲透镜中组合光束的方法，包括：
使用附接到弯曲透镜的分束器将入射光束分成多条光束；
使用附接到所述弯曲透镜的耦合全息光学元件HOE使所述多条光束转向到全息耦合角度；
使用一对波导HOE以全息耦合角度反射所述多条光束通过所述弯曲透镜；以及
使用解耦HOE使所述多条光束从全息耦合角度转向而离开所述弯曲透镜。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述分束器是衍射光学元件。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述分束器是全息光学元件。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述分束器被安装在弯曲透镜的凸面上。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述分束器被安装在弯曲透镜的凹面上。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述波导HOE包括第一HOE和第二HOE，所述第一HOE附接到所述弯曲透镜的凸面，所述第二HOE附接到所述弯曲透镜的凹面。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述解耦HOE使所述多条光束转向而离开所述弯曲透镜以形成多个眼盒。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述弯曲透镜由具有对应的最大全内反射角度的材料制成，并且其中所述全息耦合角度小于所述内反射角度。
19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述弯曲透镜是复曲面透镜形状。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，入射光束是从眼镜框架的杆投射的激光，其中所述眼镜框架固定所述弯曲透镜。
21.一种用于光束导向设备的系统，包括：
弯曲透镜；
分束器，所述分束器附接到所述弯曲透镜，用于将入射光束分成多条光束；
耦合全息光学元件HOE，所述耦合全息光学元件附接到所述弯曲透镜以使所述多条光束转向到全息耦合角度；
一对波导HOE，所述一对波导HOE用于反射所述多条光束通过所述弯曲透镜；以及
解耦HOE，所述解耦HOE用于使所述多条光束从全息耦合角度转向而离开所述弯曲透镜。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述分束器是衍射光学元件。
23.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述分束器是全息光学元件。
24.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述分束器被安装在弯曲透镜的凸面上。
25.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述分束器被安装在弯曲透镜的凹面上。
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