CN108957752A - 头戴式显示器 - Google Patents
头戴式显示器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108957752A CN108957752A CN201810801507.5A CN201810801507A CN108957752A CN 108957752 A CN108957752 A CN 108957752A CN 201810801507 A CN201810801507 A CN 201810801507A CN 108957752 A CN108957752 A CN 108957752A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- image
- optics device
- light
- switchable
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 41
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 claims description 90
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000005276 holographic polymer dispersed liquid crystals (HPDLCs) Substances 0.000 claims description 7
- 238000009738 saturating Methods 0.000 claims description 2
- 239000004983 Polymer Dispersed Liquid Crystal Substances 0.000 claims 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 4
- 240000006409 Acacia auriculiformis Species 0.000 description 3
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 description 3
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 210000000162 simple eye Anatomy 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0808—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more diffracting elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
- G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0127—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the depth of field
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B2027/0141—Head-up displays characterised by optical features characterised by the informative content of the display
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/017—Head mounted
- G02B2027/0178—Eyeglass type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
- G02B2027/0185—Displaying image at variable distance
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
- G02B27/0103—Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements
Abstract
一种头戴式显示器(“HMD”)包括显示模块、光组合器、控制电路和透镜。显示模块产生图像光,且光组合器用于将图像光与外部场景光组合。透镜被定位成接收图像光。透镜能够动态改变透镜的至少一个透镜特性。控制电路控制透镜以动态改变透镜的至少一个透镜特性。
Description
本案是申请日为2015年1月7日、申请号为201580006638.9、发明名 称为“用于头戴式显示器的动态透镜”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开总地涉及光学器件,并尤其但非排他地涉及头戴式显示器。
背景技术
头戴式显示器(head mounted display,“HMD”)是佩戴在头部上或头 部周围的显示设备。HMD通常结合有某种近眼光学系统来形成位于观察者 前方某处的虚拟图像。单个眼睛的显示器被称为单眼HMD,而两个眼睛的 显示器被称为双眼HMD。遮蔽式HMD,也称为沉浸式HMD,将虚拟图像 投射到黑色背景上(投射光学器件不是透视的)。透视式HMD也投射虚拟 图像,但是它们同时是透明的(或半透明的),并且投射光学器件被称为组 合器光学器件,这是因为它们将虚拟图像组合在现实上。增强现实是透视式 HMD的一个方面,其中虚拟图像被叠加到现实。
HMD具有多种实际和休闲应用。历史上,第一个应用存在于航空应用 中,其在不使他们的眼睛离开飞行路径的情况下准许飞行员看到重要飞行控 制信息(它们被称为头盔式显示器(Helmet Mounted Display)并通常用于 旋翼飞行器)。平视显示器(Heads UpDisplay,“HUD”)通常用于非旋翼飞 行器,如飞机或喷气式飞机中,其中组合器位于挡风玻璃上而非头盔上。 HUD也用于汽车中,其中光组合器可被集成在挡风玻璃中或靠近挡风玻璃。公共安全应用包括地图的战术显示和热成像。其他应用领域包括视频游 戏、运输和电信。随着技术发展,一定会新发现的实用应用和休闲应用;然 而,这些应用中的很多由于用于实现现有HMD的传统光学系统的尺寸、重 量、视野和效率而受到限制。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供一种头戴式显示器(“HMD”),包括:显 示模块,用于产生图像光;光组合器,用于将图像光与外部场景光组合,其 中所述光组合器包括反射元件,所述反射元件被耦合以接收图像光并在向眼 睛方向上引导图像光;叠置的可切换透镜,所述叠置的可切换透镜被光学耦 合以接收图像光,其中所述叠置的可切换透镜包括至少第一切换光学器件和 第二切换光学器件;以及控制电路,所述控制电路被配置成选择性触发第一 切换光学器件和第二切换光学器件,其中第一切换光学器件被配置成在被控 制电路触发时将图像光朝向第一向眼睛区域引导,并且其中,第二切换光学 器件被配置成在被控制电路触发时将图像光朝向第二向眼睛区域引导,第一 向眼睛区域不同于第二向眼睛区域。
附图说明
本发明的非限制性和非穷尽性实施例参照下面的附图描述,图中相同 的参考标记在各个视图中始终表示相同部件,除非另有所指。
图1A描绘了包括显示模块、光中继、分束器和端部反射器的示例光组 合器的顶部横截面图。
图1B示出了被引导到光组合器的用户的估计视野的向眼睛区域 (eyeward-region)中的计算机产生的图像。
图2A示出了根据本公开的实施例的控制可调谐透镜的控制电路,该可 调谐透镜接收要被引导到向眼睛区域的图像光。
图2B-2E示出了根据本公开的实施例的可用作图2A中的可调谐透镜的 可调谐透镜的示例。
图2F示出了根据本公开的实施例的由可调谐透镜引导到相同向眼睛区 域的不同深度的计算机产生的图像。
图3A示出了根据本公开的实施例的控制叠置(stacked)可切换透镜的 控制电路,该叠置可切换透镜接收要被引导到不同向眼睛区域中的图像光。
图3B示出了根据本公开的实施例的显示模块和控制示例叠置可切换透 镜的控制电路,该叠置可切换透镜包括三个切换光学器件(switching optic)。
图3C示出了根据本公开的实施例的可以用在叠置可切换透镜内的示例 切换光学器件配置。
图3D示出了根据本公开的实施例的被引导到不同向眼睛区域中的被拼 接到一起的计算机产生的图像。
图3E示出了根据本公开的实施例的被引导到不同向眼睛区域的未被拼 接到一起的计算机产生的图像。
图4A示出了根据本公开的实施例的发出图像光的显示模块和控制电 路,该控制电路被耦合以控制可重配置透镜,该可重配置透镜被定位成将图 像光引导到不同向眼睛区域中。
图4B-4D示出了根据本公开的实施例的可以用在图4A中的可重配置 透镜中的示例可重配置光学器件配置。
图5描绘了根据本公开的实施例的佩戴包括动态透镜的双眼头戴式显 示器的用户的顶视图。
具体实施例
在此描述包括动态透镜的头戴式显示器的实施例。在下面的描述中, 阐述了多个特定细节,以提供对实施例的全面理解。然而,相关领域技术人 员将认识到在此描述的技术能够在没有这些特定细节中的一个或多个的情况 下或者利用其它方法、部件、材料等实践。在其它情况下,公知的结构、材 料或操作没有被详细示出或描述,以避免使特定方面模糊不清。
在整个这个说明书中对“一个实施例”或“实施例”的提及意味着联 系该实施例描述的特定特征、结构或特点被包括在本发明的至少一个实施例 中。从而,短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在整个这个说明书中 的各个位置中的出现不一定都指代相同的实施例。此外,特定的特征、结构 或特点可以以任何适当的方式在一个或多个实施例中组合。
图1A描绘了示例光组合器100的顶部横截面图,该光组合器100包括 显示模块105、光中继(light relay)165、分束器131和端部反射器(end reflector)183。光组合器100可以集成在头部装备中以形成头戴式显示器 (“HMD”)。显示模块105投射计算机产生的图像(“CGI”)。显示模块105 可以通过发光二极管(“LED”)阵列、有机LED(“OLED”)阵列、量子点 阵列、激光扫描仪等实现。显示模块105也可以通过给LED显示器提供背 光的光源(例如,激光器、LED或灯泡)或者反射光源的硅上液晶 (“LCOS”)面板来实现。显示模块105可以被认为是“微型显示器”。端 部反射器183具有凹反射镜。
在操作中,显示模块105沿着前向路径180朝向端部反射器183发出 显示光(其可以是CGI光)。光中继165可以具有透明的结构,以准许显示 光的大多数或大部分沿着前向路径180穿过。光中继165可以由实心 (solid)透明材料(例如,玻璃、石英、丙烯酸塑料、透明塑料、PMMA、 ZEONEX-E48R等)制造,或者可以实现为具有内部空气间隙的固体壳 体,显示光可以穿过该内部空气间隙。光中继165可以操作以保护光路径, 但是不必使用全内反射(“TIR”)来以导引或限制显示光。
沿着前向路径180,显示光遇到分束器131。分束器131将显示光的第 一部分朝向光组合器100的外部场景侧反射并使显示光的第二部分通过。分 束器131可以是45度50/50非偏振分束器,这意味着其反射百分之五十的 光且使另外百分之五十的光通过。通过分束器131的显示光继续沿着前向路 径180,且端部反射器183将显示光沿着反向路径185反射回来。沿着反向 路径185的显示光遇到分束器131,该分束器131将显示光的一部分沿着反向路径185朝向光组合器100的向眼睛侧(eye-ward side)反射。图1所示 的实施例允许显示模块105所发出的显示光被投射到用户的眼睛160中,这 是计算机产生的图像被引导到向眼睛区域176中的方式。除了将图像引导到 向眼睛区域176中,光组合器100也可以允许外部场景光155的至少一部分 到达眼睛160(在一部分被分束器131反射之后)。
图1B示出了被引导到向眼睛区域176中的计算机产生的图像,向眼睛 区域176在光组合器100的用户的估计视野(field of view,“FOV”)190 中。在图1B中,FOV 190和向眼睛区域176被定义在x-y平面内。HMD的 典型用户可以具有水平近乎180°的自然视野(“FOV”)。来自光组合器100 的在向眼睛区域176内呈现的图像可以仅在用户的总FOV的15°(水平) 内并且仅在x-y平面内呈现给用户。在特定情境中,在FOV 190的不同深度 (z轴)和在大于用户的总FOV的15°(水平)内将图像和信息呈现给用户 会是有利的。
图2A示出了根据本公开的实施例的控制电路250,该控制电路250控 制可调谐透镜233,该可调谐透镜233接收要被引导到向眼睛区域276中的 图像光207。显示模块205产生图像光207,该图像光207传播通过可调谐 透镜233,且组合器230包括反射元件235,该反射元件235将图像光207 引导到向眼睛区域276。在一些实施例中,反射元件235是平面50/50反射 镜,其反射百分之五十的入射光并使剩余百分之五十的入射光通过。组合器 230可作为目镜集成在单眼或双眼HMD中。组合器230可以总体上是透明 的并由实心透明材料(例如,玻璃、石英、丙烯酸塑料、透明塑料、 PMMA、ZEONEX-E48R等)制造。组合器230的总体透明度允许外部场景 光155传播到眼睛160,以允许用户在组合器230位于用户的眼睛160前方时观察其环境。如果反射元件235也是部分透明的(例如,使百分之五十的 入射光通过),则其也将允许一些外部场景光155传播到眼睛160。显示模 块205可以通过发光二极管(“LED”)阵列、有机LED(“OLED”)阵列、 量子点阵列、激光扫描仪等实现。显示模块205也可以通过给LCD显示器 提供背光的光源(例如,激光器、LED或灯泡)或者反射光源的硅上液晶(“LCOS”)面板来实现。显示模块105可以被认为是“微型显示器”。
控制电路250可以包括处理器、现场可编程门阵列(“FPGA”)或其他 处理逻辑。控制电路250可以包括缓冲器和/或存储器,以存储指令、设 置、图像和其他数据。图2A中,控制电路250被耦合到透射型可调谐透镜 233并被配置成调节可调谐透镜233的焦距,以将图像光207中包括的(一 个或多个)图像聚焦在变化的聚焦深度处。控制电路250将聚焦信号254发 送到可调谐透镜233,以调节可调谐透镜233的焦距。聚焦信号254可以是 数字的或者模拟的。可调谐透镜233的焦距可以响应于聚焦信号254连续可 变。在一个实施例中,可调谐透镜233具有其可响应于聚焦信号254在其间 切换的限定的分立焦距位置,。
例如,可调谐透镜可以从法国的VariOptic购买。由瑞士的Optotune开 发的径向可拉伸对称膜(未示出)也可以用作可调谐透镜233。
图2B-2E示出了根据本公开的实施例的可被用作可调谐透镜233的可 调谐透镜的示例。图2B示出了液晶(“LC”)可调谐透镜248,其包括液晶 249。液晶249设置在两个电极247之间的区域245和244中。两个电极 247中的第一电极是平面的并在可调谐透镜248的接收侧上,而第二电极是 弯曲的。可调谐透镜248的离开侧(S偏振的显示光在此离开)与可调谐透 镜248的接收侧相对并平行于接收侧。当可调谐透镜248未被切换时(没有 电压被施加在电极247两端),被透镜接收的S偏振光遇到相同折射率,因 为在两个区域244和245中的液晶249类似地取向。因此,可调谐透镜248 基本上是透明的并基本上对接收到的S偏振光不提供光焦度,这是因为接 收侧和离开侧平行且在接收侧与离开侧之间的区域244和245中的折射率相 同。然而,当可调谐透镜248被切换时(电压被施加在电极247两端),在区域244中的液晶249的取向改变,这影响S偏振显示光所遇到的折射率。 由于在电压被施加到电极247两端时区域244的形状像透镜并具有与区域 245不同的折射率,因此区域244的形状作用为透镜并且将S偏振显示光聚 焦在焦距262处。在一些实施例中,聚焦信号254是施加在电极247两端的 电压。
图2C示出了可调谐透镜253,该可调谐透镜253利用与可调谐透镜 248类似的概念操作。然而,在图2C中,可调谐透镜253即使在其被未切 换时也保持针对S偏振显示光的光焦度,这是因为也作为不平行于可调谐 透镜253的接收侧的可调谐透镜253的离开侧的第二电极257的曲线 (curve)。当可调谐透镜253被切换时,液晶259的取向改变,这改变了S偏振显示光所遇到的折射率。不同的折射率将可调谐透镜253的焦距改变焦 距变量272(以及改变相应的光焦度)。
图2D和2E示出了根据本公开的实施例的可用作可调谐透镜233的可 调谐透镜263。图2D示出了当电压被施加到电极266时的可调谐液体透镜 263。利用疏水原理,电极266上的电压产生静电压力278,该静电压力278 使在可调谐液体透镜263中的所示出的水和油之间的交界弯曲。在图2D 中,静电压力278赋予可调谐液体透镜263正(会聚)光焦度。在图2E 中,没有电压被施加到电极266,这放松(relax)了静电压力,且可调谐透 镜263具有负(发散)光焦度。
回来参照图2A,控制电路250可以被耦合以控制显示模块205在图像 光207中包括不同图像。在一个实施例中,控制电路250被配置成控制显示 模块205以在图像光207中包括第一图像、第二图像和第三图像,同时也控 制可调谐透镜233,以在显示第一图像时将可调谐透镜233调节到第一焦距 241,在显示第二图像时将可调谐透镜233调节到第二焦距242,而在显示 第三图像时将可调谐透镜233调节到第三焦距243。虽然焦距241、242和 243在图2A中仅从反射元件235示出,但是可调谐透镜233的焦距241、 242和243是沿着从可调谐透镜233到给定焦点的光学路径测量的。选择不 同焦距(例如,241、242、243)的效果允许光学系统200在相同向眼睛区 域276中呈现具有相关联的深度的三个图像。来自每个焦距的焦点(示为黑 色填充圆圈)可以在眼睛160的后方,以便产生观察者的眼睛160可以聚焦于其上的虚拟图像。本领域技术人员将理解到,即使各焦距的焦点被示为在 眼睛160后方,眼睛160中的晶体仍将进一步把图像光207中的图像聚焦到 眼睛的后部上,使得它们对于用户而言是焦点对准的。
控制电路250可以被配置成以人眼160不可察觉的频率(例如, 240Hz)交织(interlace)图像。在一个示例中,在可调谐透镜233处于第 一焦距241的同时第一图像被显示10ms,在可调谐透镜被调节到第二焦距 242的同时没有图像被显示持续1ms,然后在可调谐透镜233处于第二焦距 242的同时第二图像被显示10ms,在可调谐透镜233被调节到第三焦距243 的同时没有图像被显示持续1ms,且然后在可调谐透镜233处于第三焦距 243的同时第三图像被显示10ms。没有图像被显示的1ms的时间段确保在 可调谐透镜233在焦距之间转变的同时没有图像被显示。
图2F示出了根据本公开的实施例的计算机产生的图像,该计算机产生 的图像被可调谐透镜233引导到相同向眼睛区域276的不同深度。在图2F 中,第一图像被示为字母“A”,并且被以第一聚焦深度291提供给眼睛 160。第二图像被示为在第二聚焦深度292处的字母“B”。第三图像被示为 在第三聚焦深度293处的字母“C”。第一、第二和第三图像聚焦在向眼睛 区域276的相同x-y坐标上,但是它们具有不同的深度(z轴)。取决于可调 谐透镜233的多大焦距在呈现图像,图像光207中的虚拟图像(例如,第 一、第二和第三图像)可以位于观察者眼睛160前方若干米的范围内。在一 个示例中,第一图像被呈现在一米处,第二图像被呈现在两米处,而第三图 像被呈现在三米处。由于第一、第二和第三图像的不同的深度,用户可以察 觉到它们的叠加组合。
图3A示出了根据本公开的实施例的控制电路350,该控制电路350控 制叠置的可切换透镜340,该可切换透镜340接收要被引导到不同向眼睛区 域内的图像光207。显示模块305产生传播通过叠置的可切换透镜340的图 像光207,且组合器330包括反射元件235,该反射元件235将图像光207 引导到向眼睛区域375、376和377。显示模块305可以基本上类似于显示 模块205,且组合器330可以基本上类似于组合器230。控制电路350可以 包括处理器、现场可编程门阵列(“FPGA”)或者其他处理逻辑。控制电路350可以包括缓冲器和/或存储器,以存储指令、设置、图像和其他数据。
在所示的实施例中,叠置的可切换透镜340是透射型叠置可切换透镜 340。图3B示出了控制电路350,该控制电路340被耦合以选择性触发第一 切换光学器件341、第二切换光学器件342和第三切换光学器件343。每个 切换光学器件在被触发时都具有静态规格(prescription)。用于不同切换光 学器件的规格可以在离轴量和/或焦距方面有所不同。当切换光学器件未被 触发时,其没有规格并且是基本上透明的。
在图3B中,当控制电路350触发切换光学器件341(且切换光学器件 342和343没有被触发并且是基本上透明的)时,图像光207被在方向361 上引导,这是因为切换光学器件341的规格包括离轴透镜化(lensing)特 性。当控制电路350触发切换光学器件342(且切换光学器件341和343没 有被触发并且是基本上透明的)时,图像光207被在方向362上引导。在所 示的实施例中,切换光学器件342可不必包括离轴透镜化特性。在其他实施 例中,切换光学器件342包括离轴特性。当控制电路350触发切换光学器件 343(且切换光学器件341和342未被触发并且是基本上透明的)时,图像 光207被在方向363上引导。
在图3B中,控制电路350也被耦合到显示模块305。控制电路350可 以被配置成在触发切换光学器件341(且不触发切换光学器件342和343) 的同时控制显示模块305在图像光207中包括第一图像,使得第一图像被在 方向361上引导。然后,控制电路可以在指示显示模块305在图像光207中 包括第二图像的同时停用切换光学器件341并触发切换光学器件342,使得 第二图像将被在方向362上引导。然后在触发切换光学器件343(同时切换 光学器件341和342被停用)的同时,显示模块305可以在图像光207中包 括第三图像(在控制电路350的指示下),使得第三图像被在方向363上引 导。图像可以以高到足以使人眼不可察觉(由于图像在眼睛160上的暂留) 的频率交织。换言之,显示模块305可以将显示的图像循环快到足以使用户 不能注意到(用户将察觉到第一、第二和第三图像被同时显示)(由于光在 眼睛160上的暂留)。
在图3B中,控制电路350可以连接到网络以接收和发送信息。在所示 的实施例中,控制电路350在利用到远程设备325的通信链路320(例如, 有线或无线连接),该远程设备325可以是服务器。控制电路350可以从远 程设备325接收数据,并配置数据以用于利用显示模块305显示。远程设备 325可以是任何类型的计算设备或发送器,其包括膝上型电脑、移动电话或 平板计算设备等,其被配置成向控制电路350发送数据。远程设备325和控 制电路可以包含实现通信链路320的硬件,诸如处理器、发送器、接收器、 天线等。此外,远程设备325可以采取计算系统的形式或实现为计算系统, 该计算系统与客户端设备通信并且被配置成代表该客户设备执行功能,所述 客户端设备诸如HMD。
在图3B中,通信链路320被示为无线连接;然而,也可以使用有线连 接。例如,通信链路320可以是有线的串行总线,如通用串行总线或并行总 线。有线连接同样可以是专用连接。通信链路320也可以是利用例如无线电技术、在IEEE 802.11(包括任何IEEE802.11版本)中描述的通信协 议、蜂窝技术(如GSM、CDMA、WiMAX、或LTE)、或技术等等 的无线连接。远程设备325可以经由互联网可访问,并可以包括与特定网络 服务(例如,社交网络、照片分享、地址簿等)相关联的计算集群。
图3C示出了根据本公开的实施例的可用在叠置可切换透镜340内的切 换光学器件配置的示例。图3C示出了被称为全息聚合物分散液晶 (holographic polymer-dispersed liquid crystals,“HPDLC”)的可切换全息光 技术。在HPDLC被触发(开启)时,其根据在全息介质中记录的全息光学 器件的法则影响光。然而,在可切换全息图被停用(关闭)时,可切换全息 光学器件可以显现为对遇到可切换全息光学器件的光基本上透明,并作用为 单纯的透明窗口。当可切换全息光学器件被关闭时,其可以稍微影响遇到其 的光,这是因为与全息介质相关联的折射率改变。作为简要概述,HPDLC 技术使用电激励来对齐液晶(与光敏全息介质混合),以形成衍射光栅。电 激励然后可以旋转液晶图案以显示为对特定偏振大体上(essentially)透 明,使得液晶不再形成衍射光栅。HPDLC技术可以例如以50us或更快地从 开切换到关。HDPLC技术可以从加利福尼亚州森尼韦尔的SGB Labs购得。
在图3C中,液晶被设置在被蚀刻为衍射光栅的蚀刻表面的两侧上。当 没有电压被施加到HDPLC透镜344的ITO电极(未被切换)时,S偏振光 所遇到的折射率相同,且HDPLC透镜344大体上对入射的S偏振光透明。 然而,当电压被施加到HDPLC透镜344的ITO电极(被切换)时,ITO电 极之间的折射率变化,并且由于其中一个ITO电极被成形为衍射光栅,因 此在两个不同折射率之间的交界处的衍射光栅对进入的S偏振“起作用”。 在所示的实施例中,衍射光栅具有正光焦度并且将S偏振光聚焦在一焦距 处。当切换光学器件342不包括离轴透镜化特性时,图3C中所示的 HDPLC透镜344可以用作切换光学器件342。当切换光学器件(例如,341 和343)包括离轴透镜化特性时,离轴透镜化特性可以被写入到HDPLC透 镜的全息图中。
在一个实施例中,每个切换光学器件(例如,341-343)被调谐,以基 于来自显示模块305的图像光将遇到切换光学器件的角度来对特定光波长起 作用(利用布拉格选择性原理)。每个切换光学器件可以仅具有一个对一个 特定谱(谱带宽)或者一个特定角度(角带宽)的布拉格选择性,并且那些 全息光学器件可以被称为具有“单一选择性”。每个切换光学器件也可以被 配置成包括多于一个布拉格选择性,因为有可能将多于一个的布拉格选择性 “记录”到给定全息介质中。于是,当被触发时,切换光学器件341、342 和343中的每一个都可以被配置成将图像光207的多个特定谱(例如,红、 绿和蓝)朝向眼睛160引导。在一个实施例中,每个切换光学器件具有三个 布拉格选择性波长,且显著量的图像光207以三个布拉格选择性波长为中 心。被配置成在多于一个特定谱上操作(具有多于一个布拉格选择性)的切 换光学器件可以被称为具有“多个选择性”。
图3D示出了根据本公开的实施例的被引导到不同的向眼睛区域375、 376和377的被拼接到一起的计算机产生的图像。向眼睛区域375、376、 377在用户的FOV 390之内。第一切换光学器件341在被触发时将图像光 207引导到第一向眼睛区域375。在图3D中,在向眼睛区域375中的第一 图像被示为信封。第二切换光学器件342在被触发时将图像光207引导到第 二向眼睛区域376。在向眼睛区域376中的第二图像被示为月历。第三切换 光学器件343在被触发时将图像光207引导到第三向眼睛区域377。在向眼 睛区域377中的第三图像被示为词“社交”。
在图3D中,第一、第二和第三图像被拼接到一起作为具有45°FOV的 相接(contigous)图像,这增大了图1B中所示的15°FOV。此外,FOV被 增大,而不必要求显示模块305的尺寸增大或者缩短光组合器的焦距,由于 组合器透镜的曲率要求,这倾向于产生“虫眼”美学(“bug eye”aesthetic)。代之,在第一、第二(如果有的话)和第三切换光学器件341、 342和343的每一个中的离轴量被设计为产生具有45°FOV的相接图像。要 理解的是,在一些实施例中,用户的眼睛160可以笔直看前方,以观察向眼 睛区域376中的第二图像,稍向左以观察向眼睛区域375,并稍向右以观察 向眼睛区域377。在所示的实施例中,第一、第二和第三图像全部都在大约 相同的深度(z轴)处,这是因为它们相应的切换光学器件具有相同的焦 距。然而,要理解的是,调节第一、第二和第三切换光学器件341、342和 343的焦距将在FOV 390中的图像深度上具有相对应的变化。在一个实施例 中,离轴透镜化特性被写入到切换光学器件341和343中,但切换光学器件 342不包括离轴透镜化特性。
图3E示出了根据本公开的实施例的被引导到不同向眼睛区域375、376 和377中的未被拼接到一起的计算机产生的图像。类似于图3D,向眼睛区 域375、376和377在用户的FOV 390内。然而,在图3E中,第一、第二 和第三图像没有被拼接到一起作为相接图像。然而,用户的FOV仍相比于 图1B中所示的15°FOV被更进一步地扩展。在图3E中,在第一、第二和 第三切换光学器件的每一个中的离轴量被设计成产生非相接图像。要理解的 是,调节不同切换光学器件的离轴量能够按需要在用户FOV 390内移动第 一、第二和第三图像。在所示的实施例中,第一、第二和第三图像全部都在 相同深度(z轴)处,因为它们的相对应切换光学器件具有大约相同的焦 距。然而,要理解的是,调节第一、第二和第三切换光学器件的焦距是有可 能的,并且该调节将在FOV 390中的图像的聚焦深度上具有相对应的变 化。
在图3D和3E中所示的两个实施例中,控制电路350可以使得显示模 块305将第一、第二和第三图像交织到图像光207中。控制电路350然后可 以在第一图像被包括在图像光207中时触发第一切换光学器件341(以将第 一图像引导到向眼睛区域375),在第二图像被包括在图像光207中时触发 第二切换光学器件342(以将第二图像引导到向眼睛区域376),而在第三图 像被包括在图像光207中时触发第三切换光学器件343(以将第三图像引导 到向眼睛区域377)。控制电路250可以以在眼睛160上产生暂留图像的刷 新率(例如240Hz)编排图像的交织。
图4A示出了根据本公开的实施例的发出图像光207的显示模块405和 控制电路450,该控制电路被耦合以控制可重配置透镜433,该可重配置透 镜433被定位成将图像光207引导到不同的向眼睛区域375、376和377 中。显示模块405产生图像光207,且可重配置透镜433接收图像光207并 依据可重配置透镜433的透镜状态将图像光207引导到向眼睛区域375、 376和377。显示模块405可以基本上类似于显示模块205,且组合器430 可以基本上类似于组合器230。控制电路450可以包括处理器、现场可编程 门阵列(“FPGA”)或其他处理逻辑。控制电路450可以包括缓冲器和/或存 储器,以存储指令、设置、图像和其他数据。
在图4A中,控制电路450被耦合到可重配置透镜433,且可重配置透 镜433响应于透镜配置信号451可被重配置到不同透镜状态。透镜配置信号 451可以是数字的或模拟的。可重配置透镜433的每个透镜状态的光焦度和 离轴特性可以在可重配置透镜433的约束之内配置。可重配置透镜433可以 被实时、(在其约束之内)任意地调谐到不同的透镜状态。控制电路450可 以使得显示模块405将第一、第二和第三图像交织到图像光207中。控制电 路450然后在第一图像被包括在图像光207中时将透镜433重配置到第一透 镜状态以将第一图像引导到向眼睛区域375,在第二图像被包括在图像光 207中时将透镜433重配置到第二透镜状态以将第二图像引导到向眼睛区域 376,而在第三图像被包括在图像光207中时将透镜433重配置到第三透镜 状态以将第三图像引导到向眼睛区域377。控制电路450可以以在眼睛160 上产生暂留图像的刷新率(例如,120Hz)编排图像的交织。与利用显示模 块405产生图像相一致地重配置可重配置透镜433到不同透镜状态(每个具 有其自己的光焦度和离轴特性)能够实现第一、第二和第三图像作为一个相 接暂留图像的布置,如图3D中所示。类似地,光学系统400能够实现第 一、第二和第三图像的布置,如图3E中所示。
图4B-4D示出了根据本公开的实施例的可以用在图4A中的可重配置 透镜433中的示例可重配置光学器件配置。更具体地说,图4B-4D示出了 可重配置反射透镜,其可被集成到可变形透镜或微机电系统中。图4B示出 了多样效率光栅(efficiency grating),图4C示出了闪耀光栅(blazed grating), 而图4D示出了衍射透镜。在图4B和4C中,Δ表示可重配置反射透镜的 (一个或多个)动态元件所产生的光栅周期,而δ表示可重配置反射透镜的单个元件的尺寸。可切换衍射透镜可源自于德国的Holo-eye,以及源自英国 的Light BlueOptics。在这些可重配置透镜中,离轴和焦距可以被实时、任 意地(经由透镜配置信号451)调谐。
图5描绘了根据本公开的实施例的佩戴双眼头戴式显示器的用户的顶 视图,该双眼头戴式显示器包括动态透镜。每个光组合器530可以利用光组 合器230、330或430的实施例来实现。元件532可以是反射元件235或者 可重配置透镜433,这取决于利用的实施例。虽然未示出,但可调谐透镜 233或叠置的可切换透镜340可以设置在显示模块505与元件532(其可以 是反射元件235)之间以分别实现图2A和3A的实施例。显示模块505可 以利用显示模块205/305/405来实现。
光组合器530被安装到框架组件,该框架组件包括鼻梁部506、左耳臂 510和右耳臂515。虽然图5示出了双眼实施例,但HMD 500也可以实现 为单眼HMD。两个光组合器530被固定到可以佩戴在用户的头部上的眼镜 布置中。左耳臂510和右耳臂515搁置在用户的耳朵上,而鼻梁部506搁置 在用户的鼻子上。框架组件被成形及大小调整为将每个光组合器530定位在 用户的相应眼睛160的前方。当然,可以使用具有其他形状的其他框架组件 (例如,具有耳臂和鼻梁支撑件的帽舌、单个相接耳机构件、头带、护目镜 型眼镜等)。
所示的HMD 500的实施例能够向用户显示增强现实。每个光组合器 530允许用户经由外部场景光155看到真实世界图像。左右(双眼实施例) 图像光207可以通过安装到左耳臂510和右耳臂515的显示模块505产生。 图像光207(在被元件532反射后)作为按照增强现实叠加在真实世界上的 虚拟图像被用户看到。
上面解释的过程就计算机软件和硬件而言进行了描述。所描述的技术 可以构成在有形或非暂态机器(例如,计算机)可读存储介质内具体实现的 机器可执行指令,所述机器可执行指令在被机器执行时将使得机器执行所描 述的操作。另外,过程可以在硬件内,如专用集成电路(ASIC)内或以其 他方式具体实现。
有形非暂态机器可读存储介质包括以机器(例如,计算机、网络设 备、个人数字助理、制造工具、具有一个或多个处理器的集合的任何设备 等)可访问的形式提供(即,存储)信息的任何机制。例如,机器可读存储 介质包括可记录/不可记录介质(例如,只读存储器(ROM)、随机访问存 储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备等)。
上面对本发明所示出实施例的描述,包括在摘要中所描述的,并不意 在是穷尽性的,或者将本发明限制于所公开的精确形式。虽然为了说明性目 的在此描述了本发明的特定实施例和示例,但如本领域技术人员将认识到 的,在本发明的范围内,各种修改都是有可能的。
这些修改可以鉴于上面的详细描述而对本发明做出。在所附权利要求 中使用的术语不应当被诠释为将本发明限制于在本说明书中公开的特定实施 例。而是,本发明的范围完全由所附权利要求确定,权利要求要根据权利要 求解释的已建立的法律原则来诠释。
Claims (9)
1.一种头戴式显示器(“HMD”),包括:
显示模块,用于产生图像光;
光组合器,用于将图像光与外部场景光组合,其中所述光组合器包括反射元件,所述反射元件被耦合以接收图像光并在向眼睛方向上引导图像光;
叠置的可切换透镜,所述叠置的可切换透镜被光学耦合以接收图像光,其中所述叠置的可切换透镜包括至少第一切换光学器件和第二切换光学器件;以及
控制电路,所述控制电路被配置成选择性触发第一切换光学器件和第二切换光学器件,其中第一切换光学器件被配置成在被控制电路触发时将图像光朝向第一向眼睛区域引导,并且其中,第二切换光学器件被配置成在被控制电路触发时将图像光朝向第二向眼睛区域引导,第一向眼睛区域不同于第二向眼睛区域。
2.如权利要求1所述的HMD,其中,所述控制电路被配置成控制显示模块,以将至少第一图像和第二图像包括在图像光中,并且其中所述控制电路被配置成当第一图像被包括在图像光中时触发第一切换光学器件,以及被配置成当第二图像被包括在图像光中时触发第二切换光学器件。
3.如权利要求2所述的HMD,其中,第一图像和第二图像以高到足以使人眼不可察觉的频率交织在图像光中。
4.如权利要求2所述的HMD,其中,所述叠置的可切换透镜包括第三切换光学器件,所述第三切换光学器件被配置成当被控制电路触发时将图像光朝向第三向眼睛区域引导,并且其中所述控制电路被配置成当触发第三切换光学器件时,控制显示模块以将第三图像包括在图像光中,第三向眼睛区域不同于第一向眼睛区域和第二向眼睛区域。
5.如权利要求2所述的HMD,其中,第一切换光学器件具有比第二切换光学器件更短的焦距,并且其中第一图像在比第二图像更短的聚焦深度处呈现。
6.如权利要求1所述的HMD,其中,第一切换光学器件具有与第二切换光学器件相同的焦距。
7.如权利要求1所述的HMD,其中,所述叠置的可切换透镜被设置在显示模块与反射元件之间,以经由反射元件将图像光向给定的向眼睛区域引导。
8.如权利要求1所述的HMD,其中,第一切换光学器件包括第一全息聚合物分散液晶(“H-PDLC”),并且第二切换光学器件包括第二H-PDLC。
9.如权利要求1所述的HMD,其中,第一切换光学器件在被触发时向图像光赋予离轴透镜化,并且其中,第一切换光学器件在未被触发时是基本上透明的并且向图像光赋予基本上为零的透镜化。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/167,851 US9671612B2 (en) | 2014-01-29 | 2014-01-29 | Dynamic lens for head mounted display |
US14/167,851 | 2014-01-29 | ||
CN201580006638.9A CN105940337B (zh) | 2014-01-29 | 2015-01-07 | 用于头戴式显示器的动态透镜 |
PCT/US2015/010507 WO2015116359A1 (en) | 2014-01-29 | 2015-01-07 | Dynamic lens for head mounted display |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201580006638.9A Division CN105940337B (zh) | 2014-01-29 | 2015-01-07 | 用于头戴式显示器的动态透镜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108957752A true CN108957752A (zh) | 2018-12-07 |
CN108957752B CN108957752B (zh) | 2022-03-22 |
Family
ID=53678878
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201580006638.9A Active CN105940337B (zh) | 2014-01-29 | 2015-01-07 | 用于头戴式显示器的动态透镜 |
CN201810801507.5A Active CN108957752B (zh) | 2014-01-29 | 2015-01-07 | 头戴式显示器 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201580006638.9A Active CN105940337B (zh) | 2014-01-29 | 2015-01-07 | 用于头戴式显示器的动态透镜 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9671612B2 (zh) |
EP (2) | EP3528033A1 (zh) |
CN (2) | CN105940337B (zh) |
WO (1) | WO2015116359A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109541807A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-29 | 北京谷东网科技有限公司 | 增强现实立体显示装置及显示方法 |
Families Citing this family (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11726332B2 (en) | 2009-04-27 | 2023-08-15 | Digilens Inc. | Diffractive projection apparatus |
WO2016020630A2 (en) | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Milan Momcilo Popovich | Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler |
US9933684B2 (en) * | 2012-11-16 | 2018-04-03 | Rockwell Collins, Inc. | Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration |
US9699433B2 (en) | 2013-01-24 | 2017-07-04 | Yuchen Zhou | Method and apparatus to produce re-focusable vision with detecting re-focusing event from human eye |
US10321124B2 (en) * | 2014-01-10 | 2019-06-11 | Nokia Technologies Oy | Display of a visual representation of a view |
US10241330B2 (en) | 2014-09-19 | 2019-03-26 | Digilens, Inc. | Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays |
CN107873086B (zh) | 2015-01-12 | 2020-03-20 | 迪吉伦斯公司 | 环境隔离的波导显示器 |
US9632226B2 (en) | 2015-02-12 | 2017-04-25 | Digilens Inc. | Waveguide grating device |
JP6516223B2 (ja) * | 2015-06-30 | 2019-05-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 表示装置 |
US9870049B2 (en) | 2015-07-31 | 2018-01-16 | Google Llc | Reflective lenses to auto-calibrate a wearable system |
WO2017039713A1 (en) | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 3M Innovative Properties Company | Optical system |
US10690916B2 (en) | 2015-10-05 | 2020-06-23 | Digilens Inc. | Apparatus for providing waveguide displays with two-dimensional pupil expansion |
US9983709B2 (en) | 2015-11-02 | 2018-05-29 | Oculus Vr, Llc | Eye tracking using structured light |
US10025060B2 (en) | 2015-12-08 | 2018-07-17 | Oculus Vr, Llc | Focus adjusting virtual reality headset |
US10241569B2 (en) | 2015-12-08 | 2019-03-26 | Facebook Technologies, Llc | Focus adjustment method for a virtual reality headset |
US10445860B2 (en) | 2015-12-08 | 2019-10-15 | Facebook Technologies, Llc | Autofocus virtual reality headset |
CN108474959A (zh) | 2015-12-22 | 2018-08-31 | E-视觉智能光学公司 | 动态聚焦头戴式显示器 |
US9858672B2 (en) | 2016-01-15 | 2018-01-02 | Oculus Vr, Llc | Depth mapping using structured light and time of flight |
CN108700743A (zh) | 2016-01-22 | 2018-10-23 | 康宁股份有限公司 | 宽视场个人显示器 |
US11106276B2 (en) | 2016-03-11 | 2021-08-31 | Facebook Technologies, Llc | Focus adjusting headset |
US9886742B2 (en) * | 2016-03-17 | 2018-02-06 | Google Llc | Electro-optic beam steering for super-resolution/lightfield imagery |
CN108780224B (zh) | 2016-03-24 | 2021-08-03 | 迪吉伦斯公司 | 用于提供偏振选择性全息波导装置的方法和设备 |
CN107272319A (zh) * | 2016-04-07 | 2017-10-20 | 中强光电股份有限公司 | 投影装置以及影像投影方法 |
US10379356B2 (en) | 2016-04-07 | 2019-08-13 | Facebook Technologies, Llc | Accommodation based optical correction |
CN107329256B (zh) * | 2016-04-28 | 2022-04-05 | 江苏慧光电子科技有限公司 | 显示装置及其控制方法 |
US10623722B2 (en) * | 2016-05-13 | 2020-04-14 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Head-up multiplex display with redirection optic |
US10429647B2 (en) | 2016-06-10 | 2019-10-01 | Facebook Technologies, Llc | Focus adjusting virtual reality headset |
DE102016115938A1 (de) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Wellenleiter sowie Vorrichtungen zur Dateneinspiegelung |
US10928638B2 (en) | 2016-10-31 | 2021-02-23 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Eyewear devices with focus tunable lenses |
US11513350B2 (en) | 2016-12-02 | 2022-11-29 | Digilens Inc. | Waveguide device with uniform output illumination |
JP2020502573A (ja) * | 2016-12-15 | 2020-01-23 | フサオ イシイ | レーザービームスキャナーを用いたウェアラブルディスプレイの光学系 |
US11061224B2 (en) * | 2016-12-15 | 2021-07-13 | Fusao Ishii | Optics of wearable display to increase eye-box |
WO2018129398A1 (en) | 2017-01-05 | 2018-07-12 | Digilens, Inc. | Wearable heads up displays |
US10025384B1 (en) | 2017-01-06 | 2018-07-17 | Oculus Vr, Llc | Eye tracking architecture for common structured light and time-of-flight framework |
US10310598B2 (en) | 2017-01-17 | 2019-06-04 | Facebook Technologies, Llc | Varifocal head-mounted display including modular air spaced optical assembly |
US10154254B2 (en) | 2017-01-17 | 2018-12-11 | Facebook Technologies, Llc | Time-of-flight depth sensing for eye tracking |
US10679366B1 (en) | 2017-01-30 | 2020-06-09 | Facebook Technologies, Llc | High speed computational tracking sensor |
US10602033B2 (en) * | 2017-05-02 | 2020-03-24 | Varjo Technologies Oy | Display apparatus and method using image renderers and optical combiners |
CN107272202A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-10-20 | 北京灵犀微光科技有限公司 | 光学装置和波导显示装置 |
US11022804B2 (en) | 2017-07-20 | 2021-06-01 | Lg Electronics Inc. | Head-mounted display and method of controlling the same |
US10261324B2 (en) * | 2017-08-10 | 2019-04-16 | Facebook Technologies, Llc | Removable lens assembly for a head-mounted display |
US10976551B2 (en) | 2017-08-30 | 2021-04-13 | Corning Incorporated | Wide field personal display device |
US10782527B2 (en) | 2017-12-27 | 2020-09-22 | North Inc. | Methods and apparatus to identify lenses of head-wearable apparatus |
US10908325B1 (en) * | 2018-01-19 | 2021-02-02 | Facebook Technologies, Llc | Liquid lens for varifocal display |
CN110376734B (zh) | 2018-04-12 | 2021-11-19 | 肥鲨技术 | 单面板头戴式显示器 |
US20200018962A1 (en) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | Facebook Technologies, Llc | Adaptive lenses for near-eye displays |
CN109445107B (zh) * | 2018-12-25 | 2020-11-27 | 北京谷东网科技有限公司 | 可单目立体显示的增强现实显示装置及其显示方法 |
WO2020168348A1 (en) | 2019-02-15 | 2020-08-20 | Digilens Inc. | Methods and apparatuses for providing a holographic waveguide display using integrated gratings |
KR20210134763A (ko) | 2019-03-12 | 2021-11-10 | 디지렌즈 인코포레이티드. | 홀로그래픽 도파관 백라이트 및 관련된 제조 방법 |
US20200386947A1 (en) | 2019-06-07 | 2020-12-10 | Digilens Inc. | Waveguides Incorporating Transmissive and Reflective Gratings and Related Methods of Manufacturing |
US20200400946A1 (en) * | 2019-06-24 | 2020-12-24 | Digilens Inc. | Methods and Apparatuses for Providing a Waveguide Display with Angularly Varying Optical Power |
US11774757B2 (en) * | 2019-07-22 | 2023-10-03 | Apple Inc. | Optical module for head-mountable device |
US10885819B1 (en) * | 2019-08-02 | 2021-01-05 | Harman International Industries, Incorporated | In-vehicle augmented reality system |
WO2021041949A1 (en) | 2019-08-29 | 2021-03-04 | Digilens Inc. | Evacuating bragg gratings and methods of manufacturing |
KR102545681B1 (ko) * | 2019-09-30 | 2023-06-21 | 주식회사 엘지화학 | 헤드 마운티드 디스플레이 |
US11320684B2 (en) * | 2019-10-05 | 2022-05-03 | Facebook Technologies, Llc | Photochromic optical element |
WO2021106048A1 (ja) * | 2019-11-25 | 2021-06-03 | カラーリンク・ジャパン 株式会社 | 光学装置 |
US11606507B1 (en) * | 2020-08-28 | 2023-03-14 | X Development Llc | Automated lens adjustment for hyperspectral imaging |
CN113075794A (zh) * | 2021-04-06 | 2021-07-06 | 业成科技(成都)有限公司 | 光学模组及近眼显示装置 |
CN113075793B (zh) * | 2021-04-06 | 2023-06-02 | 业成科技(成都)有限公司 | 显示装置及其操作方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102057312A (zh) * | 2008-06-11 | 2011-05-11 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 背投影系统和背投影屏幕 |
US20120218481A1 (en) * | 2009-10-27 | 2012-08-30 | Milan Momcilo Popovich | Compact holographic edge illuminated eyeglass display |
CN102830490A (zh) * | 2011-06-16 | 2012-12-19 | 索尼公司 | 显示设备 |
TW201300834A (zh) * | 2011-06-23 | 2013-01-01 | Seereal Technologies Sa | 顯示裝置,尤其是頭戴式顯示器或護目鏡 |
US20130314793A1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Steven John Robbins | Waveguide optics focus elements |
Family Cites Families (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8730129B2 (en) * | 1990-12-07 | 2014-05-20 | Dennis J Solomon | Advanced immersive visual display system |
US5579164A (en) | 1993-11-12 | 1996-11-26 | Pharos Technology Corporation | Spatially multiplexed image display system |
EP1798592A3 (en) | 1996-01-17 | 2007-09-19 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical device and three-dimensional display device |
US6867888B2 (en) | 1996-07-12 | 2005-03-15 | Science Applications International Corporation | Switchable polymer-dispersed liquid crystal optical elements |
AU1625000A (en) * | 1998-11-16 | 2000-06-05 | Digilens Inc. | Holographic display system |
US6330118B1 (en) | 1999-04-08 | 2001-12-11 | Aerial Imaging Corporation | Dual focus lens with extended depth of focus |
US6323970B1 (en) * | 1999-09-29 | 2001-11-27 | Digilents, Inc. | Method of producing switchable holograms |
DE602004004415T2 (de) * | 2003-10-03 | 2007-10-18 | Invisia Ltd. | Multifocal-linse |
US20060023065A1 (en) | 2004-07-31 | 2006-02-02 | Alden Ray M | Multiple program and 3D display with high resolution display and recording applications |
US7567241B2 (en) | 2004-08-03 | 2009-07-28 | Silverbrook Research Pty Ltd | Stylus with customizable appearance |
EP1784988A1 (en) | 2004-08-06 | 2007-05-16 | University of Washington | Variable fixation viewing distance scanned light displays |
KR101241770B1 (ko) | 2006-02-17 | 2013-03-14 | 삼성디스플레이 주식회사 | 입체영상 변환패널 및 이를 갖는 입체영상 표시장치 |
US20090174918A1 (en) | 2008-01-08 | 2009-07-09 | Omnivision Technologies, Inc. | Electrically-controlled, variable focal length h-pdlc optical imaging apparatus and method |
US8786675B2 (en) | 2008-01-23 | 2014-07-22 | Michael F. Deering | Systems using eye mounted displays |
WO2010123934A1 (en) | 2009-04-20 | 2010-10-28 | The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | Optical see-through free-form head-mounted display |
US20110075257A1 (en) * | 2009-09-14 | 2011-03-31 | The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | 3-Dimensional electro-optical see-through displays |
US8444506B2 (en) | 2009-12-16 | 2013-05-21 | Callaway Golf Company | Golf club head with composite weight port |
US20120249797A1 (en) * | 2010-02-28 | 2012-10-04 | Osterhout Group, Inc. | Head-worn adaptive display |
US20120032872A1 (en) * | 2010-08-09 | 2012-02-09 | Delphi Technologies, Inc. | Dual view display system |
WO2012062681A1 (de) | 2010-11-08 | 2012-05-18 | Seereal Technologies S.A. | Anzeigegerät, insbesondere ein head-mounted display, basierend auf zeitlichen und räumlichen multiplexing von hologrammkacheln |
US9204788B2 (en) * | 2011-03-21 | 2015-12-08 | Carestream Health, Inc. | Autofocus method using liquid lens |
US8767305B2 (en) | 2011-08-02 | 2014-07-01 | Google Inc. | Method and apparatus for a near-to-eye display |
US8854281B2 (en) | 2011-12-02 | 2014-10-07 | Automotive Research & Test Center | Head up display (HUD) |
KR101143558B1 (ko) | 2011-12-08 | 2012-06-14 | 주식회사 동운아나텍 | 액정렌즈 구동장치와 이를 포함하는 단말장치 및 그 온도 제어방법 |
WO2013163347A1 (en) * | 2012-04-25 | 2013-10-31 | Rockwell Collins, Inc. | Holographic wide angle display |
JP6027764B2 (ja) * | 2012-04-25 | 2016-11-16 | キヤノン株式会社 | ミラーシステム、および、その制御方法 |
US9696547B2 (en) * | 2012-06-25 | 2017-07-04 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Mixed reality system learned input and functions |
US9057826B2 (en) | 2013-01-31 | 2015-06-16 | Google Inc. | See-through near-to-eye display with eye prescription |
US9223139B2 (en) * | 2013-02-15 | 2015-12-29 | Google Inc. | Cascading optics in optical combiners of head mounted displays |
US9551872B1 (en) | 2013-12-30 | 2017-01-24 | Google Inc. | Spatially multiplexed lens for head mounted display |
-
2014
- 2014-01-29 US US14/167,851 patent/US9671612B2/en active Active
-
2015
- 2015-01-07 CN CN201580006638.9A patent/CN105940337B/zh active Active
- 2015-01-07 EP EP19163170.4A patent/EP3528033A1/en not_active Withdrawn
- 2015-01-07 WO PCT/US2015/010507 patent/WO2015116359A1/en active Application Filing
- 2015-01-07 CN CN201810801507.5A patent/CN108957752B/zh active Active
- 2015-01-07 EP EP15743961.3A patent/EP3100097A4/en not_active Withdrawn
-
2017
- 2017-05-01 US US15/583,139 patent/US10247946B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102057312A (zh) * | 2008-06-11 | 2011-05-11 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 背投影系统和背投影屏幕 |
US20120218481A1 (en) * | 2009-10-27 | 2012-08-30 | Milan Momcilo Popovich | Compact holographic edge illuminated eyeglass display |
CN102830490A (zh) * | 2011-06-16 | 2012-12-19 | 索尼公司 | 显示设备 |
TW201300834A (zh) * | 2011-06-23 | 2013-01-01 | Seereal Technologies Sa | 顯示裝置,尤其是頭戴式顯示器或護目鏡 |
US20130314793A1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Steven John Robbins | Waveguide optics focus elements |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109541807A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-29 | 北京谷东网科技有限公司 | 增强现实立体显示装置及显示方法 |
CN109541807B (zh) * | 2018-12-25 | 2021-03-02 | 北京谷东网科技有限公司 | 增强现实立体显示装置及显示方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10247946B2 (en) | 2019-04-02 |
CN108957752B (zh) | 2022-03-22 |
CN105940337A (zh) | 2016-09-14 |
CN105940337B (zh) | 2019-10-22 |
EP3100097A1 (en) | 2016-12-07 |
WO2015116359A1 (en) | 2015-08-06 |
EP3100097A4 (en) | 2018-02-14 |
EP3528033A1 (en) | 2019-08-21 |
US20150212326A1 (en) | 2015-07-30 |
US9671612B2 (en) | 2017-06-06 |
US20170235145A1 (en) | 2017-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105940337B (zh) | 用于头戴式显示器的动态透镜 | |
US9223139B2 (en) | Cascading optics in optical combiners of head mounted displays | |
US10867451B2 (en) | Apparatus, systems, and methods for display devices including local dimming | |
JP7329310B2 (ja) | ウェアラブルヘッドアップディスプレイにおけるアイボックス拡張のためのシステム、機器、及び方法 | |
EP2930552B1 (en) | Display apparatus and optical apparatus | |
CN111587393B (zh) | 用于遮挡功能的紧凑显示器的方法和系统 | |
US9223152B1 (en) | Ambient light optics for head mounted display | |
JP5118266B2 (ja) | 表示装置 | |
US9851562B2 (en) | Embedded grating structure | |
US9513600B2 (en) | Display device using computer generated hologram | |
US20230125258A1 (en) | Augmented Reality (AR) Eyewear with a Section of a Fresnel Reflector Comprising Individually-Adjustable Transmissive-Reflective Optical Elements | |
JP2006504979A (ja) | ヘッド・マウント・ディスプレイ | |
WO2023028284A1 (en) | Variable world blur for occlusion and contrast enhancement via tunable lens elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |