[发明专利]用于近眼显示器的光学系统

说明书

背景

近眼显示设备(诸如头戴式显示器)可以包括设置于设备内的各种光学组件，诸如光源、图像产生元件、透镜系统和/或其他光学元件。这种光学组件可以占用相当大量的空间，这可以导致具有庞大设计的近眼显示器。由于一些近眼显示器可以被配置成被用户佩戴，因此庞大设计会使近眼显示器从设计观点来说是不舒适、不具吸引力的以及/或者以其他方式对终端用户不具吸引力。

概述

此处公开了涉及用于结合至近眼显示设备中的紧凑光学系统的各实施例。例如，一个公开的实施例提供了一种近眼显示系统，该近眼显示系统包括：光源；第一偏振光束分光表面，所述第一偏振光束分光表面被配置成接收来自光源的光；反光镜，所述反光镜被配置成反射经过第一偏振光束分光表面的光；以及四分之一波片，所述四分之一波片位于第一偏振光束分光表面和反光镜之间。近眼显示系统还包括：第二偏振光束分光表面，所述第二偏振光束分光表面位于相对于第一偏振光束分光表面的一角度处；以及微型显示器，所述微型显示器被配置成接收由第二偏振光束分光表面反射的光并且产生图像。

提供本概述是为了以精简的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。而且，所要求保护的主题不限于解决该公开的任一部分中所注的任何或全部缺点的实现方式。

附图简述

图1示出根据本公开的一实施例的示例近眼显示系统。

图2示出根据本公开的一实施例的用于示例近眼显示系统的示例光学系统。

图3示出根据本公开的一实施例的示例照明组件。

图4示意性地示出图2的实施例的示意性描述。

图5是描述根据本公开的一实施例的引导光经过近眼显示系统的示例方法的流程图。

图6示出根据本公开的一实施例的示例计算系统的框图。

详细描述

此处公开了涉及供在近眼显示系统中使用的紧凑光学系统的各实施例。简言之，所公开的实施例包括紧凑折叠光学路径，所述紧凑折叠光学路径使用偏振光和偏振敏感的光学组件来引导光通过光学路径。所公开的各实施例允许照明系统被布置在相对于该光学系统的其他组件呈一角度处，并且因此可允许光学系统被结合到头戴式显示设备的一部分中，该头戴式显示设备符合用户头部的曲率。如此，光学系统可以便于紧凑且低调的近眼显示设备的设计。

图1示出包括显示器104的头戴式显示设备形式的显示设备102的非限制性示例。显示器104可以包括任何适当的显示系统，包括但不限于波导显示系统。显示器104可以是至少部分透明的，因此允许来自背景场景的光通过透明显示器到达用户的眼睛。这可以允许使用显示设备102来通过连同背景场景中的真实物体显示可观看的虚拟物体来视觉地扩增背景场景的外观。

显示设备102可以包括各种输入和输出设备。例如，除了显示器104以外，显示设备102还可以包括音频输出，诸如一个或多个扬声器。同样，显示设备102可以包括各种输入传感器，诸如话筒、一个或多个面向前(例如，远离用户面向)的红外和/或可见光相机、以及/或者一个或多个面向后(例如，面向用户)的红外和/或可见光相机。在一些实施例中，(诸)面前向的相机可以包括一个或多个深度相机以及相关联的投光器。同样，在一些实施例中，面向后的相机可以包括一个或多个眼睛跟踪相机。而且，在一些实施例中，板载传感器系统可以与一个或多个板外传感器通信，所述一个或多个板外传感器经由显示设备102的无线和/或有线通信系统将传感器数据发送至板载传感器系统。

显示设备102还包括允许显示设备被佩戴在用户头部的一个或多个特征。在所示示例中，显示设备102采用眼镜形式，并且包括鼻架106、侧件108和耳架110。在其他实施例中，头戴式显示器可以包括具有例如透视遮阳板形式的显示器的帽子或头盔。虽然此处在头戴式透视显示器的上下文中描述，但此处描述的概念可适用于任何其他适当的显示系统，包括不是透视的显示器。