[发明专利]双模式增强/虚拟现实（AR/VR）近眼可佩戴显示器

说明书

一种用于与弯曲透镜元件一起使用的双模式增强/虚拟现实近眼可佩戴显示器。该透镜被提供有设置在透镜厚度内的一个或多个透明波导元件。该波导元件被配置成将显示图像从图像源（诸如发射显示成像器）直接耦合至观看者的视场内的出口孔径或多个出口孔径子区。在一个优选实施例中，多个图像源被设置在透镜的外围表面上，由此每个图像源都具有专用输入图像孔径和出口孔径子区，它们中的每一个都是“分段平坦的”并且具有匹配的面积和发散角，由此向观看者呈现多个图像源图像在观看者的视场内的输出。

相关申请的交叉引用

本申请要求保护2015年10月16日提交的美国临时专利申请No. 62/242,963的权益，就像在这里完全阐述一样通过引用将其内容由此并入。

技术领域

本发明总体上涉及可佩戴电子设备并且更特别地涉及双模式增强/虚拟现实近眼可佩戴显示器。

背景技术

随着集成电路尺寸、重量和功率(SWaP)以及成本规模下行，可佩戴光学电子设备正变得越来越常见。可佩戴光学电子设备具有为数众多的商业、军事和消费应用。就可佩戴光学电子设备来说，存在现有技术，但它们中没有一个解决对拥有具有非平面剖面和表面的弯曲透镜形式的高分辨率、双模式、增强/虚拟现实近眼可佩戴显示器的需要，这样的弯曲透镜剖面几乎专有地用于消费者和其他应用，并被认为是时尚和美观的。本文中公开的发明解决对此类近眼可佩戴显示器的需要并且实现此类近眼可佩戴显示器。

附图说明

图1描绘本发明的双模式增强/虚拟现实近眼可佩戴显示器的透视图。

图2描绘本发明的双模式增强/虚拟现实近眼可佩戴显示器的俯视图。

图3A描绘本发明的光学透镜。

图3B描绘图3A的透镜的横截面。

图3C描绘图3A的透镜元件的顶视图。

图4描绘本发明的双模式增强/虚拟现实近眼可佩戴显示器的透镜并图示透镜的光波导结构。

图5描绘示出电池和显示框的眼镜腿（temple）的连接器的本发明的双模式增强/虚拟现实近眼可佩戴显示器的透视图。

具体实施方式

在被呈现为本发明在后续权利要求中的说明性示例的优选实施例的以下描述中阐述本发明以及其实施例的各种变体。明确地指出，如由此类权利要求限定的发明比下面描述的说明性实施例更广泛。

转向描述和各个图，在其中相似的参考表示若干视图之间的相似元件，所公开的是用于与弯曲光学透镜一起使用（但不限于弯曲光学透镜）的双模式增强/虚拟现实近眼可佩戴显示器。

在本发明的第一方面中，公开一种双模式增强/虚拟现实近眼可佩戴显示器，并且该双模式增强/虚拟现实近眼可佩戴显示器可以包括光学透镜，该光学透镜包括第一（面向场景的）表面、透镜厚度和透镜周界边缘或表面。该第一表面可以包括电着色（electro-tinting）层，其包括设置在第一和第二导电透明薄膜层之间的可变光学透射层。该第一和第二导电透明薄膜层中的每一个可以耦合至被配置成改变可变光学透射层的光学透射率的控制电路系统。在透镜厚度内提供一个或多个光波导结构并且该一个或多个光波导结构可以包括至少一个输入图像孔径和至少一个出口孔径，该出口孔径可以被分成多个出口孔径子区。诸如电子显示元件的一个或多个图像源光学耦合至它们相应的输入图像孔径。图像源可以被设置在透镜的外围（即边缘或侧面）表面上并且被配置成直接将所显示的光学图像从图像源直接光学耦合到输入图像孔径中并且然后光学耦合至出口孔径或者从多个输入图像孔径光学耦合至多个相应出口孔径子区。该出口孔径的或出口孔径子区的光学特性优选地被配置成与相应输入图像孔径的预定面积和预定发散角相匹配。