[发明专利]通过降低近眼显示中的空间相干性来避免干涉

说明书

公开了用于降低针对近眼显示设备的干涉的装置和方法。该近眼显示设备包括成像器、空间光调制器和波导。成像器基于来自相干光源的光生成图像。空间光调制器调制表示从成像器接收到的图像的多束相干光线的相位。波导接收并且引导具有不同相位的光线，使得在波导内传播的光线彼此不相干。

背景技术

诸如头戴式显示(HMD)设备的近眼显示(NED)设备近来已经被引入消费者市场中以支持诸如增强现实(AR)和虚拟现实(VR)的可视化技术。NED设备可以包括诸如一个或者多个光源的部件、微型显示模块、控制电子设备、以及各种光学器件(诸如波导、透镜、分束器等)。

波导可以被用在NED设备中，以将表示来自该设备的图像生成部件的人工生成的图像的光传送至用户的光感受器(例如，人眼)。这些波导中的一个或者多个波导可以充当设备与用户的图像输出接口；这些波导可以被称为设备的“输出波导”。例如，利用近眼AR设备，在用户通过输出波导观看真实世界的同时用户可以看到从透明输出波导投射的计算机生成的图像。以这种方式，计算机生成的图像显现为被叠加在用户的真实世界环境上。

发光二极管(LED)模块可以被用在NED设备中以生成用于图像生成的光。然而，具有大视野和高分辨率的NED设备可以要求使用比较大的LED模块，这种LED模块具有相当大的大小。大LED模块导致庞大的产品，由于该产品通常会由用户穿戴，所以这种情况是不期望的。

发明内容

这里所介绍的是用于降低由波导内的空间相干性导致的干涉的至少一种装置和至少一种方法(统称地以及单独地，“这里所介绍的技术”)。NED设备可以包括用来实现比常规LED源更大视野和/或更好分辨率的相干光源(例如，激光扫描仪)。由于相干光源的性质，在NED设备的波导内被衍射的相干光线可以彼此重叠和干涉。为了降低干涉，根据这里所介绍的技术的NED设备可以包括空间光调制器(SLM)，该空间光调制器(SLM)用来调制光线的相位，以使在调制之后的光线不再彼此相干，并且因此在波导内不会产生干涉。

在一些实施例中，NED设备包括成像器、SLM和波导。成像器基于来自相干光源的光生成图像。SLM调制表示从成像器接收到的图像的多束相干光线的相位。波导接收并且引导具有不同相位的光线，使得在波导内传播的光线彼此不相干。

在一些实施例中，用于降低干涉的方法包括如下步骤：由NED设备的相干光源生成多束相干光线，该多束相干光线表示要被传送至NED设备的用户的光感受器的图像；由NED设备的SLM调制相干光线的相位；由衍射光学元件(DOE)将每束经调制的光线衍射成多个衍射级；以及在NED设备的波导内传播衍射级的光线，使得波导内的衍射级的光线彼此不相干。

在一些实施例中，NED设备包括成像器和波导。成像器基于来自相干光源的光生成图像。波导接收表示从成像器接收的图像的多束光线并且将光线中的每束光线衍射成多个衍射级。波导包括光学结构，该光学结构用来改变光线中第一光线的个体衍射级的光学特性，使得第一光线的个体衍射级不会与光线中第二光线的另一衍射级产生干涉。

该技术的其它方面将从附图和详细描述中变得明显。

提供本发明内容是为了以简化形式介绍概念的选择，在下面的具体实施方式中进一步描述这些概念。本发明内容不旨在标示所要求保护的主题内容的关键特征或者基本特征，也不旨在被用来限制所要求保护的主题内容的范围。

附图说明

通过示例且非限制，本公开的一个或多个实施例在附图的图中被图示，其中相同的附图标记指示相似的元件。

图1示出了可以合并本文所介绍的技术的NED设备的示例。

图2示出了可以被包含在图1的NED设备内的显示部件的侧视图。

图3示出了用来将光传送至用户的眼睛的波导的示例。

图4示出了利用不同方向上的光路将入射光耦合到离散衍射级中的衍射光学元件。