頭戴式顯示系統和部件技術方案

本發明專利技術提供了一種頭戴式顯示系統，所述頭戴式顯示系統包括具有第一區域和與所述第一區域相鄰的第二區域的接觸透鏡，具有面向所述接觸透鏡的內表面的眼鏡透鏡，以及被配置為產生指向所述眼鏡透鏡的所述內表面的成像光輸出的照明器。由所述照明器產生的第一成像光線入射在所述內表面上并且由所述眼鏡透鏡反射到所述第一區域。所述第一區域被配置為透射所述第一成像光線，并且所述第二區域被配置為反射或吸收由所述照明器產生并從所述眼鏡透鏡反射的第二成像光線。所述眼鏡透鏡被配置為將環境光線透射到所述第二區域，并且所述第二區域被配置為透射所述環境光線。

Head mounted display system and components

The present invention provides a head mounted display system, the head mounted display contact lens system comprises second regions having a first region and the first region adjacent to the inner surface of the lens for glasses with the contact lens, and is configured to generate light imaging points to the spectacle lens the inner surface of the light output. A first imaging light generated by the illuminator is incident on the inner surface and is reflected to the first region by the spectacle lens. The first region is configured to transmit the first imaging light, and the second region is configured to reflect or absorb a second imaging light generated by the illuminator and reflected from the spectacle lens. The spectacle lens is configured to transmit ambient light to the second region and the second region is configured to transmit the ambient light.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
頭戴式顯示器是佩戴在頭上或頭周圍的顯示器。頭戴式顯示器可結合有向觀察者顯示圖像的光學系統，其中圖像疊加在真實世界視圖上。常規頭戴式顯示器具有各種缺點，包括為觀察者提供寬視野和舒適的眼睛距系統距離所需的此類系統的尺寸和外觀。因此，需要改善的頭戴式顯示器。
技術實現思路
在本專利技術的一些方面，提供了顯示系統，其包括具有第一區域和與第一區域相鄰的第二區域的接觸透鏡，具有面向接觸透鏡的內表面并且具有與內表面相反的外表面的眼鏡透鏡，以及被配置為產生指向眼鏡透鏡的內表面的成像光輸出的照明器。眼鏡透鏡靠近接觸透鏡并且靠近照明器設置，使得由照明器產生的第一成像光線入射在內表面上并且由眼鏡透鏡反射到第一區域。第一區域被配置為透射第一成像光線，并且第二區域被配置為反射或吸收由照明器產生并從眼鏡透鏡反射的第二成像光線。眼鏡透鏡被配置為將入射在外表面上的環境光線透射到第二區域，并且第二區域被配置為透射環境光線。在本專利技術的一些方面，提供了接觸透鏡，其包括結合有微穿孔多層雙折射聚合物光學膜的透鏡基底。在本專利技術的一些方面，提供了接觸透鏡，其包括透鏡基底并且具有如下部分：該部分被配置為將入射在接觸透鏡的部分上的光引導到使用者的瞳孔中。該部分包括第一區域和圍繞第一區域的第二區域。第一區域結合有一個或多個光學元件，并且所述一個或多個光學元件不延伸到第二區域中。一個或多個光學元件包括折射率大于1.8的玻璃。在本專利技術的一些方面，提供了接觸透鏡，其包括第一區域和與第一區域相鄰的第二區域。第一區域不是簡單地連接，并且第一區域由第二區域界定，或者第二區域由第一區域界定。第二區域結合有跨越第二區域但不延伸到第一區域中的至少一個光學膜。在本專利技術的一些方面，提供了接觸透鏡，其包括第一區域和與第一區域不同的第二區域。第一區域結合有第一多層雙折射聚合物光學膜，并且第二區域結合有與第一多層雙折射聚合物光學膜不同的第二多層雙折射聚合物光學膜。在本專利技術的一些方面，提供了接觸透鏡，其包括第一區域和第二區域并且結合有多層光學膜，該多層光學膜具有連續延伸穿過第一區域和第二區域的多個層。在第一區域中，多個層提供第一反射特性，并且在第二區域中，多個層提供與第一反射特性不同的第二反射特性。在本專利技術的一些方面，提供了包括反射偏振片的眼鏡透鏡。眼鏡透鏡具有被配置為面向使用者的內表面和與內表面相反的外表面。反射偏振片包括微結構，該微結構被配置為將以在約10度至約80度范圍內的偏離法線角度入射在眼鏡透鏡的內表面上的光的至少一部分反射到基本上垂直于眼鏡透鏡的方向。在本專利技術的一些方面，提供了包括漫反射圓偏振片的眼鏡透鏡。眼鏡透鏡具有被配置為面向使用者的內主表面和與內主表面相反的外主表面。漫反射圓偏振片漫反射入射在眼鏡透鏡的內主表面上的具有第一圓偏振的光。在本專利技術的一些方面，提供了眼鏡透鏡，其包括結合有提供波長選擇性反射的納米粒子的層。波長選擇性反射包括具有小于約150nm的FWHM帶寬的第一反射帶。在本專利技術的一些方面，提供了包括陷波反射偏振片的接觸透鏡。在本專利技術的一些方面，提供了包括陷波反射偏振片的眼鏡透鏡。在本專利技術的一些方面，提供了包括層的眼鏡透鏡，所述層結合有被配置為提供波長帶中的發射的多個量子點的層。附圖說明圖1A為顯示系統的示意性剖視圖；圖1B為接觸透鏡的前視圖；圖2為接觸透鏡的剖視圖；圖3A-圖3C為接觸透鏡的部分的剖視圖；圖3D為可包括在接觸透鏡中的部件的剖視圖；圖4A-圖5D為接觸透鏡的部分的剖視圖；圖5E為可包括在接觸透鏡中的光學膜的剖視圖；圖6A為接觸透鏡的前視圖；圖6B為接觸透鏡的一部分的側視圖；圖7A-圖9為接觸透鏡的前視圖；圖10為微穿孔光學膜的示意性前視圖；圖11-圖12為眼鏡透鏡的剖視圖；圖13A-圖13B為可包括在眼鏡透鏡中的光學膜的剖視圖；圖14為眼鏡透鏡的剖視圖；圖15A為可包括在眼鏡透鏡中的光學膜的剖視圖；圖15B為從光學膜反射的光的示意性側視圖；圖16A為可包括在眼鏡透鏡中的光學膜的剖視圖；圖16B為圖16A的光學膜的示意性前視圖；圖16C為從光學膜反射的光的示意性側視圖；圖17為納米粒子的剖視圖；并且圖18是具有阻擋綠色可見光的一部分的反射帶的多層光學膜的測量外部透射光譜的圖。具體實施方式在以下說明中參考附圖，該附圖形成本說明的一部分并且其中通過舉例說明的方式示出。除非另外指明，否則圖中元件的描述應被理解為同樣應用到其他圖中的對應元件。附圖未必按比例繪制。應當理解，在不脫離本公開的范圍或實質的情況下，可設想并進行其他實施方案。因此，以下詳細說明不被認為具有限制性意義。如本文所用，層、部件或元件可被描述為彼此相鄰。層、部件或元件可通過直接接觸、通過一種或多種其他部件連接或通過與相鄰部件保持在一起或彼此附接而彼此相鄰。直接接觸的層、部件或元件可描述為彼此緊鄰。常規頭戴式顯示器具有各種缺點，包括為觀察者提供寬視野和舒適的眼睛距系統距離所需的此類系統的尺寸和外觀。通過需要觀察者佩戴接觸透鏡的頭戴式顯示器提供了各種改善。然而，這種類型的已知系統需要將顯示面板直接放置在觀察者的眼睛前面，并且這可能妨礙真實世界視圖。根據本說明書，已經發現，可在無需將顯示面板定位在觀察者的眼睛前面的情況下制造改善的頭戴式顯示器，其包括接觸透鏡和眼鏡透鏡(例如，被配置為安裝在眼鏡框架中的透鏡)，這兩者都包括光學元件諸如光學濾光片(例如，偏振片和/或光譜濾光片)。特別地，在本專利技術的一些方面，已經發現，可以設置投影儀以將光從包括光學濾光片的眼鏡透鏡投射出來，該光學濾光片將投射光的至少一部分反射到接近眼鏡透鏡的法線并且朝向觀察者的眼睛的方向。眼鏡透鏡將環境光的至少一部分朝向觀察者的眼睛透射。接觸透鏡包括透射從眼鏡透鏡反射的成像光的第一區域和具有光學濾光片的第二區域，該光學濾光片透射環境光但阻擋(即，反射或吸收)反射到第二區域中的投射光。第一區域與眼睛的瞳孔相比可為小的，并且可包括將來自投影儀的光聚焦到眼睛的視網膜上的聚焦元件。圖1A示出顯示系統100的示意性剖視圖，該顯示系統包括具有第一區域113和第二區域115的接觸透鏡110，具有面向接觸透鏡110的內表面122并且具有與內表面122相反的外表面124的眼鏡透鏡120，以及被配置為產生指向眼鏡透鏡120的內表面122的成像光輸出132的照明器130。眼鏡透鏡120靠近接觸透鏡110并且靠近照明器130設置，使得由照明器130產生的第一成像光線134入射在內表面122上并且由眼鏡透鏡120反射到第一區域113。第一區域113被配置為透射第一成像光線134。第二區域115被配置為(例如，通過包括適當的光學濾光片)反射或吸收由照明器130產生并從眼鏡透鏡120反射的第二成像光線136。眼鏡透鏡120被配置為將入射在外表面124上的第一環境光線142透射到第二區域115。第二區域115被配置為透射第一環境光線142。眼鏡透鏡120可反射或吸收第二環境光線144。接觸透鏡110具有被配置為面向佩戴接觸透鏡110的人的眼睛的內主表面112和與內主表面112相反且面向眼鏡透鏡120的外主表面114。在圖1A中，眼鏡透鏡120示意性地示為平坦片材。應當理解，眼鏡透鏡120可具有與許多常規眼鏡透鏡的情況一樣的曲率。例如，眼鏡透鏡120本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種顯示系統，包括：接觸透鏡，所述接觸透鏡具有第一區域和與所述第一區域相鄰的第二區域；眼鏡透鏡，所述眼鏡透鏡具有面向所述接觸透鏡的內表面并且具有與所述內表面相反的外表面；以及照明器，所述照明器被配置為產生指向所述眼鏡透鏡的所述內表面的成像光輸出，其中所述眼鏡透鏡靠近所述接觸透鏡并且靠近所述照明器設置，使得由所述照明器產生的第一成像光線入射在所述內表面上并且由所述眼鏡透鏡反射到所述第一區域，所述第一區域被配置為透射所述第一成像光線，所述第二區域被配置為反射或吸收由所述照明器產生并從所述眼鏡透鏡反射的第二成像光線，所述眼鏡透鏡被配置為將入射在所述外表面上的環境光線透射到所述第二區域，并且所述第二區域被配置為透射所述環境光線。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.08.13 US 62/036,9721.一種顯示系統，包括：接觸透鏡，所述接觸透鏡具有第一區域和與所述第一區域相鄰的第二區域；眼鏡透鏡，所述眼鏡透鏡具有面向所述接觸透鏡的內表面并且具有與所述內表面相反的外表面；以及照明器，所述照明器被配置為產生指向所述眼鏡透鏡的所述內表面的成像光輸出，其中所述眼鏡透鏡靠近所述接觸透鏡并且靠近所述照明器設置，使得由所述照明器產生的第一成像光線入射在所述內表面上并且由所述眼鏡透鏡反射到所述第一區域，所述第一區域被配置為透射所述第一成像光線，所述第二區域被配置為反射或吸收由所述照明器產生并從所述眼鏡透鏡反射的第二成像光線，所述眼鏡透鏡被配置為將入射在所述外表面上的環境光線透射到所述第二區域，并且所述第二區域被配置為透射所述環境光線。2.根據權利要求1所述的顯示系統，其中所述第一區域包括設置成聚焦來自所述照明器的光的光學元件。3.根據權利要求2所述的顯示系統，其中所述接觸透鏡包括聚合物基底并且所述光學元件嵌入所述聚合物基底中。4.一種接觸透鏡，包括透鏡基底，所述透鏡基底結合有微穿孔的第一多層雙折射聚合物光學膜。5.根據權利要求4所述的接觸透鏡，其中所述接觸透鏡包括環形區域和中心區域，并且所述第一多層雙折射聚合物光學膜設置在所述環形區域中并且不延伸到所述中心區域中。6.根據權利要求5所述的接觸透鏡，其中所述接觸透鏡包括所述中心區域中的第二多層雙折射聚合物光學膜。7.一種接觸透鏡，包括透鏡基底并且具有如下部分：所述部分被配置為將入射在所述接觸透鏡的所述部分上的光引導到使用者的瞳孔中，所述部分包括第一區域和圍繞所述第一區域的第二區域，其中所述第一區域結合有一個或多個光學元件，所述一個或多個光學元件不延伸到所述第二區域中，所述一個或多個光學元件包括折射率大于1.8的玻璃。8.一種接觸透鏡，包括第一區域和與所述第一區域相鄰的第二區域，其中所述第一區域不是簡單地連接，并且所述第一區域由所述第二區域界定，或者所述第二區域由所述第一區域界定，并且所述第二區域結合...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吉勒·讓巴普蒂斯特·伯努瓦，安德魯·J·歐德科克，埃林·A·麥克道爾，布賴恩·K·里德爾，肯尼思·安德魯·彭納·邁爾，
申請(專利權)人：三M創新有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US