宽视场虚拟图像投影仪制造技术

一种宽视场虚拟图像投影仪包括被浮雕有至少第一衍射光栅402、404、406、408和与第一衍射光栅基本上平行的第二衍射光栅402、404、406、408的杆状光导122。第一衍射光栅被配置为接收第一光射线，并且以第一角度范围从杆状光导投影第一衍射光射线。第二衍射光栅被配置为接收第二光射线，并且以第二角度范围从杆状光导投影第二衍射光射线。衍射光栅402、404、406和408的空间频率不同，从而使得从每个衍射光栅投影的衍射光射线以不同的角度范围被投影。不同的角度范围一起组合以形成在水平方向上的宽视场。虚拟图像投影仪进一步包括板状光导124，板状光导124被配置为接收第一衍射光射线和第二衍射光射线，并且将第一衍射光射线和第二衍射光射线从板状光导衍射出以生成具有宽视场的虚拟图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】宽视场虚拟图像投影仪
技术介绍
可通过将视频投影仪指向被浮雕有光栅的光导内以从光导的表面投影虚拟图像来制造虚拟图像。一对镜片或眼镜可包括虚拟图像投影仪以将虚拟图像投影到眼镜佩戴者的眼睛前方。然而小到足以被放置在一对眼镜上的虚拟图像投影仪通常投影具有窄视场的虚拟图像。
技术实现思路
本文档描述了用于实施宽视场虚拟图像投影仪的技术和装置。宽视场虚拟图像投影仪包括杆状光导，杆状光导被浮雕有至少第一衍射光栅和与第一衍射光栅基本上平行的第二衍射光栅。第一衍射光栅被配置为接收第一光射线，并且以第一角度范围从杆状光导投影第一衍射光射线。第二衍射光栅被配置为接收第二光射线，并且以第二角度范围从杆状光导投影第二衍射光射线。虚拟图像投影仪进一步包括板状光导，板状光导被配置为接收第一衍射光射线和第二衍射光射线，并且将第一衍射光射线和第二衍射光射线从板状光导衍射出以生成具有宽视场的虚拟图像。提供该
技术实现思路
以便以简化形式引入简化概念，下文在具体实施方式中进一步描述该简化概念。该
技术实现思路
并未旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也非旨在用于确定所要求保护的主题的范围。附图说明参考以下附图来描述用于实施宽视场虚拟图像投影仪的技术和装置的实施例。在全部附图中，使用相同的数字来表示类似的特征和部件：图1图示了其中可实施宽视场虚拟图像投影仪的示例环境。图2图示了被浮雕有单个衍射光栅的示例光导。图3图示了被浮雕有单个衍射光栅的光导的视场的示例。图4图示了虚拟图像投影仪的杆状光导的更详细的示例。图5图示了虚拟图像投影仪的杆状光导和板状光导的更详细的示例。图6图示了虚拟图像投影仪的板状光导的更详细的示例。图7图示了用于控制宽视场虚拟图像投影仪的示例方法。图8图示了其中可实施用于宽视场虚拟图像投影仪的技术的示例设备。具体实施方式概要可通过将视频投影仪指向被浮雕有光栅的光导内以从光导的表面投影虚拟图像来制造虚拟图像。一对镜片或眼镜可包括虚拟图像投影仪以将虚拟图像投影到眼镜佩戴者的眼睛前方。然而小到足以被放置在一对眼镜上的典型虚拟图像投影仪投影具有仅30度的水平视场的虚拟图像。该文档描述了用于实施宽视场虚拟图像投影仪的技术和装置。宽视场虚拟图像投影仪包括杆状光导，杆状光导被浮雕有至少第一衍射光栅和与第一衍射光栅基本上平行的第二衍射光栅。第一衍射光栅被配置为接收第一光射线，并且以第一角度范围从杆状光导投影第一衍射光射线。第二衍射光栅被配置为接收第二光射线，并且以第二角度范围从杆状光导投影第二衍射光射线。虚拟图像投影仪进一步包括板状光导，板状光导被配置为接收第一衍射光射线和第二衍射光射线，并且将第一衍射光射线和第二衍射光射线从板状光导衍射出以生成具有宽视场的虚拟图像。在一些实施例中，虚拟图像投影仪可耦合到一对眼镜以在眼镜的镜片前方生成具有宽视场的虚拟图像，从而使眼镜佩戴者在穿过眼镜的镜片观看时看到虚拟图像。示例环境图1是其中可实施宽视场虚拟图像投影仪（在此是“虚拟图像投影仪”）的示例环境100的图示。环境100可在虚拟图像显示设备102中实施，虚拟图像显示设备102通过示例而非限制的方式被图示为头部安装的显示设备104或平板显示设备106。头部安装的显示设备104可包括一对眼镜、太阳镜、护目镜或任何其它类型的头部安装的显示设备。平板显示设备106可包括可生成虚拟、三维（3D）和/或多视图图像的任何类型的平板显示设备，例如电视机、桌面计算机、膝上型计算机、移动计算设备或平板计算设备。虚拟图像显示设备102包括（多个）处理器108和计算机可读介质110（其包括存储器介质112和存储介质114）。计算机可读介质110还包括控制器116。如何实施和使用控制器116是变化的，并且作为下文讨论的方法的部分来描述。虚拟图像显示设备102还包括可由控制器116控制以生成宽视场虚拟图像的虚拟图像投影仪118。当设备102被实施为头部安装的显示设备104时，虚拟图像投影仪118可被控制以生成可由头部安装的显示设备的佩戴者（在此称为“观看者”）观看的宽视场虚拟图像。例如虚拟图像投影仪118可耦合到一对眼镜的镜片以直接在观看者的眼睛前方生成无穷远物体的虚拟图像，以使得观看者的眼睛的晶状体调节到无穷或近无穷大的焦距以聚焦在物体上。虚拟图像投影仪118可以是至少部分透明的，从而使观看者在穿过头部安装的显示设备104的镜片观看时可看到外部物体以及虚拟图像。此外，应当认识到，在一些实施例中，虚拟图像投影仪118可以足够小以装配到一对眼镜的镜片上，而对于佩戴眼镜的观看者来说不是可察觉的。在一些情况下，虚拟图像投影仪118可被实施为两个投影仪以在观看者的每个眼睛前方生成虚拟图像。当使用两个投影仪时，每个虚拟图像投影仪118能够同时地投影相同的虚拟图像，从而使观看者的右眼和左眼同时接收相同的图像。替代地，投影仪可同时投影略微不同的图像，从而使观看者接收立体图像（例如三维图像）。然而，为了该讨论的目的，虚拟图像投影仪118将被描述为生成单个虚拟图像的单个投影仪。虚拟图像投影仪118包括照明器120、杆状光导122和板状光导124。在一些实施例中，杆状光导122和板状光导124是通过全内反射来传输光的多面体波导。杆状光导122的长度基本上等于板状光导124的长度。然而板状光导124的高度显著大于杆状光导122的高度。然而应当认识到，杆状光导122和板状光导124不限于任何特定尺寸或形状。照明器120可包括红激光器、绿激光器和蓝激光器。红、绿和蓝激光器可以是半导体激光器，例如低功率二极管激光器或者任何其它适当的激光器。红、绿和蓝激光器可由控制器116独立地偏压和调制。照明器120还可包括合并光学器件，合并光学器件被配置为将来自每个激光器的单色发射合并以形成光束或光射线。如本文描述的，术语“光射线”将用于描述由照明器120发射的光“束”或光“射线”。图2图示了被浮雕有单个衍射光栅的光导202的示例200。在该示例中，光导202的端面204被定位为邻近照明器206并且被配置为接收来自照明器206的光射线208。光射线208穿过光导202到达相对的端面210，在相对的端面210处光射线遇到重定向光学器件212。重定向光学器件212可被实施为反射镜或折射结构，并且被配置为改变光射线被注入光导202中的角度。在该示例中，重定向光学器件212以大于全内反射的临界角的角度将光射线208反射回到光导202中。在反射离开重定向光学器件212之后，光射线208通过全内反射从相对端面210传播离开。然而，光射线208在每次遇到衍射光栅214时，光射线208的部分从光导202衍射出以形成平行衍射光射线216。光导202投影在水平平面中具有窄视场的衍射光射线，因为其装备有单个衍射光栅。考虑例如图3，其图示了被浮雕有单个衍射光栅214的光导202的视场的示例300。在图3中，当第一光射线302遇到衍射光栅214时，如果其超过临界角（其是大约45度），则离开光导202。此外，以大于75°的角度传播的第二光射线304在其遇到衍射光栅214时也可以离开光导202。光导202的单个衍射光栅214投影光射线的角度范围因此为大约30度。该角度范围基本上等于光导202的视场。因此根据各个实施例，杆状光导122被配置有至少两个衍射光栅，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟图像投影仪，包括：杆状光导，其被浮雕有至少第一衍射光栅和与所述第一衍射光栅基本上平行的第二衍射光栅，所述第一衍射光栅被配置为接收来自照明器的第一光射线并以第一角度范围从所述杆状光导投影第一衍射光射线，并且所述第二衍射光栅被配置为接收来自所述照明器的第二光射线并以第二角度范围从所述杆状光导投影第二衍射光射线；以及板状光导，其被配置为接收所述第一衍射光射线和所述第二衍射光射线，并且将所述第一衍射光射线和所述第二衍射光射线从所述板状光导投影出来以生成具有宽视场的虚拟图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.12 US 13/4947221.一种虚拟图像投影仪，包括：杆状光导，其被浮雕有至少第一衍射光栅和与所述第一衍射光栅基本上平行的第二衍射光栅，所述第一衍射光栅被配置为接收来自照明器的第一光射线并以第一角度范围从所述杆状光导投影第一衍射光射线，并且所述第二衍射光栅被配置为接收来自所述照明器的第二光射线并以第二角度范围从所述杆状光导投影第二衍射光射线，其中所述第一角度范围不同于所述第二角度范围；以及板状光导，其被配置为接收所述第一衍射光射线和所述第二衍射光射线，并且将所述第一衍射光射线和所述第二衍射光射线从所述板状光导投影出来以生成具有宽视场的虚拟图像。2.根据权利要求1所述的虚拟图像投影仪，其中所述板状光导被浮雕有与所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅基本上垂直的第三衍射光栅，所述第三衍射光栅使得所述第一衍射光射线和所述第二衍射光射线从所述板状光导投影出来以生成具有宽视场的虚拟图像。3.根据权利要求1所述的虚拟图像投影仪，其中所述宽视场等于所述第一角度范围和所述第二角度范围的和。4.根据权利要求1所述的虚拟图像投影仪，其中所述第一衍射光栅具有不同于所述第二衍射光栅的第二空间频率的第一空间频率，其中所述第一空间频率使得所述第一衍射光栅在所述第一角度范围投影所述第一衍射光射线，并且其中所述第二空间频率使得所述第二衍射光栅在所述第二角度范围投影所述第二衍射光射线。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：A特拉维斯，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：发明
国别省市：美国;US