用于显示系统的校正偏振补偿光学部件技术方案

本发明专利技术大体上涉及用于改善显示系统的性能和效率的技术，该显示系统例如激光扫描光束显示系统或其它类型的显示系统(例如微型显示器)。本公开的显示系统可以包括偏振补偿光学部件，例如空间变化偏振器，该空间变化偏振器提供作为位置的函数变化的相位延迟，该空间变化偏振器提供偏振补偿以提供非常适于显示系统的偏振敏感光学部件的光，该显示系统例如为基于波导的光学系统、薄饼式光学系统、birdbath光学系统、基于涂层的光学系统、等等。本公开的显示系统可以是头戴式显示系统的组件或其它类型的显示系统。件或其它类型的显示系统。件或其它类型的显示系统。

Correction polarization compensation optical component for display system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于显示系统的校正偏振补偿光学部件


[0001]本公开大体涉及显示系统，更具体地，涉及改进显示系统的效率和性能。

技术介绍

[0002]当前一代虚拟现实(VR)体验使用头戴式显示器(HMD)来创建，该HMD可被拴连到固定计算机(例如个人计算机(PC)、膝上型计算机或游戏控制台)，可以与智能电话和/或其相关联的显示器组合和/或集成，或者可以是独立的。通常，HMD是穿戴在用户头部上的显示设备，其在一只眼睛(单目HMD)或每只眼睛(双目HMD)的前面具有小的显示设备。显示单元通常是小型化的，并且可以包括例如CRT、LCD、硅基液晶(LCoS)、OLED技术或激光扫描束显示器。双目HMD具有向每只眼睛显示不同图像的能力。这种能力被用于显示立体图像。
[0003]随着智能电话、高清电视以及其它电子设备的发展，对具有增强性能的显示器的需求增加。虚拟现实和增强现实系统，特别是使用HMD的那些系统，已经进一步增加了这种需求。虚拟现实系统通常完全包住穿戴者的眼睛，并且在穿戴者前方用“虚拟”现实代替实际或物理视图(或实际现实)；而增强现实系统通常在穿戴者的眼睛前方提供一个或更多屏幕的半透明或透明覆盖物使得用附加信息增强实际视图；并且介导现实(mediated reality)系统可以类似地将这样的信息呈现给观看者，该信息将现实世界元素与虚拟元素相结合。

技术实现思路

[0004]显示系统可以概括为包括显示器光源和光瞳中继系统，所述光瞳中继系统定位成将来自显示器光源的第一光瞳中继到观看者的眼睛处的第二光瞳，光瞳中继系统包括：偏振敏感光学部件；以及空间变化偏振器，其具有作为位置的函数而空间变化的偏振，从而为偏振敏感光学部件提供偏振补偿。
[0005]空间变化偏振器可以包括多扭曲延迟器。空间变化偏振器可以在第一位置处不提供延迟，并且可以在第二位置处提供四分之一波长延迟。空间变化偏振器的延迟可以作为水平维度(dimension)或竖直维度的函数而变化。空间变化偏振器的延迟可以在显示系统的视场上变化。偏振敏感光学部件可以包括基于波导的光学系统、薄饼式光学系统、birdbath式光学系统或基于涂层的光学系统。显示器光源可以包括激光光源，并且显示系统还可以包括扫描镜，该扫描镜定位成接收来自激光光源的光束并且将所接收的光朝向光瞳中继系统中继。
[0006]显示器还可以包括位于激光光源和扫描镜之间的光束形成光学部件。
[0007]空间变化偏振器的至少一部分可以位于偏振敏感光学部件上，邻近偏振敏感光学部件或位于偏振敏感光学部件中。偏振敏感光学部件可以包括波导，并且空间变化偏振器可以位于波导上、波导内、或接近波导的端口。显示系统可以是头戴式显示系统的显示系统。
[0008]显示系统还可以包括可操作地联接到空间变化偏振器的控制电路，该控制电路操
作成选择性地调整由空间变化偏振器提供的延迟。
[0009]显示器源可以包括微型显示器，并且空间变化偏振器可以邻近微型显示器定位。可以将空间变化偏振器粘附到微型显示器上。空间变化偏振器可以为由微型显示器发射的光提供远心。空间变化偏振器可以包括为显示器源和偏振敏感光学部件中的至少一个提供偏振补偿的表面相位图。
[0010]头戴式显示系统可以概括为包括支撑结构以及联接到所述支撑结构的显示系统，所述显示系统包括显示器光源和光瞳中继系统，光瞳中继系统定位成将来自所述显示器光源的第一光瞳中继到观看者的眼睛处的第二光瞳，光瞳中继系统包括偏振敏感光学部件和空间变化偏振器，空间变化偏振器具有作为位置的函数而空间变化的偏振从而为偏振敏感光学部件提供偏振补偿。
[0011]空间变化偏振器可以包括多扭曲延迟器。空间变化偏振器的延迟可以作为显示系统的水平维度、竖直维度或视场的函数而变化。偏振敏感光学部件可以包括基于波导的光学系统、薄饼式光学系统、birdbath式光学系统或基于涂层的光学系统。
[0012]头戴式显示系统可以概括为包括支撑结构以及联接到所述支撑结构的显示系统，显示系统包括激光光源、扫描镜和光瞳中继系统，其中，扫描镜设置成接收来自激光光源的光束，光瞳中继系统定位成将从所述扫描镜接收的第一光瞳中继到观看者的眼睛处的第二光瞳，所述光瞳中继系统包括偏振敏感光学部件和空间变化偏振器，空间变化偏振器具有作为位置的函数而空间变化的偏振从而为偏振敏感光学部件提供偏振补偿。
[0013]空间变化偏振器可以包括多扭曲延迟器。空间变化偏振器的延迟可以作为显示系统的水平维度、竖直维度或视场的函数而变化。偏振敏感光学部件可以包括基于波导的光学系统、薄饼式光学系统、birdbath式光学系统或基于涂层的光学系统。
附图说明
[0014]在附图中，相同的附图标记表示类似的元件或动作。附图中的元件的尺寸和相对位置不必按比例绘制。例如，各种元件和角度的形状不必按比例绘制，并且这些元件中的一些可被任意地放大和定位以提高图的可读性。此外，如图所示的元件的特定形状不一定旨在传达关于特定元件的实际形状的任何信息，并且可以仅为易于在附图中识别而选择。
[0015]图1是包括适于执行本公开中描述的至少一些技术的一个或更多系统的网络化环境的示意图。
[0016]图2是示出其中至少一些所描述的技术与示例性头戴式显示设备一起使用的示例性环境的图，该头戴式显示设备被强系到视频渲染计算系统并且向用户提供虚拟现实显像。
[0017]图3是具有双目显示子系统的示例性HMD设备的主视图。
[0018]图4示出根据本公开的说明性实施例的具有双目显示子系统和各种传感器的HMD设备的俯视图。
[0019]图5是根据一个非限制性说明性实施例的包括空间变化偏振器的显示系统的示意性框图。
[0020]图6是根据一个非限制性说明性实施例的扫描光束显示系统的示意图。
[0021]图7是根据一个非限制性说明性实施例的包括空间变化偏振器的扫描光束显示系
统的示意图。
[0022]图8是根据一个非限制性说明性实施例的包括基于波导的光学系统和空间变化偏振器的显示系统的示意图。
[0023]图9是根据一个非限制性说明性实施例的HMD设备的示意图，该HMD设备包括邻近显示面板定位的补偿光学部件，该补偿光学部件提供偏振校正和远心中的至少一者。
[0024]图10是根据一个非限制性说明性实施例的用于图9的补偿光学部件的示例性表面相位图。
[0025]图11是根据一个非限制性说明性实施例的用于图9的补偿光学部件的另一个示例性表面相位图。
具体实施方式
[0026]在以下描述中，阐述某些特定细节以便透彻地理解各种所披露的实施例。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有这些具体细节中的一个或更多的情况下，或者利用其它方法、组件、材料等来实践实施例。在其它情况下，没有详细示出或描述与计算机系统、服务器计算机和/或通信网络相关联的公知结构，以避免不必要地使对实施例的描述不清楚。
[0027]除非上下文另有要求，否则在整个说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.显示系统，包括：显示器光源；以及光瞳中继系统，定位成将来自所述显示器光源的第一光瞳中继到观看者的眼睛处的第二光瞳，所述光瞳中继系统包括：偏振敏感光学部件；以及空间变化偏振器，具有作为位置的函数在空间上变化的偏振，从而为所述偏振敏感光学部件提供偏振补偿。2.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述空间变化偏振器包括多扭曲延迟器。3.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述空间变化偏振器在第一位置处不提供延迟，而在第二位置处提供四分之一波长延迟。4.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述空间变化偏振器的延迟作为水平维度或竖直维度的函数而变化。5.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述空间变化偏振器的延迟在所述显示系统的视场上变化。6.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述偏振敏感光学部件包括基于波导的光学系统、薄饼式光学系统、birdbath光学系统或基于涂层的光学系统。7.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述显示器光源包括激光光源，并且所述显示系统还包括扫描镜，所述扫描镜定位成接收来自所述激光光源的光束并将所接收的光朝向所述光瞳中继系统中继。8.如权利要求7所述的显示系统，还包括位于所述激光光源和所述扫描镜之间的光束形成光学部件。9.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述空间变化偏振器的至少一部分位于所述偏振敏感光学部件上、或邻近所述偏振敏感光学部件、或位于所述偏振敏感光学部件中。10.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述偏振敏感光学部件包括波导，并且所述空间变化偏振器位于所述波导上、或位于所述波导内、或靠近所述波导的端口。11.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述显示系统是头戴式显示系统的显示系统。12.如权利要求1所述的显示系统，还包括：控制电路，能够操作地联接到所述空间变化偏振器，所述控制电路操作成选择性地调整由所述空间变化偏振器提供的所述延迟。13.如权利要求1所述的显示系统，其中，所述显示器源包括微型显示器，并且所述空间变化偏振器邻近所述微型显示器定位。14.如权利要求13所述的显示系统，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：约书亚，
申请(专利权)人：威尔乌集团，
类型：发明
国别省市：