[发明专利]通过滤色的显示效率优化

说明书

背景技术

诸如基于波导的解决方案和投影解决方案的显示设备可以使用带宽选择光学元件来实现。近眼显示器(NED)设备(诸如头戴式显示器(HMD)设备)可由用户佩戴以得到诸如增强现实(AR)体验或虚拟现实(VR)体验之类的体验。NED设备包括用于生成图像的图像生成单元，通常被称为光引擎，它与可以使用波导技术实现的近眼显示器(NED)光学耦合，而近眼显示器将图像NED地导向用户的眼睛，从而用户看见了投影的图像。

实际上，NED波导模块可以包括多个波导的堆叠，其中每个波导被分配一个波长范围或波长带(也被称为波段)。多个波导是有用的，因为在可视光谱中的色谱带宽可以相当宽。多个波导支持更多的色调，当被人类眼睛观看时创建更加现实的映像。然而，对于衍射波导来说，耦合波导内或波导外的光的衍射光栅不能很好适应宽的带宽。更多的波导层可以被加入到堆叠中以便每个波导层处理色彩带宽的不同部分，但是这也为NED增加了更多的成本、重量和大小，该设备是人们通常佩戴在他或她的头上的一种设备。

发明内容

本技术提供了用于优化包括一个或多个波段选择光学元件的显示系统的一个或多个实施例。例如，本技术提供了用于通过减少至少一种颜色的色彩带宽并将变窄的色彩带宽与可视光谱中邻近的颜色的带宽耦合到同一层衍射波导中来使用波导优化近眼显示器的一个或多个实施例。

本技术提供了显示系统的一个或多个实施例。该显示系统的一个实施例包括显示器、光学耦合到所述显示器的一个或多个色彩波段选择光学元件，以及生成第一颜色的第一波段和第二颜色的第二波段的图像生成单元，所述第一波段窄于第一颜色的完整的光谱带宽。本技术还提供了近眼显示系统的一个实施例。近眼显示系统的一个实施例包括支持近眼显示器(NED)的近眼支撑结构，该近眼显示器包括具有多个层的波导。图像生成单元也由近眼支撑结构支持，并且包括用于发射光的一个或多个发光二极管(LED)。图像生成单元从由NED的一个或多个LED发射的光中生成至少三种颜色的图像光。图像光包括第一颜色的第一波段和在可视光谱中邻近所述第一颜色的第二颜色的第二波段，所述第一波段窄于所述第一颜色的完整光谱带宽。所述波导包括该波导的一个层的第一输入光栅。所述第一输入光栅被光学耦合以接收来自所述图像生成单元的图像光，并具有与一个波段大致匹配的光栅波长带，所述波段通过第一波段和第二波段延伸以将光耦合到所述一个层中。

本技术提供了近眼显示系统的另一个实施例。近眼显示系统的一个实施例包括支持近眼显示器(NED)的近眼支撑结构，该近眼显示器包括具有多个层的波导以及用于所述多个层的每个层的输入光栅。至少一个所述层具有一个输入光栅，该输入光栅具有通过第一颜色的第一波段和第二颜色的第二波段延伸的波长带，其中第二颜色在可视光谱中邻近第一颜色。第一颜色的第一波段窄于第一颜色的完整的光谱带宽。波导光学耦合到由用于接收图像光的近眼支撑结构所支持的图像生成单元。

该技术提供用于优化在近眼显示(NED)系统中的波导性能的方法的实施例。该方法的一种实施例包括由图像生成单元生成用于近眼显示器(NED)的波导的至少三种颜色的图像光。所述图像生成单元可以安装在近眼显示系统的近眼支撑结构上。图像光包括第一颜色的第一波段和在可视光谱中邻近所述第一颜色的三种颜色的第二颜色的第二波段，所述第一波段窄于所述第一颜色的完整光谱带宽。第一波段和第二波段被从图像生成单元光学耦合到波导的一个层的输入光栅中。输入光栅具有与一个波段大致匹配的光栅波长段，所述波段通过第一波段和第二波段延伸以将光耦合到所述一个层中。

提供本概述以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。该概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在被用来帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1解说了用于标准绿色LED和经转换的绿色LED的颜色绿色的色彩带宽的示例。

图2是描绘近眼显示器(NED)设备系统的一实施例的各示例组件的框图。

图3A是NED设备的控制电路系统内包括计算机系统在内的各示例硬件组件的框图。

图3B是与图像生成单元耦合的近眼显示器的一实施例的俯视图。

图4A、4B、4C和4D是按照在图像生成单元中的LED、滤波器和显示设备的光流径来解说不同的布置的一些实施例的框图，所述图像生成单元可被用于实现本技术。