[发明专利]头戴式显示设备的具有共享光学元件的左和右眼光路

权利要求书

1.一种显示引擎组装件，包括：

第一成像器，所述第一成像器用于在头戴式显示设备中生成左图像；

第二成像器，所述第二成像器用于在所述头戴式显示设备中生成右图像，所述左和右图像分别是单个立体图像的左和右分量；以及

光学地耦合到所述第一成像器和所述第二成像器的光学波导，所述光学波导是第一光路的部分以将所述左图像传达到所述头戴式显示设备的用户的左眼，并且还是第二光路的部分以将所述右图像传达到所述头戴式显示设备的所述用户的右眼。

2.如权利要求1所述的显示引擎组装件，其特征在于，所述光学波导是第一偏振分束器。

3.如权利要求1或权利要求2所述的显示引擎组装件，其特征在于，进一步包括第二偏振分束器，所述第二偏振分束器是所述第一光路和所述第二光路的部分。

4.如权利要求1到3中的任一项所述的显示引擎组装件，其特征在于，所述第二偏振分束器是线栅分束器。

5.如权利要求1到4中的任一项所述的显示引擎组装件，其特征在于，所述第一偏振分束器至少部分由玻璃组成，所述显示引擎组装件进一步包括将所述第一偏振分束器耦合到所述第二偏振分束器的第一玻璃框架构件。

6.如权利要求1到5中的任一项所述的显示引擎组装件，其特征在于，进一步包括将所述第一偏振分束器耦合到所述第二偏振分束器的第二玻璃框架构件，其中所述第一和第二玻璃框架构件被耦合到所述第一偏振分束器的相对侧。

7.如权利要求1到6中的任一项所述的显示引擎组装件，其特征在于，所述第一偏振分束器被成形为矩形盒。

8.如权利要求1到7中的任一项所述的显示引擎组装件，其特征在于，进一步包括以下中的至少一者：

第三成像器，所述第三成像器用于生成针对所述用户的所述左眼的第二左图像，所述第三成像器被光学地设置在所述第一偏振分束器和所述头戴式显示设备的第一照明源之间；或者

第四成像器，所述第四成像器用于生成针对所述用户的所述右眼的第二右图像，所述第四成像器被光学地设置在所述第一偏振分束器和所述头戴式显示设备的第二照明源之间。

9.一种头戴式显示设备，包括：

头部佩戴件，所述头戴式显示设备能通过所述头部佩戴件被安装到用户的头部；

显示引擎组装件，所述显示引擎组装件被耦合到所述头部佩戴件，并包括：

第一成像器，所述第一成像器用于生成针对所述头戴式显示设备的用户的左眼的左图像，

第二成像器，所述第二成像器用于生成针对所述头戴式显示设备的用户的右眼的右图像，

左光学输出端口，

右光学输出端口，以及

光学地耦合到所述第一成像器和所述第二成像器两者的第一偏振分束器，所述第一偏振分束器用于分别将所述左图像和所述右图像传达到所述左和右光学输出端口；

分开地耦合到所述左和右光学输出端口的多个波导，所述多个波导用于分别朝向所述用户的左和右眼传达所述左和右图像；

处理器，所述处理器用于控制所述头戴式显示设备的操作；以及

耦合到所述处理器的多个传感器。

10.如权利要求9所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述显示引擎组装件进一步包括第二偏振分束器，所述第二偏振分束器被设置在所述第一偏振分束器与所述第一和第二成像器之间的光路中。

11.如权利要求9或权利要求10所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述第二偏振分束器是线栅分束器。

12.如权利要求9到11中的任一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述第一偏振分束器至少部分由玻璃组成，所述显示引擎组装件进一步包括将所述第一偏振分束器耦合到所述第二偏振分束器的第一玻璃框架构件。

13.如权利要求9到12中的任一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述显示引擎组装件进一步包括将所述第一偏振分束器耦合到所述第二偏振分束器的第二玻璃框架构件，其中所述第一和第二玻璃框架构件被耦合到所述第一偏振分束器的两个相对侧。

14.如权利要求9到13中的任一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述第一偏振分束器被成形为矩形盒。

15.如权利要求9到14中的任一项所述的头戴式显示设备，其特征在于，所述显示引擎组装件进一步包括以下中的至少一者：第三成像器，所述第三成像器用于生成针对所述用户的所述左眼的第二左图像，所述第三成像器被光学地设置在所述第一偏振分束器和所述头戴式显示设备的第一照明源之间；或者第四成像器，所述第四成像器用于生成针对所述用户的所述右眼的第二右图像，所述第四成像器被光学地设置在所述第一偏振分束器和所述头戴式显示设备的第二照明源之间。