[发明专利]用于增强的近眼可穿戴显示器的系统和方法

说明书

提供了可穿戴的增强现实显示器系统。一个或多个发射显示器元件嵌入眼镜框架的鼻梁架区域中。透镜设有一组透射衍射光学元件和部分反射衍射光学元件。显示器输出被指向透镜元件，由此衍射元件继而将输出指向观察者的眼睛框。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年12月18日提交的美国临时专利申请号 62/269,510的权益，其整体通过引用并入本文。

技术领域

本文的公开的一个方面总体上涉及可穿戴电子设备，并且更特别地，涉及增强现实（AR）近眼可穿戴显示器。

背景技术

随着集成电路和显示器尺寸以及相关成本按比例缩减，可穿戴光学电子设备变得寻常。可穿戴光学电子设备具有大量的商业、军事和消费者应用。常规的近眼可穿戴显示器解决方案常常使用麻烦的低分辨率方法而不考虑用户舒适度或美观性。

附图说明

在所附绘图的各图中通过示例的方式而非通过限制的方式图示了本文的实施例，在所附绘图中，同样的参考标记指示类似的元件。应当指出的是，在本公开中对本发明的“一”或“一个”实施例的参考不一定针对同一实施例，并且它们意味着至少一个。而且，为了简洁和减少图的总数目，可以使用给定的图来图示本发明的多于一个实施例的特征，并且对于给定的实施例而言，可能不是图中的所有元件都是需要的。

图1是等距后视图，其用于解释根据本文的实施例的嵌入在近眼显示器眼镜鼻梁架（bridge）区段的两侧处的两个成像器或光调制器，并且用于解释根据该实施例的从两个成像器生成、被眼镜透镜重定向到两个眼睛框（eye-box）中的光的光线轨迹。

图2A和图2B图示了光线轨迹，其用于解释根据本文的实施例的从近眼显示器的一侧处的成像器发出的光线被透射衍射光学元件（TDOE）指向眼镜透镜然后被部分反射衍射光学元件（RDOE）朝向眼睛瞳孔反射且聚焦在眼睛视网膜上。

图3是AR近眼显示器的顶视图，其用于解释如下实施例，其中两个成像器嵌入眼镜框架的鼻梁架区段内，并且从两个成像器生成的光的光线轨迹被眼镜透镜重定向到两个眼睛框中。

图4是AR近眼显示器的侧视图，其用于解释其中两个成像器嵌入眼镜框架的鼻梁架区段内的实施例。

图5是AR近眼显示器的立体等距横截面视图，其用于解释根据本文的实施例的嵌入眼镜框架的鼻梁架区段内的两个成像器，以及从两个成像器生成的光被眼镜透镜重定向到两个眼睛框中的光线轨迹。

图6是一个视图，其用于解释根据本文的实施例的图示了由AR近眼显示器观察者感知到的所形成的虚拟图像的位置的光线轨迹。

图7是正视图，其用于解释根据本文的实施例的由AR近眼显示器形成的一对眼睛框的尺寸和位置。

图8是一个视图，其用于解释根据本文的实施例的由成像器发出的光线并且被TDOE盖光学器件朝向AR近显示器透镜重定向、然后被嵌入透镜内的RDOE层并且朝向观察者的眼睛框反射的光线轨迹。

图9是示意性绘图，其用于解释根据本文的一个示例实施例的AR近眼显示器。

图10是透视等距后视图，其用于解释其中两个成像器被嵌入眼镜框架的鼻梁架区段的两侧处并且两个成像器被嵌入AR近眼显示器的臂组件中的实施例，并且用于解释根据本文的实施例的从四个成像器生成的光被眼镜透镜重定向到AR近眼显示器的两个眼睛框中的光线轨迹。

图11是顶视线条绘图，其用于解释根据一个示例实施例的AR近眼显示器，其示出根据本文的实施例的嵌入眼镜框架的鼻梁架区段内的两个成像器和嵌入AR近眼显示器的臂组件中的两个成像器，以及从四个成像器生成的光被眼镜透镜重定向到两个眼睛框中的光线轨迹。

具体实施方式