[发明专利]具有多元件显示照明系统的电子设备

说明书

本发明题为“具有多元件显示照明系统的电子设备。”本发明公开了一种电子设备，该电子设备可具有空间光调制器。电子设备中的控制电路可使用空间光调制器来生成图像。光源可用于为空间光调制器产生照明。光学系统可向空间光调制器上引导照明，并可以朝眼框引导对应反射图像光以供用户查看。头戴式支撑结构可用于支撑空间光调制器、光源和光学系统。光源可包括发光元件，诸如发光二极管或激光器。可在光源中以一维或二维阵列提供多个发光元件。在操作期间，控制电路可逐个调节发光元件。

本专利申请要求2019年5月10日提交的美国专利申请No.16/409,681以及2018年6月28日提交的美国临时专利申请号No.62/691,513的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及电子设备，更具体地讲，涉及具有显示器的电子设备。

背景技术

电子设备通常包括显示器。例如，头戴式设备诸如虚拟现实或混合现实眼镜可具有用于为用户显示图像的显示器。显示器可包括空间光调制器，该空间光调制器具有为用户产生图像的像素。光学系统为空间光调制器提供照明，使得用户能够查看图像。

为诸如头戴式设备的设备形成显示照明系统可具有挑战性。如果不小心，则照明系统将因不够紧凑而不能佩戴到用户头部，或者可能表现不出令人满意的光学性能。

发明内容

电子设备可具有空间光调制器。电子设备中的控制电路可使用空间光调制器来生成图像。光源可用于为空间光调制器产生照明。光学系统可向空间光调制器上引导照明，并可以朝眼框引导对应反射图像光以供用户查看。

头戴式支撑结构可用于支撑空间光调制器、光源和光学系统。光源可包括发光元件，诸如发光二极管或激光器。可在光源中以一维或二维阵列提供多个发光元件。在操作期间，控制电路可逐个调节发光元件。

发光元件可被布置成阵列，使得不同发光元件产生对空间光调制器的不同区域照明的光。发光元件可包括白光发光元件或彩色发光元件，诸如红光、绿光和蓝光发光元件。

光学系统可使用透镜、基于二向色楔的光学组合器、全息图、可调谐光栅、次显微结构或其他光学组合器结构，可包括偏振分束器，可包括棱镜、光束转向设备和/或其他光学部件。

附图说明

图1是根据一个实施方案的具有显示器的例示性电子设备的图示。

图2和图3是根据实施方案，用于向空间光调制器提供照明并将图像光引导至眼框供用户观看的例示性光学系统部件的图示。

图4是根据一个实施方案的例示性显示系统的图示。

图5是根据一个实施方案的曲线图，其中根据横跨图4的空间光调制器的距离绘示了照明强度。

图6、图7和图8是根据实施方案，用于显示照明系统的例示性多元件光源的图示。

图9是根据一个实施方案的锥形光隧道阵列和相关联光源元件的一部分的横截面侧视图。

图10是根据一个实施方案，包括组合不同波长的光以提供多波长照明的组合器的例示性照明系统的图示。

图11和图12是根据一个实施方案，可用于形成图10的例示性系统的多元件光源的发光元件的例示性图案的图示。

图13是根据一个实施方案的例示性显示系统的图示，该显示系统具有光学系统，该光学系统具有用于组合多个波长的光以向空间光调制器提供多波长照明的部件。

图14和图15是根据一个实施方案，具有蝇眼阵列和多元件光源的例示性显示系统的图示。

图16是根据一个实施方案，具有包括楔形基板的光学组合器的例示性显示系统的图示。