[发明专利]用于增强现实显示器的包括偏振选择性透镜堆叠的自适应透镜组件

说明书

本公开涉及显示系统，更具体地，涉及增强现实显示系统。在一方面，一种自适应透镜组件包括透镜堆叠，该透镜堆叠被配置为对线性偏振光施加与偏振有关的光焦度。透镜堆叠包括彼此接触以在其间形成保形界面的双折射透镜和各向同性透镜。自适应透镜组件被配置为在具有不同光焦度的多个状态之间选择性地切换。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2018年3月7日提交的名称为“ADAPTIVE LENS ASSEMBLIESINCLUDING POLARIZATION-SELECTIVE LENS STACKS FOR AUGMENTED REALITY DISPLAY(用于增强现实显示器的包括偏振选择性透镜堆叠的自适应透镜组件)”的美国临时申请号62/639,882的优先权益，其全部内容通过引用并入于此。

援引并入

本申请援引并入下列专利申请的每一个的全部内容：2014年11月27日提交的美国申请No.14/555,58，其于2015年7月23日被公开为美国公开No.2015/0205126；2015年4月18日提交的美国申请No.14/690,401，其于2015年10月22日被公开为美国公开No.2015/0302652；2014年3月14日提交的美国申请No.14/212,961，现为2016年8月16日发布的美国专利No.9,417,452；2014年7月14日提交的美国申请No.14/331,218，其于2015年10月29日被公开为美国公开No.2015/0309263。

技术领域

本公开涉及显示系统，更具体地，涉及增强和虚拟现实显示系统。

背景技术

现代计算和显示技术促进了用于所谓的“虚拟现实”或“增强现实”体验的系统的开发，其中数字再现的图像或其部分以它们看起来真实或可被感知为真实的方式呈现给用户。虚拟现实或“VR”场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，而对其它实际真实世界视觉输入没有透明性；增强现实或“AR”场景通常涉及将数字或虚拟图像信息呈现为对用户周围的真实世界的可视化的增强。混合现实或“MR”场景是一种AR场景，并且通常涉及集成到自然世界中并对自然世界做出响应的虚拟对象。例如，在MR场景中，AR图像内容可被真实世界中的对象阻挡或者以其它方式被感知为与真实世界中的对象交互。

参考图1，描述了增强现实场景10，其中，AR技术的用户看到以人、树、背景中的建筑物和混凝土平台30为特征的真实世界公园状设置20。除了这些项之外，AR技术的用户还感知到他“看到”“虚拟内容”，例如站在真实世界平台30上的机器人像40，以及飞过的卡通状化身角色50，其似乎是大黄蜂的拟人化，即使这些元素40、50不存在于真实世界中。因为人类视觉感知系统是复杂的，所以产生促进虚拟图像元素与其它虚拟或真实世界的图像元素的舒适、感觉自然、丰富的呈现的AR技术是有挑战性的。

发明内容

在第一方面，一种自适应透镜组件包括透镜堆叠，该透镜堆叠被配置为向线性偏振光施加与偏振有关的光焦度。透镜堆叠包括彼此接触以在其间形成保形界面的双折射透镜和各向同性透镜。自适应透镜组件被配置为在具有不同光焦度的多个状态之间选择性地切换。

在第二方面，一种显示装置包括波导组件，该波导组件被配置为在与波导组件的输出表面平行的横向方向上引导光。波导组件进一步被配置为通过输出表面耦出被引导的光。显示装置还包括设置在波导组件的第一侧上的自适应透镜组件。自适应透镜组件被设置为接收来自波导组件的耦出光，并在具有不同光焦度的多个状态之间选择性地切换。自适应透镜组件包括透镜堆叠，该透镜堆叠被配置为向线性偏振光施加偏振相关的光焦度。透镜堆叠包括彼此接触的双折射透镜和各向同性透镜，其中，双折射透镜和各向同性透镜的接触表面形成保形界面。

附图说明

图1示出了通过AR装置的用户的增强现实(AR)的视图。

图2示出了用于针对用户模拟三维影像的常规显示系统。