[发明专利]毫微微投影仪光学系统

说明书

描述了各种毫微微投影仪光学系统。它们中的每个可以做得足够小以使用塑料注塑成型、金刚石车削、光刻和蚀刻或其他技术装配在隐形眼镜中。大多数(但不是全部)系统包括实心圆柱形透明基板，该基板的一端上形成有弯曲主镜并且另一端上形成有次镜。任何设计可以根据需要使用光阻挡、光重定向、吸收涂层或其他类型的挡板结构来减少杂散光线。

本申请是国际申请日为2017年10月18日、国际申请号为PCT/US2017/057240、国家申请号为201780078826.1、发明名称为“毫微微投影仪光学系统”的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.的第119(e)段要求于2016年10月31日提交的题为“Femtoprojector Optical Systems”的美国临时专利申请序列号62/415,376和于2017年3月17日提交的题为“Femtoprojector Optical Systems”的美国临时专利申请序列号62/473,268的优先权。所有前述申请的主题以整体内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于眼戴式显示器的投影仪。

背景技术

Deering已经提出了一种眼戴式显示器。参见例如题为“Systems using eyemounted displays”的US 8,786,675。一种类型的眼戴式显示器基于安装在隐形眼镜内的微型投影仪。投影仪将图像投影到佩戴隐形眼镜的人的视网膜上。

视频投影仪必须非常小以装配在隐形眼镜中，小到Deering将称其为“毫微微投影仪(femtoprojector)”。典型的毫微微投影仪在任何维度上都不大于约1毫米。

一种毫微微投影仪包括图像源和光学系统。图像源可以是显示芯片，诸如发光像素阵列。发光二极管(LED)阵列是显示芯片的示例。光学系统将来自图像源的光投射到视网膜上。

在光到达视网膜之前，它穿过眼球，眼球包括角膜和眼睛自己的晶状体。毫微微投影仪的光学系统被设计为将来自显示芯片的图像投影到视网膜上，以便它们出现在人的视场中。

所需要的是用于装配在隐形眼镜内部同时还提供适当放大率和良好图像质量的毫微微投影仪光学系统的设计。

附图说明

本公开的实施例具有其他优点和特征，这些优点和特征当结合附图理解时从以下详细描述和所附权利要求将更加清楚，在附图中：

图1示出了在隐形眼镜中包含毫微微投影仪的眼戴式显示器的横截面视图。

图2示出了在隐形眼镜中包含多个毫微微投影仪的眼戴式显示器的俯视图。

图3A和图3B分别示出了具有来自图像源的中央和边缘的光线的毫微微投影仪光学系统的横截面视图。

图4示出了毫微微投影仪光学系统的透视图。

图5A和图5B示出了毫微微投影仪光学系统和具有毫微微投影仪的眼睛的横截面视图，图示了设计折衷。

图5C绘出了作为遮蔽物尺寸的函数的相对效率和内晕角。

图6-图13示出了各种毫微微投影仪光学系统的横截面视图。

图14A-图14B示出了毫微微投影仪的分解图和组装图。

图15A-图15B示出了另一毫微微投影仪的分解图和组装图。

图16示出了隐形眼镜中的水平定位的毫微微投影仪的横截面视图。

图17示出了隐形眼镜中的又一毫微微投影仪的横截面视图。