用于采用虚拟或增强现实装置生成虚拟内容显示的方法和系统与流程

文档序号:11160603阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于生成用于虚拟现实和/或增强现实的立体图像的方法,包括:

通过使用内耦合光学元件将输入光束传输到目镜的基板中;

通过至少使用在第一层上的第一衍射元件,将所述输入光束的第一部分朝向在所述目镜的所述第一层上的第二衍射元件偏转;以及

通过采用在所述第一层上的所述第二衍射元件偏转所述输入光束的所述第一部分中的一些,来朝向观看者定向第一出射光束。

2.根据权利要求1所述的方法,还包括:

在所述目镜的基板内传输所述输入光束的剩余部分;

通过使用在所述第一层上的所述第一衍射元件将所述输入光束的所述剩余部分中的一些朝向所述第二衍射元件偏转;以及

通过采用在所述第一层上的所述第二衍射元件偏转所述输入光束的所述剩余部分中的一部分,来朝向所述观看者定向第二出射光束。

3.根据权利要求1所述的方法,还包括:

在所述目镜的所述基板内传输所述输入光束的所述第一部分中的剩余部分;以及

通过使得所述第一部分中的所述剩余部分与在所述第一层上的所述第一衍射元件和所述第二衍射元件相互作用,来朝向所述观看者定向另外的出射光束。

4.根据权利要求1所述的方法,还包括:

通过使用一个或多个控制信号来动态地开启所述目镜的第二层,其中,所述第二层包括第三衍射元件和第四衍射元件;以及

通过至少使用在所述第二层上的第三衍射元件和第四衍射元件,从所述输入光束朝向所述观看者定向出射光束。

5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述第一层主控与第一焦距相关联的第一焦平面,并且所述第一出射光束对用户看起来从所述第一焦平面发出。

6.根据权利要求4所述的方法,其中所述第二层主控与第二焦距相关联的第二焦平面,并且所述第二出射光束对用户看起来从所述第二焦平面发出。

7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件包括表面浮雕型衍射元件、体相型衍射元件或表面浮雕型衍射元件和体相型衍射元件的组合。

8.一种用于生成用于虚拟现实和/或增强现实的立体图像的装置,包括:

包括基板的目镜;

用于将输入光束传输到所述基板中的内耦合光学元件;以及

所述基板的第一层,其包括操作地耦合到所述内耦合光学元件并设置在所述基板的一侧或多侧上的所述第一衍射元件和所述第二衍射元件,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件包括线性衍射元件和圆形或径向对称衍射元件。

9.根据权利要求8所述的装置,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件以共面的布置被布置在所述第一层上。

10.根据权利要求8所述的装置,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件以折叠或覆盖的布置被布置在所述第一层的两侧上。

11.根据权利要求8所述的装置,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件被布置在附接到所述第一层的整体、不可分离的层中。

12.根据权利要求11所述的装置,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件在所述整体、不可分离的层中采用单个记录来创建。

13.根据权利要求8所述的装置,还包括一个或多个第二层,其中,所述第一层和所述一个或多个第二层在开启状态和关闭状态之间是动态可切换的,并且所述一个或多个第二层在彼此顶部层叠。

14.根据权利要求13所述的装置,其中,所述第一层或所述一个或多个第二层包括至少一个聚合物分散液晶层。

15.根据权利要求8所述的装置,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件包括体相型衍射元件。

16.根据权利要求8所述的装置,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件包括表面浮雕型衍射元件。

17.根据权利要求8所述的装置,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件包括表面浮雕型衍射元件和体相型衍射元件。

18.一种用于实现用于生成虚拟现实和/或增强现实的立体图像的装置的方法,包括:

识别或制造用于目镜的第一基板;

在一个或多个第一膜上识别或制造第一衍射元件和第二衍射元件,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件包括线性衍射元件和圆形或径向对称衍射元件;

在所述第一基板上设置包括所述第一衍射元件和所述第二衍射元件的所述一个或多个第一膜;以及

将内耦合光学元件集成到所述目镜中以将来自输入光源的输入光束传输到所述第一基板中,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件操作地耦合到内耦合光学元件以偏转所述输入光束的至少一部分。

19.根据权利要求18所述的方法,在所述第一基板上设置包括所述第一衍射元件和所述第二衍射元件的所述一个或多个第一膜的动作包括以下中的一个:

在所述第一基板的一侧上以共面的布置来布置所述第一衍射元件和所述第二衍射元件;

在所述第一基板的两侧上以折叠或覆盖的布置来布置所述第一衍射元件和所述第二衍射元件;以及

在设置在所述第一基板的一侧上的整体、不可分离层上复用所述第一衍射元件和所述第二衍射元件。

20.根据权利要求18所述的方法,还包括:

识别或制造用于目镜的第二基板;

在一个或多个第二膜上识别或制造第三衍射元件和第四衍射元件,其中,所述第三衍射元件和所述第四衍射元件包括线性衍射元件和圆形或径向对称衍射元件;以及

在所述第二基板上设置包括所述第三衍射元件和所述第四衍射元件的一个或多个第三膜。

21.根据权利要求20所述的方法,还包括:

在所述第一基板上设置所述第二基板,其中

在所述第一基板上的所述第一衍射元件和所述第二衍射元件以及在所述第二基板上的所述第三衍射元件和所述第四衍射元件通过使用电压或电流在开启状态和关闭状态之间是动态可切换的。

22.根据权利要求20所述的方法,其中,所述一个或多个第一膜和所述一个或多个第二膜中的至少一个包括聚合物分散液晶层。

23.根据权利要求18所述的方法,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件包括表面浮雕型衍射元件、体相型衍射元件或表面浮雕型衍射元件和体相型衍射元件的组合。

24.根据权利要求18所述的方法,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件包括体相衍射元件和表面浮雕结构的组合。

25.根据权利要求18所述的方法,其中,所述第一基板包括单层主体透明或半透明介电主介质。

26.根据权利要求18所述的方法,其中,所述第一基板包括彼此耦合的半透明或透明主介质的两个或多个层以共同形成用于所述输入光束的至少一部分的波导,以产生所述立体图像。

27.一种使用或设计用于生成用于虚拟现实和/或增强现实的立体图像的装置的方法,包括:

接收从内耦合光学器件的输入光束;

采用所述装置的目镜中的第一衍射元件,将来自所述内耦合光学器件的输入光束的第一部分偏转成朝向第二衍射元件的第一方向,其中,所述第一衍射元件具有预定的衍射效率和相对于所述输入光束的传播的方向的第一取向;以及

将所述输入光束的第二部分传播通过具有第二取向的所述第二衍射元件,以向观看者产生立体图像。

28.根据权利要求27所述的方法,其中,所述第一衍射元件或所述第二衍射元件中的至少一个包括体积全息图,所述体积全息图至少采用体相技术来制造,以在具有单层主介质或者主介质的两个或多个单独层的基板上记录所述第一衍射元件或所述第二衍射元件。

29.根据权利要求27所述的方法,还包括:

通过至少调制所述第一衍射元件或所述第二衍射元件或所述第一衍射元件和所述第二衍射元件的组合的衍射效率来减少所述立体图像中的伪像。

30.根据权利要求27所述的方法,其中,所述第一衍射元件包括出射光瞳扩展结构或扩展器,以及所述第二衍射元件包括正交光瞳扩展结构或扩展器。

31.根据权利要求27所述的方法,其中,所述第一衍射元件或所述第二衍射元件包括包含干法光聚合物材料的主介质。

32.根据权利要求31所述的方法,其中,所述主介质包括单层光聚合物材料、单层卤化银、或单层聚合物分散液晶混合材料。

33.根据权利要求27所述的方法,还包括:

通过至少连续地重定向所述输入光束的至少第一部分的第一光波前并经由全内反射与所述输入光束的至少第二部分外耦合,来引导所述输入光束的传播。

34.根据权利要求27所述的方法,还包括:

通过采用不同的衍射效率至少倾斜在所述目镜中的一个或多个组件的衍射效率来控制在所述输入光束和所述第一衍射元件和/或所述第二衍射元件之间的较早和较晚的相互作用。

35.根据权利要求27所述的方法,还包括:

通过在制备所述第一衍射元件和/或所述第二衍射元件中至少调制记录光束强度或记录光束强度的比例来分布用于所述第一衍射元件和/或所述第二衍射元件的光栅衍射效率。

36.根据权利要求27所述的方法,其中,所述第一衍射元件或所述第二衍射元件被识别或制造而不使用表面浮雕结构。

37.根据权利要求27所述的方法,还包括:

通过使用用于所述第一衍射元件和/或所述第二衍射元件的可切换衍射元件,提供投射图像到多个焦平面成像元件的时间复用分布。

38.根据权利要求27所述的方法,其中,所述第一衍射元件或所述第二衍射元件包括聚合物分散液晶(PDLC)组件。

39.根据权利要求38所述的方法,还包括:

识别所述聚合物分散液晶(PDLC)组件;

识别用于所述PDLC组件的主介质;

识别在所述PDLC组件的主介质中的结构元件;以及

将所述主介质或所述结构元件的折射率确定为与所述基板的第一折射率不匹配的折射率,其中,所述第一衍射元件和/或所述第二衍射元件设置在所述基板上。

40.根据权利要求27所述的方法,还包括:

识别单层结构;

将所述第一衍射元件和所述第二衍射元件识别或制造到所述单层结构中;以及

复用在所述单层结构中的所述第一衍射元件和所述第二衍射元件,以减少在所述目镜的至少一部分中的所述输入光束的传播的衍射中的串扰。

41.根据权利要求27所述的方法,其中,所述第一衍射元件和所述第二衍射元件设置在所述基板上或设置在所述基板中并包括体相衍射元件和表面浮雕结构的组合。

42.根据权利要求41所述的方法,其中,所述基板包括单层主体透明或半透明介电主介质。

43.根据权利要求27所述的方法,其中,所述基板包括彼此耦合的半透明或透明主介质的两个或多个层以共同形成用于所述输入光束的至少一部分的波导,以产生所述立体图像。

44.一种装置,其执行权利要求18-26中任一项所述的方法,用于生成用于虚拟现实和/或增强现实的立体图像。

45.一种装置,其执行权利要求27-43中任一项所述的方法,用于生成用于虚拟现实和/或增强现实的立体图像。

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