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Meta提出基于体布拉格光栅VBG的2D扩展器来扩展AR头显FOV

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扩展视窗并支持更大的视场

映维网Nweon 2023年09月05日)对于XR头显,扩大视场是一个关键课题。但是,提供宽视场可能需要增加电子或光学元件的数量,这反过来可能会增加系统的尺寸、重量和总体体积。

在名为“Image generation and delivery in a display system utilizing a two-dimensional (2d) field of view expander”的专利申请中,Meta提出基于体布拉格光栅VBG的2D扩展器来扩展视窗并支持更大的视场。

图4示出了一个光学系统400。光学系统400可包括图像源410和任意数量的投影仪光学元件420,而投影仪光学元件可包括具有VBG的波导。

在图4所示的示例中,图像源410可以位于投影仪光学元件420的前面,并且可以向投影仪光学元件420投射光。在另一个示例中,图像源410可以位于用户眼睛490的视场之外。在这种情况下,投影仪光学元件420可以包括一个或多个反射器、折射器或定向耦合器,从而偏转来自用户眼睛490的视场之外的图像源410的光。

波导可用于将光耦合到显示系统和/或从显示系统中输出。特别地,可以使用具有一个或多个VBGVBG的波导。

VBG可以将显示光从投影仪衍射到用户的眼睛,并且可以帮助补偿显示光的色散,以减少基于波导的显示系统中的整体色散。

图5举例说明了波导配置500。波导结构500可包括多个层,例如至少一个衬底501和至少一个光聚合物层502。至少一个衬底501和至少一个光聚合物层502可以光学粘合以形成波导结构500。

可以在光聚合物层502中提供一个或多个VBG。通过将干涉图案503暴露于光敏聚合物层502中,可以改变光敏聚合物层502的折射率,并且可以在光敏聚合物层502中提供VBG。

图6示出了包括VBG排列的波导配置600。如图所示,波导配置600可以包括输入VBG601、第一中间VBG602、第二中间VBG603和输出VBG604。

显示系统的投影仪605可以将显示光传输到VBG601 - 604的布置,从输入VBG601开始,然后通过第一中间602和第二中VBG603,然后到输出VBG604,从而将所述显示光传播到视窗或用户的眼睛606。

图7A-7B举例说明了波导配置700a-700b的示意图。波导配置700a说明了VBG701a-704a的一种排列,而波导配置700b说明了VBG701b-704b的另一种排列。

VBG701a-704a的排列可以与VBG701b-704b的排列组合。特别是,可以实现VBG 701a-704a和VBG 701b-704b的排列,以协同扩展视窗并支持更大的视场。

VBG701a - 704a的排列可以包括输入VBG701a、第一中间VBG702a、第二中间VBG703a和输出VBG704a。因此,投影仪可以将显示光通过第一中间VBG702a和第二中间VBG703a传播到输入VBG701a,并通过输出VBG704a输出。

更具体地说,视场的第一次扩展(第一维)可以通过第一中间VBG702a和第二中VBG703a来完成,而视场的第二次扩展(第二维)可以通过输出VBG704a来完成。

另外,如图7B所示,投影仪(未示出)可以将显示光传播到输入VBG701b、第一中间VBG702b和第二中间VBG703b和输出VBG704b。同样,投影仪可以将显示光通过第一中间VBG702b和第二中间VBG703b传播到输入VBG701b,并通过输出VBG704b输出。

特别地,视场的第一次扩展(第一维)可以通过第一中VBG702b和第二中VBG703b来完成,而视场的第二次扩展(第二维)可以通过输出VBG704b来完成。

相关专利Meta Patent | Image generation and delivery in a display system utilizing a two-dimensional (2d) field of view expander

名为“Image generation and delivery in a display system utilizing a two-dimensional (2d) field of view expander”的Meta专利申请最初在2022年1月提交,并在日前由美国专利商标局公布。

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