（

映维网Nweon
2025年01月03日

）传用于光场显示器的传统组合器可能相当笨重，通常不能用于支持小尺寸的头显。在一份专利申请中，Meta描述了一种可用于集成到不同形态的光学显示架构，包括眼镜形态。

在一个实施例中，专利描述的显示组件包括光源组件（LSA）、准直透镜、耦合部分、空间光调制器（SLM）和多个光栅。LSA可以包括多个点光源，所述点光源配置为在不同时间段发射光。所述准直透镜配置为准直来自多个点光源的光。

所述耦合部分配置为将所述准直光耦合到波导。SLM配置为对准直光进行空间调制。多个光栅配置为对来自所述波导的空间调制光进行耦出。

图1A示出眼镜设备100的透视图，而图1B示出头显形态。设备100包括框架，含有一个或多个显示组件120的显示组件、深度摄像头组件（DCA）、音频系统和位置传感器190。

框架110容纳头显100的其他组件。所述一个或多个显示组件120向佩戴所述头显100的用户提供光。每个显示组件120是一个光场显示器。

DCA确定深度信息。DCA包括一个或多个成像装置130和DCA控制器（未在图1A中示出），并且可以包括照明器140。DCA控制器使用所捕获的图像和一种或多种深度确定技术计算局部区域部分的深度信息。

音频系统提供音频内容。换能器阵列将声音呈现给用户。声学传感器配置为检测声音并将检测到的声音转换为电子格式（模拟或数字）。

音频控制器处理来自传感器阵列的描述由传感器阵列检测到的声音的信息。位置传感器190响应设备100的运动而产生一个或多个测量信号。

图2A示出包括全息光学元件（HOE） 210的显示组件205的横截面视图200。显示组件205可以根据来自控制器的指令输出图像光。如图所示，显示组件205包括光源组件225、准直透镜230、耦合部分232、空间光模块（SLM） 235、波导245、多个光栅和HOE 210。

光源组件225配置为发光。光源组件225包括多个点光源。点光源可以是边缘发射激光器、发光二极管、垂直腔面发射激光器、激光二极或组合。

准直透镜230配置为准直来自多个点光源的光。准直透镜可由多个透镜组成。耦合部分232配置为将来自准直透镜230的准直光耦合到波导245中。

如图2A所示，耦合部分232是一个棱镜，使准直光弯曲到足以使波导245内发生全内反射（。在其它实施例中，棱镜可由一个或多个光栅代替。

SLM 235配置成对准直光进行空间调制。如图所示，准直光已经通过耦合节232耦合到波导245中。SLM 235可位于距准直透镜230一定焦距的位置。SLM 235包括多个单元（未示出），每个单元都是独立可寻址，并且能够对耦合光的不同部分进行空间调制。

所述多个光被配置为对来自波导245的空间调制光进行耦出。多个光栅可以位于波导245的第一表面250、波导245的第二表面255或它们的某种组合之上。

所述HOE 210配置为接收由多个光栅解耦的空间调制光，并对光进行对焦。光学元件211可以对可见光基本上透明，使得来自局部区域的光可以通过光学元件、HOE 210和波导245到达视窗215。

来自多个点光源的光在不同的时间段点亮。每个点光源发出的光通过显示组件传播后作为相应的虚拟发射器输出。在视窗215中创建的相应虚拟发射器通过眼睛220集成以创建一个或多个虚拟图像。

图2B是图2A显示组件205的前视图。为简单起见，前视图省略了HOE 210。前视图显示了从x-y角度的波导245。如上所述，来自光源组件225的光耦合到波导245中并由SLM 235调制。所述空间调制光在波导245内经历全内反射，并最终通过所述多个光栅中的至少一个解耦。

波导245包括沿波导245位于不同位置的多个光栅。每个光栅仅对来自单个对应点光源的光进行耦出。

图3示出包括HOE 210和分束器310的显示组件305。所述显示组件305基本上与所述显示组件205相同，但耦合部分是分束器310。如图所示，在分束器310和波导245之间存在间隙。在其他实施例中，分束器310可以直接耦合到波导245和/或波导245的一部分。

分束器310可以是例如偏振分束器。来自光源组件225的光可以是偏振光，并且可以将分束器310配置为传输第一偏振的光并反射正交偏振的光。例如，来自点光源270的光可以被偏振。所述光被准直并由分束器310传输。光通过SLM 235进行空间调制，SLM 235将空间调制的光反射回分束器310。

反射导致偏振的变化，使得空间调制的光具有与反射之前的光的偏振正交的偏振。分束器310反射所述光，使得所述光以一定角度耦合到所述波导245中，所述光在所述波导245内进行全内反射，直到其通过所述多个光栅中的光栅240a进行脱耦，并最终在视窗215中形成虚拟发射器315。

图4示出显示组件405的截面视图400，显示组件405包括HOE 210和光线调节装置410。所述显示组件405与所述显示组件205基本相同，但包括光调节装置410。光调节装置410耦合到波导245的第一表面250。注意，SLM 235可以在空间上调制耦合光的振幅。光调节装置410配置为调节来自SLM 235的空间调制光。

光调节装置410是相位SLM。相位SLM可以配置为调制空间调制光的相位。所以，SLM 235和相位SLM一起可以调制耦合光的幅值和相位。这可以通过显示器更好地控制像差和图像质量。

在一个实施例中，光调节装置可包括一个或多个可切换光栅。可切换光栅可用于帮助引导波导245内的光。例如，可切换光栅可以根据来自控制器的指令选择性地激活，以将光从SLM 235引导到多个光栅中的特定光栅。

如图所示，点光源270a在第一时间段发射第一波段的光。所述光由准直透镜230准直并通过所述耦合部分232耦合到所述波导245中。耦合光被SLM 235空间调制并反射回波导245。所述空间调制光通过光调节装置410进行调节，并通过光栅240a进行解耦。HOE 210将耦合光聚焦在视窗215处。

图5是显示组件505的横截面视图500，显示组件505的光栅根据一个或多个实施例直接将光线向视窗耦出。所述显示组件505基本上与所述显示组件205相同，但不包括HOE，以及从波导245向视窗215输出的多个光栅。

如图5所示，所述显示组件505包括光学元件211。光学元件211可用于矫正用户的视力，保护波导245免受损坏（例如意外跌落），或某种组合。

如图所示，点光源270a在第一时间段发射第一波段的光。所述光由准直透镜230准直并通过所述耦合部分232耦合到所述波导245中。耦合光被SLM 235空间调制并反射回波导245。空间调制光通过耦合到波导245的多个光栅中的光栅510a从波导245解耦。所述多个光栅配置成将来自波导245的光向视窗215耦出。

如图所示，所述光栅510a配置成从所述点光源270a向所述视窗215输出光。

相关专利

：
Meta Patent | Light field display architecture for headset

名为“Light field display architecture for headset”的Meta专利申请最初在2023年1月提交，并在日前由美国专利商标局公布。