專利名稱：反射陣列波導(dǎo)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反射陣列波導(dǎo)。
背景技術(shù)：
虛擬現(xiàn)實(shí)可以被看成是一種計(jì)算機(jī)生成的模擬環(huán)境，在該模擬環(huán)境中，用戶具有外觀上的物理在場(chǎng)。虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)可以以3D生成并且用諸如眼鏡或其他可穿戴顯示設(shè)備之類的頭戴式顯示器(HMD)來查看，所述頭戴式顯示器具有近眼面板作為透鏡以顯示代替實(shí)際環(huán)境的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。然而，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)允許:用戶仍然可以透視(see through)眼鏡或其他可穿戴顯示設(shè)備的顯示透鏡以查看周圍環(huán)境，而還看見被生成以供顯示并且表現(xiàn)為環(huán)境的一部分的虛擬物體的圖像。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以包括任何類型的輸入(比如音頻和觸覺輸入)、以及提高或增強(qiáng)用戶所體驗(yàn)到的環(huán)境的虛擬圖像、圖形和視頻。作為新興技術(shù)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)存在許多挑戰(zhàn)和設(shè)計(jì)限制:從生成虛擬物體和圖像以使得它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)環(huán)境中看上去逼真，到開發(fā)出小且精確得足以用可穿戴顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)的光學(xué)器件。實(shí)現(xiàn)諸如頭戴式顯示器(HMD)之類的用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的可穿戴顯示設(shè)備的一挑戰(zhàn)是反射陣列波導(dǎo)的制造，該反射陣列波導(dǎo)在可穿戴顯示設(shè)備的兩個(gè)獨(dú)立的右和左顯示透鏡系統(tǒng)中被用作透視和反射性波導(dǎo)二者。反射陣列波導(dǎo)包括所嵌入的部分反射的鏡面板，所述鏡面板是利用涂敷到每個(gè)鏡面板的一側(cè)的鏡涂層制成的，并且然后部分反射的鏡面板被附連到一起以形成波導(dǎo)。然而，在制造過程中用于涂敷鏡涂層的酷熱與隨后的冷卻一起可能導(dǎo)致鏡面板的翹曲或偏斜，這在用戶透視可穿戴顯示設(shè)備的顯示透鏡系統(tǒng)中的波導(dǎo)時(shí)導(dǎo)致虛擬圖像和/或周圍環(huán)境的失真視圖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明內(nèi)容介紹了反射陣列波導(dǎo)的簡化概念，并在下面具體實(shí)施方式
中描述和/或在附圖中示出這些概念。本發(fā)明內(nèi)容不應(yīng)被認(rèn)為描述了所要求保護(hù)的主題的必要特征，也不用于確定或限制所要求保護(hù)的主題的范圍。描述了反射陣列波導(dǎo)。在實(shí)施例中，反射陣列波導(dǎo)包括清澈波導(dǎo)面板以用于透視查看透過反射陣列波導(dǎo)被查看的環(huán)境。反射陣列波導(dǎo)還包括反射波導(dǎo)面板以反射被生成以便看上去為環(huán)境的一部分的虛擬圖像。反射波導(dǎo)面板中的每個(gè)都具有沉積在相對(duì)兩側(cè)的部分反射鏡涂層，并且反射波導(dǎo)面板在反射陣列波導(dǎo)中與清澈波導(dǎo)面板交替。交替的清澈和反射波導(dǎo)面板被傾斜一定角度以用于作為透過反射陣列波導(dǎo)所查看到的環(huán)境的一部分的所反射的虛擬圖像的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)成像。在其他實(shí)施例中，部分反射鏡涂層是金屬氧化物涂層，所述金屬氧化物涂層被沉積在反射波導(dǎo)面板的相對(duì)兩側(cè)以平衡否則會(huì)使反射波導(dǎo)面板翹曲的張力。反射波導(dǎo)面板可以各自由具有沉積在玻璃面板的相對(duì)兩側(cè)的部分反射鏡涂層的玻璃面板形成。清澈波導(dǎo)面板可以各自被形成為玻璃面板，所述玻璃面板被定位在反射波導(dǎo)面板中的兩個(gè)之間。可替代地，清澈波導(dǎo)面板各自在注塑模中在反射波導(dǎo)面板之間形成。每個(gè)反射波導(dǎo)面板在每側(cè)都與清澈波導(dǎo)面板接合，并且每個(gè)清澈波導(dǎo)面板每側(cè)都與反射波導(dǎo)面板接合，以形成反射陣列波導(dǎo)中的清澈和反射波導(dǎo)面板的交替序列。附圖簡述參考下面的附圖描述了反射陣列波導(dǎo)的實(shí)施例?？稍谌闹袑?duì)像附圖中所示的特征和組件的標(biāo)記使用相同的數(shù)字:

圖1示出了其中可以實(shí)現(xiàn)反射陣列波導(dǎo)的各實(shí)施例的示例系統(tǒng)。圖2示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的反射陣列波導(dǎo)的在疊層中形成并接合在一起的清澈和反射波導(dǎo)面板的示例。圖3示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于反射陣列波導(dǎo)中在注塑模中形成在反射波導(dǎo)面板之間的清澈波導(dǎo)面板的示例。圖4示出了包括可穿戴顯示設(shè)備的示例性系統(tǒng)，在所述可穿戴顯示設(shè)備中可實(shí)現(xiàn)反射陣列波導(dǎo)的實(shí)施例。圖5示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的反射陣列波導(dǎo)的示例方法。圖6示出可實(shí)現(xiàn)反射陣列波導(dǎo)的實(shí)施例的示例設(shè)備的各個(gè)組件。
具體實(shí)施例方式描述了反射陣列波導(dǎo)的實(shí)施例。反射陣列波導(dǎo)被用作可穿戴顯示設(shè)備(例如眼鏡或頭戴式顯示器)的顯示透鏡系統(tǒng)中的透視和反射波導(dǎo)。如上所述，反射陣列波導(dǎo)的部分反射的鏡面板可能在制造期間翹曲，并且鏡面板的偏斜在用戶透視顯示透鏡系統(tǒng)的波導(dǎo)時(shí)導(dǎo)致虛擬圖像和/或周圍環(huán)境的失真視圖。反射陣列波導(dǎo)的實(shí)施例提供了用于在沒有翹曲或偏斜的情況下制造反射陣列波導(dǎo)的技術(shù)，所述反射陣列波導(dǎo)用于可穿戴顯示設(shè)備的左和右顯示透鏡系統(tǒng)，比如用于實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。反射陣列波導(dǎo)包括用于透視查看環(huán)境的清澈波導(dǎo)面板，并且包括反射所生成的看上去為環(huán)境的一部分的虛擬圖像的反射波導(dǎo)面板。反射波導(dǎo)面板中的每個(gè)都具有沉積在相對(duì)兩側(cè)的部分反射鏡涂層，這平衡否則會(huì)使反射波導(dǎo)面板翹曲的張力。反射波導(dǎo)面板于是在反射陣列波導(dǎo)中與清澈波導(dǎo)面板交替。交替的清澈和反射波導(dǎo)面板被傾斜一定角度以用于作為透過反射陣列波導(dǎo)所查看到的環(huán)境的一部分的反射虛擬圖像的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)成像。盡管反射陣列波導(dǎo)的特征和概念能夠以任何數(shù)量的不同設(shè)備、系統(tǒng)、環(huán)境和/或配置來實(shí)現(xiàn)，但是反射陣列波導(dǎo)的各實(shí)施例在以下各示例設(shè)備、系統(tǒng)和方法的上下文中描述。圖1示出了其中可以實(shí)現(xiàn)反射陣列波導(dǎo)的各實(shí)施例的示例系統(tǒng)100?？纱┐黠@示設(shè)備102包括諸如顯示透鏡系統(tǒng)104之類的左和右顯示透鏡系統(tǒng)，所述顯示透鏡系統(tǒng)是從可穿戴顯示設(shè)備的角度106來查看的，就好像從該設(shè)備的頂部來查看所述顯示透鏡系統(tǒng)。在實(shí)施例中，顯示透鏡系統(tǒng)104可以被實(shí)現(xiàn)為參考圖4所描述的可穿戴顯示設(shè)備的左和右顯示透鏡系統(tǒng)?？纱┐黠@示設(shè)備可以被實(shí)現(xiàn)為任何類型的眼鏡或頭戴式顯示器(HMD)，其包括顯示透鏡系統(tǒng)104 (例如左和右顯示透鏡系統(tǒng))的實(shí)現(xiàn)，其中通過所述顯示透鏡系統(tǒng)104，用戶可以查看周圍環(huán)境，而還看見被生成以供顯示和看上去為環(huán)境的一部分的虛擬圖像。對(duì)在此所述的左成像系統(tǒng)和右成像系統(tǒng)的參考是與用戶的左和右眼(例如從佩戴和透視可穿戴顯示設(shè)備的角度來看)相關(guān)的?？商娲?，左和右成像系統(tǒng)可以從看著可穿戴顯示設(shè)備的角度來描述。顯示透鏡系統(tǒng)104各自可以包括反射陣列波導(dǎo)108，所述反射陣列波導(dǎo)108是透視和反射顯示光學(xué)器件，通過所述光學(xué)器件，圖像110 (例如透過可穿戴顯示設(shè)備被查看的環(huán)境的圖像)的光被投影以供查看。在該示例中，顯示透鏡系統(tǒng)104還包括成像單元112，該成像單元112可以用任何數(shù)目的微顯示面板、透鏡和反射元件來實(shí)現(xiàn)以將虛擬圖像顯示和投影到反射陣列波導(dǎo)上?？纱┐黠@示設(shè)備102和/或控制器單元包括諸如軟件應(yīng)用之類的成像應(yīng)用，所述成像應(yīng)用可以被實(shí)現(xiàn)以生成供通過成像單元112進(jìn)行顯示的虛擬圖像。參考圖4來描述可實(shí)現(xiàn)用于可穿戴顯示設(shè)備的成像應(yīng)用的控制器單元的示例。反射顯示透鏡系統(tǒng)104的反射陣列波導(dǎo)108被實(shí)現(xiàn)為用于內(nèi)反射，并且傳導(dǎo)來自成像單元112的虛擬圖像的可見光以供用戶查看，并且還讓來自周圍環(huán)境的光穿過以供用戶查看。具有成像單元的顯示透鏡系統(tǒng)104還可以用參考圖4所描述的顯示透鏡系統(tǒng)的組件來實(shí)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)可穿戴顯示設(shè)備中的反射陣列波導(dǎo)的實(shí)施例。在實(shí)施例中，反射陣列波導(dǎo)108包括清澈波導(dǎo)面板116以用于透視查看透過反射陣列波導(dǎo)被查看的環(huán)境。反射陣列波導(dǎo)還包括反射波導(dǎo)面板118以反射被生成以看上去為環(huán)境的一部分的虛擬圖像。清澈波導(dǎo)面板可以各自被形成為玻璃面板，所述玻璃面板被定位在反射波導(dǎo)面板中的兩個(gè)之間。反射波導(dǎo)面板中的每個(gè)都具有部分反射鏡涂層，所述鏡涂層沉積在相對(duì)兩側(cè)，比如反射波導(dǎo)面板118的第一側(cè)120和反射波導(dǎo)面板的第二側(cè)122。反射波導(dǎo)面板各自可以由具有沉積在面板的相對(duì)兩側(cè)的多層金屬氧化物涂層的玻璃面板形成。該金屬氧化物涂層可以用高溫通過蒸發(fā)沉積作為金屬蒸氣來涂敷，并且當(dāng)金屬氧化物涂層冷卻回到環(huán)境溫度，面板的相對(duì)兩側(cè)上的否則可能使反射波導(dǎo)面板翹曲或偏斜的張力被平衡。金屬氧化物涂層可以通過各種涂層工藝用薄膜沉積技術(shù)來涂敷，薄膜沉積技術(shù)包括離子束噴濺(IBS)、離子輔助沉積(IAD)以及電子束(E-beam)蒸發(fā)法。然后，反射波導(dǎo)面板118在反射陣列波導(dǎo)108中與清澈波導(dǎo)面板116交替。未向作為玻璃墊片定位在反射波導(dǎo)面板之間的清澈波導(dǎo)面板涂敷反射涂層。反射波導(dǎo)面板118中的每個(gè)都在每側(cè)與清澈波導(dǎo)面板接合，并且清澈波導(dǎo)面板被接合到反射波導(dǎo)面板以形成反射陣列波導(dǎo)中的清澈和反射波導(dǎo)面板的交替序列。未翹曲(例如平坦或沒有偏斜)的清澈和反射波導(dǎo)面板形成具有所投影虛擬圖像的極少或沒有失真的反射陣列波導(dǎo)108。交替的清澈和反射波導(dǎo)面板在反射陣列波導(dǎo)中還被傾斜一定角度，以用于作為透過反射陣列波導(dǎo)所查看到的環(huán)境的一部分的反射虛擬圖像的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)成像。在替換實(shí)施例中，反射陣列波導(dǎo)的清澈波導(dǎo)面板116各自在注塑模中在反射波導(dǎo)面板118之間形成。帶有涂層的反射波導(dǎo)面板(例如其已經(jīng)涂敷有反射性多層金屬氧化物涂層)可以被放置到注塑模中并且被固定到適當(dāng)位置。帶有涂層的反射波導(dǎo)面板也可以在放置到該模中被預(yù)熱和/或在該模中被預(yù)熱(例如以將塑料和玻璃的RI匹配得盡可能緊密，并且還將塑料和玻璃的CTE匹配得盡可能緊密)。然后，該模具被閉合并且塑料被注入到該模具中，這形成為反射波導(dǎo)面板之間的清澈波導(dǎo)面板。在冷卻以后，固定物被松開并且從該模具中移除，并且然后被修剪以完成反射陣列波導(dǎo)?？狗瓷浠蚱渌繉涌梢匀芜x地在反射陣列波導(dǎo)被包括在光學(xué)組件中以前被涂敷到塑料的光學(xué)表面。圖2不出了清澈和反射波導(dǎo)面板的不例200,所述清澈和反射波導(dǎo)面板在疊層202中形成并且被接合在一起，據(jù)此可以形成反射陣列波導(dǎo)，比如參考圖1所述的反射陣列波導(dǎo)108。在該示例200中，反射波導(dǎo)面板118以交替的序列被接合到清澈波導(dǎo)面板116。反射波導(dǎo)面板118各自被形成為具有部分反射鏡涂層204，所述鏡涂層204沉積在相對(duì)兩側(cè)，比如反射波導(dǎo)面板118的第一側(cè)206和反射波導(dǎo)面板的第二側(cè)208。所接合的清澈和反射波導(dǎo)面板的疊層202然后可以在所選寬度210被橫切以形成比如圖1所示的反射陣列波導(dǎo)108。圖3示出了在注塑模中成形的反射陣列波導(dǎo)的清澈波導(dǎo)面板的示例300。帶有涂層的反射波導(dǎo)面板118 (例如其涂敷了反射性多層金屬氧化物涂層)被定位在側(cè)視圖中所示的注塑模302中，并且該注塑模包括模塑門306和模塑扇出門308。如注塑模的頂視圖310中所示，帶有涂層的反射波導(dǎo)面板118的末端312從塑模區(qū)域中延伸出以用于固定在該模具中。然后，塑料被注射到該模具中以形成反射波導(dǎo)面板之間的清澈波導(dǎo)面板116。然后，所模塑的固定物被從該模具中移除并且如沿著修剪線314所指示的那樣被激光切割，以形成比如參考圖1所示出和描述的反射陣列波導(dǎo)108。圖4示出了包括示例性可穿戴顯示設(shè)備402的示例性系統(tǒng)400，在所述可穿戴顯示設(shè)備402中可實(shí)現(xiàn)反射陣列波導(dǎo)的實(shí)施例?？纱┐黠@示設(shè)備可以被實(shí)現(xiàn)為任何類型的眼鏡或頭戴式顯示器(HMD)，其包括顯示透鏡系統(tǒng)404 (例如左和右顯示透鏡系統(tǒng))，其中通過所述顯示透鏡系統(tǒng)104，用戶可以查看周圍環(huán)境，而還看見被生成以供顯示和看上去為環(huán)境的一部分的虛擬圖像(例如任何類型的對(duì)象、視頻、文本、圖形等等)?？纱┐黠@示設(shè)備402可以被實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立的便攜式系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器、軟件、處理器和/或電源?？商娲鼗蚋郊拥?，可穿戴顯示設(shè)備可以可通信地連接到控制器406，所述控制器406包括存儲(chǔ)器、軟件、處理器和/或電源(比如電池單元)中的任何一個(gè)或其組合。該控制器可以被實(shí)現(xiàn)為用于與可穿戴顯示設(shè)備的有線或無線通信。該控制器和/或可穿戴顯示設(shè)備還可以用參考圖6所示的示例性設(shè)備進(jìn)一步描述的任何數(shù)量的不同組件及其組合來實(shí)現(xiàn)。例如，該控制器和/或可穿戴顯示設(shè)備包括諸如軟件應(yīng)用之類的成像應(yīng)用，所述成像應(yīng)用被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令并且由處理器來執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)在此所述的反射陣列波導(dǎo)的實(shí)施例。在實(shí)施例中，該控制器可以被實(shí)現(xiàn)為專用設(shè)備(例如有線控制器406)、移動(dòng)電話408、平板或其他便攜式計(jì)算機(jī)設(shè)備、游戲系統(tǒng)410或者任何其他類型的如下電子設(shè)備:所述電子設(shè)備可被實(shí)現(xiàn)為處理和生成虛擬圖像以供顯示為透過可穿戴顯示設(shè)備的顯示透鏡系統(tǒng)被查看的環(huán)境的一部分。該控制器可以無線地通過WiFi 、Bluetooth 、紅外(IR)、RFID傳輸、無線通用串行總線(WUSB)、蜂窩或者通過其他無線通信技術(shù)與可穿戴顯示設(shè)備通信。示例系統(tǒng)400還包括數(shù)據(jù)服務(wù)器412或者數(shù)據(jù)服務(wù)，其通過通信網(wǎng)絡(luò)416將虛擬圖像數(shù)據(jù)414傳遞或以其他方式分發(fā)給可穿戴顯示設(shè)備402。例如，數(shù)據(jù)服務(wù)器可以是基于網(wǎng)絡(luò)的游戲系統(tǒng)的一部分，該游戲系統(tǒng)生成虛擬圖像以用于可穿戴顯示設(shè)備處的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示。可替代地，數(shù)據(jù)服務(wù)可以是導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分，該導(dǎo)航系統(tǒng)傳遞導(dǎo)航引導(dǎo)和信息以供在可穿戴顯示設(shè)備的顯示透鏡系統(tǒng)404中顯示。在另一示例中，數(shù)據(jù)服務(wù)器可以是消息收發(fā)服務(wù)的一部分，比如電子郵件或文本消息收發(fā)系統(tǒng)，所述收發(fā)服務(wù)將電子郵件和/或文本消息傳遞給可穿戴顯示設(shè)備以供在顯示透鏡系統(tǒng)中顯示，其中用戶可以閱讀作為顯示在透過可穿戴顯示設(shè)備被查看的環(huán)境之上的增強(qiáng)顯示圖像的消息。
設(shè)備、服務(wù)器和/或服務(wù)中的任一個(gè)都可經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)416進(jìn)行通信，該通信網(wǎng)絡(luò)416可被實(shí)現(xiàn)為包括有線和/或無線網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)還可使用任何類型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和/或通信協(xié)議來實(shí)現(xiàn)，并可被表示為或以其他方式實(shí)現(xiàn)為兩個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組合，以包括基于IP的網(wǎng)絡(luò)和/或因特網(wǎng)。通信網(wǎng)絡(luò)還可包括由移動(dòng)運(yùn)營商(諸如通信服務(wù)提供商、蜂窩電話提供商、和/或因特網(wǎng)服務(wù)提供商)來管理的移動(dòng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)?？纱┐黠@示設(shè)備402包括比如以眼鏡、護(hù)目鏡或其他結(jié)構(gòu)形式的鏡架418，其支承和并入該設(shè)備的各個(gè)組件，并且充當(dāng)用于電氣和其他組件連接的管道。組件模塊420 (或設(shè)備鏡架的左、右和/或兩側(cè)的組件模塊)并入了各個(gè)組件中的任何組件，比如處理和控制電路、存儲(chǔ)器、軟件、處理器、GPS收發(fā)器和/或電源。可穿戴顯示設(shè)備還可以包括用于記錄來自周圍環(huán)境的音頻數(shù)據(jù)的話筒422、以及用于作為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的一部分的音頻反饋的耳機(jī)。可穿戴顯示設(shè)備402還包括各個(gè)相機(jī)424，所述相機(jī)捕捉周圍環(huán)境的視頻和靜止圖像。該圖像和視頻數(shù)據(jù)可以在該設(shè)備上和/或由控制器設(shè)備(例如控制器406)來處理，并且被用于創(chuàng)建映射場(chǎng)以定向和跟蹤環(huán)境空間中的用戶?？纱┐黠@示設(shè)備還可以包括眼鏡跟蹤相機(jī)，其用于確定用戶的眼球位置并跟蹤眼睛移動(dòng)?？纱┐黠@示設(shè)備還可以包括溫度傳感器、以及用于感測(cè)可穿戴顯示設(shè)備的位置、定向和/或加速度的慣性傳感器。從可穿戴顯示設(shè)備402的查看者角度426示出了一個(gè)顯示透鏡系統(tǒng)404的示例，就好像從設(shè)備的頂部查看該顯示透鏡系統(tǒng)。顯示透鏡系統(tǒng)包括成像系統(tǒng)428，該成像系統(tǒng)428可以用任何數(shù)目的微顯示面板、透鏡和反射元件來實(shí)現(xiàn)，以將虛擬圖像顯示和投影到透視和反射陣列波導(dǎo)430上。在實(shí)施例中，波導(dǎo)430可以實(shí)現(xiàn)為比如參考圖1和2所示出和描述的反射陣列波導(dǎo)以實(shí)現(xiàn)反射陣列波導(dǎo)的實(shí)施例。透視反射波導(dǎo)430被實(shí)現(xiàn)用于內(nèi)反射，并且傳導(dǎo)由成像單元112生成以供用戶查看的虛擬圖像的可見光432，并且還讓來自周圍環(huán)境的光434穿過以供用戶查看。成像系統(tǒng)428的微顯示面板、透鏡和/或反射元件可以用各種顯示技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，比如用透明LCD或使用穿透投影技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，其中光源被光學(xué)活性材料調(diào)制并用白光從背后照亮。這些技術(shù)通常可以使用具有強(qiáng)大背光和高光能量密度的LCD類型的顯示器來實(shí)現(xiàn)?？商娲?，微顯示和/或反射元件可以使用反射技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，比如數(shù)字光處理(DLP)和硅上液晶(LCOS ),這些技術(shù)反射外部光,所述外部光被反射并被光學(xué)材料調(diào)制。在實(shí)施例中，成像系統(tǒng)428 (或顯示透鏡系統(tǒng)404的其他組件)可以被實(shí)現(xiàn)為包括紅外(IR)激光器，所述激光器被用于系統(tǒng)校準(zhǔn)和/或用作眼睛跟蹤系統(tǒng)和跟蹤用戶眼睛位置的相機(jī)的照明源。眼睛跟蹤系統(tǒng)包括眼睛跟蹤照明源，該眼睛跟蹤照明源不是可見光并且包括眼睛跟蹤IR傳感器。IR傳感器可以被實(shí)現(xiàn)為:IR相機(jī)，該IR相機(jī)提供眼睛的紅外圖像數(shù)據(jù)以用于眼睛跟蹤處理；或者IR傳感器，該IR傳感器在眼睛被照明時(shí)檢測(cè)眼睛反射。透視和反射波導(dǎo)430還可以用于紅外照明和眼球反射，所述眼球反射被眼睛跟蹤系統(tǒng)用于跟蹤用戶眼睛的位置。在該示例中，顯示透鏡系統(tǒng)404在波導(dǎo)430的每側(cè)包括任選的不透明度濾光器436和透視透鏡438。透視透鏡可以是標(biāo)準(zhǔn)眼鏡透鏡并且是按照處方(或沒有處方)制作的。不透明度濾光器選擇性地要么均勻地、要么在每像素的基礎(chǔ)上阻擋自然光，使其不能穿過透視和反射波導(dǎo)以增強(qiáng)所顯示的虛擬圖像的對(duì)比度。
圖5示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的反射陣列波導(dǎo)的示例方法500。描述方法框的次序并不旨在解釋為限制，并且任何數(shù)量的所述方法框都可以按任何次序組合以實(shí)現(xiàn)本方法或?qū)崿F(xiàn)替換方法。在框502，將部分反射鏡涂層沉積在反射陣列波導(dǎo)的反射波導(dǎo)面板的相對(duì)兩側(cè)。例如，反射陣列波導(dǎo)108 (圖1)包括具有部分反射鏡涂層204 (圖2)的反射波導(dǎo)面板118，所述部分反射鏡涂層被沉積在相對(duì)兩側(cè)，比如反射波導(dǎo)面板118的第一側(cè)206和反射波導(dǎo)面板的第二側(cè)208。部分反射鏡涂層可以作為金屬氧化物涂層來涂敷，所述金屬氧化物涂層被沉積在反射波導(dǎo)面板的相對(duì)兩側(cè)以平衡否則會(huì)使反射波導(dǎo)面板在制造期間翹曲的張力。在框504，形成反射陣列波導(dǎo)的清澈波導(dǎo)面板。例如，反射陣列波導(dǎo)108還包括作為定位在兩個(gè)反射波導(dǎo)面板之間的玻璃面板形成的清澈波導(dǎo)面板116?？商娲兀宄翰▽?dǎo)面板可以在注塑模中作為清澈塑料形成在反射波導(dǎo)面板之間。在框506，反射波導(dǎo)面板在反射陣列波導(dǎo)中與清澈波導(dǎo)面板交替。例如，反射波導(dǎo)面板118在反射陣列波導(dǎo)108中與清澈波導(dǎo)面板116交替。在框508，將交替的清澈和反射波導(dǎo)面板傾斜一定角度，以用于作為透過反射陣列波導(dǎo)所查看到的環(huán)境的一部分的反射虛擬圖像的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)成像。例如，將交替的清澈和反射波導(dǎo)面板在反射陣列波導(dǎo)108中傾斜一定角度，以用于作為透過反射陣列波導(dǎo)所查看到的環(huán)境的一部分的反射虛擬圖像的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)成像。在框510，每個(gè)反射波導(dǎo)面板118在每側(cè)都與清澈波導(dǎo)面板接合，并且清澈波導(dǎo)面板被接合到反射波導(dǎo)面板，以形成反射陣列波導(dǎo)中的清澈和反射波導(dǎo)面板的交替序列。例如，反射陣列波導(dǎo)108包括反射波導(dǎo)面板118，所述反射波導(dǎo)面板118在每側(cè)都與清澈波導(dǎo)面板116接合，并且清澈波導(dǎo)面板被接合到反射波導(dǎo)面板，以形成反射陣列波導(dǎo)中的清澈和反射波導(dǎo)面板的交替序列。圖6示出了示例設(shè)備600的各個(gè)組件，該示例設(shè)備可被實(shí)現(xiàn)為參考之前的圖1-5來描述的任何設(shè)備，比如用于可穿戴顯示設(shè)備和/或可穿戴顯示設(shè)備的控制器。在各實(shí)施例中，該設(shè)備可被實(shí)現(xiàn)為固定或移動(dòng)設(shè)備、任何形式的消費(fèi)設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、便攜式設(shè)備、通信設(shè)備、電話設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、電器設(shè)備、游戲設(shè)備、媒體回放設(shè)備和/或電子設(shè)備中的任何一個(gè)或其組合。該設(shè)備還可與用戶(即人)和/或操作該設(shè)備的實(shí)體相關(guān)聯(lián)，從而使得設(shè)備描述包括用戶、軟件、固件、硬件和/或設(shè)備的組合的邏輯設(shè)備。設(shè)備600包括實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)604 (比如虛擬圖像數(shù)據(jù)和視頻和圖像數(shù)據(jù)、以及存儲(chǔ)在該設(shè)備上的其他媒體內(nèi)容)的有線和/或無線通信的通信設(shè)備602。存儲(chǔ)在該設(shè)備上的媒體內(nèi)容可包括任何類型的音頻、視頻和/或圖像數(shù)據(jù)。該設(shè)備包括經(jīng)由其可以接收任何類型的數(shù)據(jù)、媒體內(nèi)容和/或輸入的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)輸入606，諸如用戶可選輸入以及從任何內(nèi)容和/或數(shù)據(jù)源接收的任何其它類型的音頻、視頻和/或圖像數(shù)據(jù)。設(shè)備600還包括通信接口 608，諸如串行接口、并行接口、網(wǎng)絡(luò)接口或無線接口中的任何一個(gè)或多個(gè)。通信接口提供設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)之間的連接和/或通信鏈路，其他電子、計(jì)算和通信設(shè)備通過其來與設(shè)備傳遞數(shù)據(jù)。設(shè)備600包括一個(gè)或多個(gè)處理器610 (例如,微處理器、控制器等中的任一個(gè))，該處理器處理計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令來控制設(shè)備的操作。可替代或附加地，設(shè)備可以用軟件、硬件、固件或在結(jié)合處理和控制電路來實(shí)現(xiàn)的固定邏輯電路(概括地在612處標(biāo)識(shí)的)中的任何一個(gè)或其組合來實(shí)現(xiàn)。雖然未示出，但是該設(shè)備可包括耦合設(shè)備內(nèi)的各種組件的系統(tǒng)總線或數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)總線可包括不同總線結(jié)構(gòu)中的任一個(gè)或組合，諸如存儲(chǔ)器總線或存儲(chǔ)器控制器、外圍總線、通用串行總線、和/或利用各種總線架構(gòu)中的任一種的處理器或局部總線。設(shè)備600還包括允許數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備614(例如，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))，諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、非易失性存儲(chǔ)器(例如，只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃存等)、以及盤存儲(chǔ)設(shè)備。盤存儲(chǔ)設(shè)備可被實(shí)現(xiàn)為任何類型的磁性或光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備，諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器、可記錄和/或可重寫盤等。設(shè)備還可以包括大容量存儲(chǔ)介質(zhì)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是由計(jì)算設(shè)備來訪問的任何可用介質(zhì)或媒介。存儲(chǔ)器設(shè)備614提供存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)604、其他類型的信息和/或數(shù)據(jù)、和設(shè)備應(yīng)用616的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制。例如，操作系統(tǒng)618可作為軟件應(yīng)用來維護(hù)在存儲(chǔ)器設(shè)備中，并可在處理器上執(zhí)行。設(shè)備應(yīng)用還可以包括設(shè)備管理器或控制器，諸如任何形式的控制應(yīng)用、軟件應(yīng)用、信號(hào)處理和控制模塊、特定設(shè)備本地的代碼、特定設(shè)備的硬件抽象層等等。在該示例中，設(shè)備應(yīng)用還包括成像應(yīng)用620。設(shè)備600還可包括為音頻系統(tǒng)622生成音頻數(shù)據(jù)和/或?yàn)轱@示系統(tǒng)624生成顯示數(shù)據(jù)的音頻和/或視頻處理系統(tǒng)626。在各實(shí)現(xiàn)中，音頻系統(tǒng)和/或顯示系統(tǒng)是設(shè)備的外部組件?；蛘?，音頻系統(tǒng)和/或顯示系統(tǒng)是示例設(shè)備的集成組件。盡管已經(jīng)用特征和/或方法專用的語言描述了反射陣列波導(dǎo)的各實(shí)施例，但是所附權(quán)利要求的主題不必限于所述的具體特征或方法。相反，具體特征和方法是作為反射陣列波導(dǎo)的示例實(shí)現(xiàn)為公開的。
權(quán)利要求
1.一種反射陣列波導(dǎo)(108),包括: 清澈波導(dǎo)面板(116)，其被配置為用于透視查看透過所述反射陣列波導(dǎo)被查看的環(huán)境；以及 反射波導(dǎo)面板(118)，其被配置為反射被生成以看上去為所述環(huán)境的一部分的虛擬圖像，所述反射波導(dǎo)面板中的每個(gè)都具有沉積在相對(duì)兩側(cè)(2 O 6，2 O 8 )的部分反射鏡涂層(204)，并且所述反射波導(dǎo)面板在所述反射陣列波導(dǎo)中與所述清澈波導(dǎo)面板交替。
2.如權(quán)利要求1所述的反射陣列波導(dǎo)，其特征在于，交替的清澈和反射波導(dǎo)面板被傾斜一定角度，以用于作為透過所述反射陣列波導(dǎo)被查看的環(huán)境的一部分的所反射的虛擬圖像的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)成像。
3.如權(quán)利要求1所述的反射陣列波導(dǎo)，其特征在于，所述部分反射鏡涂層是金屬氧化物涂層，所述金屬氧化物涂層被沉積在反射波導(dǎo)面板的相對(duì)兩側(cè)，以平衡否則會(huì)使所述反射波導(dǎo)面板翹曲的張力。
4.如權(quán)利要求1所述的反射陣列波導(dǎo)，其特征在于，每個(gè)反射波導(dǎo)面板都在每側(cè)都與所述清澈波導(dǎo)面板接合，并且所述清澈波導(dǎo)面板被接合到所述反射波導(dǎo)面板，以形成所述反射陣列波導(dǎo)中的清澈和反射波導(dǎo)面板的交替序列。
5.如權(quán)利要求1所述的反射陣列波導(dǎo)，其特征在于，所述反射波導(dǎo)面板各自都由玻璃面板形成，所述玻璃面板具有沉積在所述玻璃面板的兩側(cè)的部分反射鏡涂層。
6.如權(quán)利要求5所述的反射陣列波導(dǎo)，其特征在于，所述清澈波導(dǎo)面板各自都被形成為玻璃面板，所述玻璃面板被定位在所述反射波導(dǎo)面板中的兩個(gè)之間。
7.如權(quán)利要求5所述的反射陣列波導(dǎo)，其特征在于，所述清澈波導(dǎo)面板各自都在注塑模中形成在所述反射波導(dǎo)面板之間。
8.一種方法(500)，包括: 將部分反射鏡涂層(204)沉積(502)在反射陣列波導(dǎo)(108)的反射波導(dǎo)面板(118)的相對(duì)兩側(cè)(206，208)； 將所述反射波導(dǎo)面板在所述反射陣列波導(dǎo)中與所述清澈波導(dǎo)面板(116)交替(506);以及 將每個(gè)反射波導(dǎo)面板在每側(cè)與清澈波導(dǎo)面板接合(510)，并且所述清澈波導(dǎo)面板被接合到所述反射波導(dǎo)面板，以形成所述反射陣列波導(dǎo)中的清澈和反射波導(dǎo)面板的交替序列。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括:由玻璃面板形成所述反射波導(dǎo)面板中的每個(gè)，所述玻璃面板具有沉積在所述玻璃面板的相對(duì)兩側(cè)的部分反射鏡涂層。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括:作為定位在所述反射波導(dǎo)面板中的兩個(gè)之間的玻璃面板形成所述清澈波導(dǎo)面板中的每個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及反射陣列波導(dǎo)。在反射陣列波導(dǎo)的實(shí)施例中，反射陣列波導(dǎo)包括清澈波導(dǎo)面板以用于透視查看透過反射陣列波導(dǎo)被查看的環(huán)境。反射陣列波導(dǎo)還包括反射波導(dǎo)面板以反射被生成以看上去為環(huán)境的一部分的虛擬圖像。反射波導(dǎo)面板中的每個(gè)都具有沉積在相對(duì)兩側(cè)的部分反射鏡涂層，并且反射波導(dǎo)面板在反射陣列波導(dǎo)中與清澈波導(dǎo)面板交替。交替的清澈和反射波導(dǎo)面板被傾斜一定角度以用于作為透過反射陣列波導(dǎo)所查看到的環(huán)境的一部分的虛擬圖像的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)成像。
文檔編號(hào)G02B17/06GK103149669SQ20121056793
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者D·D·伯恩 申請(qǐng)人:微軟公司