用于增强现实或虚拟现实显示器的光引擎安装系统的制作方法

本发明涉及用于增强现实或虚拟现实显示器的光引擎安装系统及其调整方法。特别地，本发明涉及光引擎安装系统，其可以简化光引擎与波导组合器的单目对准以及光引擎/波导组合器组合与另一组合的双目对准。

背景技术：

1、增强现实(ar)显示器通常包括称为波导组合器的透视显示屏，该波导组合器将来自用户周围的真实世界的光和来自耦接到电子接口的投影仪的光进行组合，以便将虚拟图形信息“压印”到他们的直接环境上，并且因此增强他们的沉浸式视觉体验。该虚拟图形信息可以是任何类型的文本、符号、图像、视频或绘图。

2、为了满足普通人群对便携性和舒适性的期望，ar显示器将通过容纳作为目镜的一个或更多个波导组合器和作为虚拟图形信息的提供者的一个或更多个投影仪来呈现与一副常规眼镜的形状因子类似的形状因子。此外，可选地将一个或更多个波导组合器封装在校正透镜之间使得ar对于视觉受损的人是可用的。

3、波导组合器在ar显示器中的作用是将承载图像的光从投影仪有效地引导到观看者的眼睛。光通过输入区域进入，经由波导内的全内反射行进到输出区域，输出区域将光引导到用户的眼睛。因此，波导组合器必须与其相关联的投影仪光学对准，以便接收承载图像的光：这被称为单目对准。单目对准通常通过仔细地在空间上布置投影仪、其光学组件和波导组合器来实现，使得投影光的视轴(光轴)入射在波导组合器的输入区域的期望点上——通常是中心点上。应当理解，投影仪的光学组件可以在投影仪的内部和/或外部，并且其端部(远离投影仪的光源)位于波导组合器的输入区域上方并靠近波导组合器的输入区域，以便避免入射到输入区域上的承载图像的光的光线的角度扩展并且准直地输出所述光。

4、在制造期间实现波导组合器与投影仪的单目对准需要以高精度在空间上相对于彼此布置它们，误差容限小。因此，需要简化波导组合器与投影仪的单目对准的实现，并且增加其相关的误差容限。

5、另外，当考虑集成到ar眼镜对中的右手投影仪/波导组合器组合和左手投影仪/波导组合器组合(其中它们各自的波导组合器充当左目镜和右目镜中的一个并且占据ar眼镜对框架中的给定位置)时，需要在左手投影仪/波导组合器组合与右手投影仪/波导组合器组合之间进行精确的双目对准。

6、本发明的目的是解决这些需求。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供了用于增强现实或虚拟现实显示器的光引擎安装系统，包括：

2、-光引擎，光引擎容置在可调整安装件主体内，光引擎被配置成沿着相对于可调整安装件主体的第一方向投射光；以及

3、-具有安装件壳体轴线的安装件壳体，安装件壳体包括被配置成接纳可调整安装件主体的腔体和穿过安装件壳体的外部的第一开孔，第一开孔通向腔体中，使得光引擎可以经由第一开孔穿过安装件壳体投射光，第一开孔沿着安装件壳体轴线的方向与腔体间隔开；

4、其中，可调整安装件主体和安装件壳体的腔体被成形为使得可调整安装件主体能够在安装件壳体的腔体内围绕至少第一旋转轴线至少部分地旋转，使得第一方向的角度可以相对于安装件壳体轴线改变。

5、以这种方式，通过在安装件壳体腔体内围绕至少第一旋转轴线至少部分地旋转可调整安装件主体，可以相对于安装件壳体轴线调整第一方向，即(由光引擎安装系统的光引擎发射的)承载图像的光的传播方向，以便瞄准空间中可以属于线(考虑单个旋转轴线)或平面(考虑两个旋转轴线)的给定点。因此，第一方向可以相对于安装件壳体轴线在一定程度上改变，这允许增加由光引擎发射的承载图像的光的可用传播方向的范围，并且因此增加第一方向相对于安装件壳体轴线的可用角度的范围。第一方向相对于安装件壳体轴线的可用角度范围必须保持由光引擎发射的承载图像的光束的完整性，否则将丢失编码在承载图像的光中的至少一些虚拟图形信息。该要求对光引擎、可调整安装件主体和安装件壳体的设计具有直接影响：由光引擎发射的承载图像的光束应该能够不改变地从光引擎和安装件壳体中逸出。承载图像的光首先由(位于光引擎内的)光源生成，然后通过光引擎的光学组件引导和准直，直到经由出射点离开光引擎。接下来承载图像的光从出射点沿着相对于安装件主体的第一方向通过安装件壳体腔体和第一开孔被传送到目标点。当安装件壳体轴线和第一方向彼此平行时，第一方向相对于安装件壳体轴线的角度为零。当安装件壳体轴线和第一方向彼此不平行并且因此相交时，第一方向相对于安装件壳体轴线的角度不同于零。第一方向相对于安装件壳体轴线的最大角度越大(假设承载图像的光从出射点到目标点保持不变)，第一方向相对于安装件壳体轴线可以变化的越多，空间中可以被瞄准的点就越多。

6、如上所述，可调整安装件主体能够在安装件壳体的腔体内至少部分地旋转。通常，可调整安装件主体将能够在安装件壳体的腔体内仅部分地旋转。但是可以设想一些安装件主体能够完全旋转，例如球形腔体中的球形安装件主体。

7、在优选实施方式中，可调整安装件主体和安装件壳体的腔体被成形为使得可调整安装件主体能够在安装件壳体的腔体内围绕第二旋转轴线至少部分地旋转，使得第一方向的角度可以相对于安装件壳体轴线改变，第二旋转轴线不同于第一旋转轴线并且优选地垂直于第一旋转轴线。

8、因此，通过在安装件壳体腔体内围绕第二旋转轴线至少部分地旋转可调整安装件主体，可以相对于安装件壳体轴线调整第一方向，即承载图像的光的传播方向，以便瞄准空间中属于平面的给定点，因为现在涉及两个旋转轴线。因此，第一方向相对于安装件壳体轴线的可用角度的范围通过从单个旋转轴线变为两个旋转轴线而进一步增大。当第一旋转轴线和第二旋转轴线彼此垂直时，第一旋转轴线和第二旋转轴线中的一个涉及可调整安装件主体的偏航调整，而第一旋转轴线和第二旋转轴线中的另一个涉及可调整安装件主体的俯仰调整。

9、在优选实施方式中，安装件壳体腔体从穿过安装件壳体的第一开孔延伸到穿过安装件壳体的外部的第二开孔，其中，优选地，腔体沿着安装件壳体轴线的方向在第一开孔与第二开孔之间延伸，并且进一步优选地，其中，安装件壳体包括具有第一开孔的前面和具有第二开孔的后面，前面和后面优选地彼此平行，并且腔体沿着垂直于前面和后面两者的方向延伸。

10、因此，安装件壳体腔体从第一开孔延伸到第二开孔，优选地沿着安装件壳体轴线的方向。优选地，第一开孔和第二开孔分别属于前面和后面。

11、第一面和第二面可以优选地彼此平行，并且安装件壳体腔体可以优先地沿着垂直于表面和后面两者的方向延伸，该方向然后对应于安装件壳体轴线的方向。在该特定情况下，当第一方向相对于安装件壳体轴线的角度为零时，第一方向是垂直于前面和后面的方向。如果前面和后面不平行，则腔体可以采用例如l形形式。

12、在优选实施方式中，第一旋转轴线和在提供的情况下的第二旋转轴线均垂直于安装件壳体轴线，并且轴线在安装件壳体内的单个点处相交。

13、因此，当安装件壳体轴线的方向对应于垂直于前面和后面的方向时，第一旋转轴线和在提供的情况下的第二旋转轴线与垂直于前面和后面的方向垂直。

14、安装件壳体内的单个点可以是与容置在可调整安装件主体中的光引擎相对应的装置的重心，使得可调整安装件主体在安装件壳体腔体内围绕第一旋转轴线和在提供的情况下的第二旋转轴线的至少部分旋转将重心保持在相同位置。

15、在特别优选的实施方式中，可调整安装件主体和安装件壳体的腔体被成形为使得可调整安装件主体能够在安装件壳体腔体内围绕安装件壳体轴线至少部分地旋转。

16、因此，可调整安装件主体在安装件壳体腔体内围绕安装件壳体轴线的至少部分旋转允许调整滚动，即(由承载图像的光表示的)图像如何在图像平面上旋转。图像平面是接纳在承载图像的光中编码的图像的平面(垂直于承载图像的光的传播方向并且定位成与承载图像的光的源即光引擎相对)。可调整安装件主体围绕第一旋转轴线和/或第二旋转轴线的至少部分旋转控制图像在图像平面上的位置。

17、在特别优选的实施方式中，可调整安装件主体和安装件壳体的腔体被成形为使得可调整安装件主体能够在安装件壳体腔体内沿着安装件壳体轴线的方向平移。

18、因此，可调整安装件主体在安装件壳体腔体内沿着安装件壳体轴线的方向的平移是为了调整来自光引擎的承载图像的光的出射点与目标点之间的距离，使得该距离等于光引擎的光学组件的焦距。当实现时，图像在目标点处聚焦，并且图像在目标点处的清晰度处于最佳状态。所讨论的平移将具有有限的程度，以便保持包含在承载图像的光中的虚拟图形信息的初始量并且保持所述承载图像的光准直。

19、在优选实施方式中，安装件壳体还包括：

20、侧壁；

21、狭槽，狭槽具有高度并且位于侧壁中，使得狭槽沿着安装件壳体轴线的方向沿着侧壁延伸，狭槽与安装件壳体腔体连通；以及

22、可调整夹紧机构，可调整夹紧机构用于调整狭槽的高度，由此，狭槽的高度的调整允许可调整安装件主体选择性地夹紧在腔体内的位置上。

23、以这种方式，安装件壳体的可调整夹紧机构控制狭槽的高度并且因此控制安装件壳体腔体的尺寸，这确定了可调整安装件主体可能在安装件壳体腔体内保持可旋转和可平移或者被锁定在安装件壳体腔体内的位置上。如果安装件壳体腔体的尺寸充分大于可调整安装件主体的尺寸，则可调整安装件主体在安装件壳体腔体内保持可旋转和可平移。如果安装件壳体腔体的尺寸仅略微大于或基本上等于可调整安装件主体的尺寸，则可调整安装件主体被锁定在一个位置上。当可调整夹紧机构将可调整安装件主体锁定在一个位置上时，它将第一方向相对于安装件壳体轴线的角度设置为给定值，并且因此选择承载图像的光的传播方向。

24、优选地，可调整夹紧机构包括：

25、第一孔，第一孔沿着不同于平行于狭槽的方向穿过安装件壳体的侧壁，以便使第一孔的第一部分和第二部分由狭槽对准并分隔；以及

26、轴构件，轴构件延伸穿过第一孔，用于接合狭槽的任一侧的侧壁的部分并且将侧壁的所述部分推压在一起，以便调整狭槽的高度。

27、因此，轴构件通过经由第一孔的第一部分和第二部分将侧壁的两个部分中的每一个接合到槽的任一侧给定的程度来控制槽的高度。轴构件可以采取许多形式，只要它能够接合槽的任一侧的侧壁的两个部分。例如，轴可以在一侧上具有大于第一孔的尺寸的头部，并且可以朝向相对侧螺纹化，使得螺母可以围绕轴旋转以改变狭槽的尺寸。

28、然而，优选地，第一孔的第一部分和第二部分分别是无螺纹的和带螺纹的；

29、轴构件，优选地是部分带螺纹的螺钉，具有第一部分和第二部分，第一部分和第二部分分别是无螺纹的和带螺纹的，并且轴构件具有第一端部和第二端部，第一端部优选地是螺钉头部，第二端部优选地是螺钉梢部，第一端部是暴露的并且具有使其能够旋转的接口；以及

30、第一孔的第一部分接纳第一轴构件部分，并且第一孔的第二部分接纳第二轴构件部分的至少一部分。

31、以这种方式，轴构件的第一部分不与第一孔的第一部分机械接合，而轴构件的第二部分经由它们相应的螺纹与第一孔的第二部分机械接合，使得轴构件的旋转允许仅在取决于轴构件的旋转方向即顺时针或逆时针的两个相对方向上平移包含第一孔的第二部分的侧壁的部分，并且因此允许控制狭槽的高度。

32、另外，轴构件可以是例如杆或条，或者优选地是部分带螺纹的螺钉。此外，轴构件的第一端部可以具有大于第一孔的尺寸的尺寸，使得轴构件可以在第一孔内旋转并且不能平移到第一孔中，所述第一端部由安装件壳体的外部保持。因此，在使轴构件沿例如顺时针方向旋转的同时，通过轴构件的第一端部向保持轴构件的第一端部的安装件壳体的外部施加压缩力。这样的动作使第一孔的第一部分和第二部分彼此靠近，并且因此控制槽的高度和安装件壳体腔体的尺寸。当例如逆时针旋转轴构件时，释放压缩力。这样的动作使第一孔的第一部分和第二部分彼此进一步分开，并且因此控制槽的高度和安装件壳体腔体的尺寸。可调整夹紧机构允许将可调整安装件主体从可旋转/可平移状态可逆地切换到固定状态。

33、可调整夹紧机构可以包括(位于侧壁中的)槽口以接纳轴构件的第一端部，以便将所述第一端部放置在安装件壳体的外部的水平以下，换句话说，将所述第一端部凹进在安装件壳体的侧壁中。如果要求保护的光引擎安装系统要插入到腔体中，这可能证明是有用的，因为它防止第一端部改变安装件壳体的轮廓：在没有槽口的情况下，所述腔体必须具有更复杂的形式以容纳光引擎安装系统。

34、虽然孔和轴的组合是优选的，但是可选地，可调整夹紧机构可以包括：

35、具有可调整长度的带，带围绕安装件壳体轴线放置，使得带的长度的调整对狭槽的高度进行调整。

36、以这种方式，通过调整围绕安装件壳体、更精确地围绕安装件壳体轴线的带的长度量来控制狭槽的高度，因为第一开孔和第二开孔不应被带遮挡，否则承载图像的光的传播在最好的情况下将被带阻碍或在最坏的情况下被带阻止。

37、优选地，可调整夹紧机构包括：

38、具有长度、第一端部、第二端部和多个沿带的长度周期性间隔开的凹槽的带；

39、固定到带的第一端部的夹紧装置，夹紧装置包括：

40、-狭缝，带的包括带的第二端部的一部分穿过狭缝；以及

41、-螺纹轴，螺纹轴的一个端部是暴露的并且具有使其能够旋转的接口，螺纹轴的螺纹与带的多个凹槽的部分接合，由此螺纹轴的旋转控制带的部分在带的第一端部与狭缝之间的程度。

42、因此，顺时针或逆时针旋转螺纹轴可逆地增加或减少围绕安装件壳体的带的长度(同时前面和后面不被带遮挡)，并且因此可逆地控制槽的高度和安装件壳体腔体的尺寸。可调整夹紧机构允许将可调整安装件主体从可旋转/可平移状态可逆地切换到固定状态。螺纹轴可以是螺钉，并且夹紧装置允许螺纹轴经由具有使其能够旋转的接口的端部旋转，同时防止螺纹轴平移。

43、安装件壳体的外角可以被修圆(round off)(在狭窄的距离上)，以在带围绕安装件壳体被拧紧或松开时帮助带的移动。在比带宽稍宽的狭窄距离上提供圆形外角可以防止带沿着安装件壳体的长度横向移动。

44、在优选实施方式中，可调整安装件主体具有一个或更多个弯曲外壁，一个或更多个弯曲外壁接合由安装件壳体腔体限定的安装件壳体的一个或更多个内壁，一个或更多个弯曲外壁允许可调整安装件主体至少部分地旋转，同时保持一个或更多个弯曲外壁与一个或更多个内壁之间的接合，其中优选地，可调整安装件主体具有由一个或更多个弯曲外壁限定的大致部分球形或球状部分。

45、因此，通过使可调整可旋转安装件的一个或更多个外壁弯曲并且与限定安装件壳体腔体的安装件壳体的一个或更多个内壁接合，促进了可调整安装件主体在安装件壳体腔体内围绕旋转轴线或每个旋转轴线(即，第一旋转轴线、第二旋转轴线和安装件壳体轴线)的至少部分旋转。

46、另外，可调整安装件主体的一个或更多个弯曲外壁还使得可调整安装件主体在安装件壳体腔体内沿着安装件壳体轴线的方向平移更容易。

47、使安装件壳体的一个或更多个内壁弯曲以便符合并配合到可调整安装件主体的一个或更多个弯曲外壁中增加了可调整安装件主体与安装件壳体腔体之间的接触表面，这允许更好地控制在安装件壳体腔体内调整可调整安装件主体。控制可调整安装件主体在安装件壳体腔体内的至少部分旋转和/或平移实际上意味着在使可调整安装件主体由安装件壳体腔体充分保持与使可调整安装件主体充分脱离安装件壳体腔体以经历所述旋转和/或所述平移之间设定折衷。

48、可调整安装件主体和安装件壳体可以是例如球形和插座型配合的，或者可以替选地是圆柱内的球形或椭圆形。

49、在优选实施方式中，安装件壳体腔体基本上是圆柱形的。

50、因此，当可调整安装件主体经历围绕旋转轴线或每个旋转轴线的任何至少部分旋转和/或在安装件壳体腔体内的平移时，安装件壳体腔体的圆柱形形状便于在安装件壳体腔体内调整可调整安装件主体。

51、在优选实施方式中，可调整安装件主体还包括延伸部分，所述延伸部分被布置成延伸穿过第二开孔，延伸部分被配置成接合以使得可调整安装件主体在安装件壳体腔体内围绕旋转轴或每个旋转轴至少部分地旋转，并且优选地沿安装件壳体轴线的方向在安装件壳体腔体内平移可调整安装件主体。

52、因此，延伸部分允许可调整安装件主体在安装件壳体腔体内围绕旋转轴线或每个旋转轴线至少部分地旋转，并且使可调整安装件主体在安装件壳体腔体内优先地沿着安装件壳体轴线的方向平移。突出臂可以控制延伸部分并且因此控制可调整安装件主体在安装件壳体腔体内的调整。突出臂可以由人类操作员或在计算机控制下的机器人臂命令，后者促进再现性。

53、在优选实施方式中，安装件壳体还包括至少一个第二开孔，第二开孔延伸穿过安装件壳体的外部并且通向腔体中，使得安装件壳体腔体能够经由至少一个第二开孔进入，其中，第二开孔或每个第二开孔优选地布置成允许可调整安装件主体借助于通过第二开孔注入的粘合剂永久地固定在腔体中的位置上。

54、因此，至少一个第二开孔的存在允许将粘合剂提供到安装件壳体腔体中，以便将粘合剂施加在可调整安装件主体的一个或更多个外壁与限定安装件壳体腔体的安装件壳体的一个或更多个内壁之间，以便将可调整安装件主体以期望的取向永久地固定在安装件壳体腔体内，并且因此将第一方向设置为给定方向并且将第一方向相对于安装件壳体轴线的角度设置为给定值。

55、根据本发明的第二方面，提供了一种增强现实或虚拟现实显示器，包括：

56、-根据本发明的第一方面的第一光引擎安装系统，第一光引擎安装系统被配置成提供表示第一图像的第一承载图像的光；

57、-框架；以及

58、-第一波导组合器，第一波导组合器固定在框架内并且包括至少一个波导基板，至少一个波导基板包括第一输入区域和第一输出区域，以分别将第一承载图像的光耦合到至少一个波导基板中以及从至少一个波导基板中耦出，第一输入区域具有周边；

59、其中，第一光引擎安装系统的可调整安装件主体能够在安装件壳体腔体内围绕至少其第一旋转轴线至少部分地旋转，以便改变第一承载图像的光相对于至少一个波导基板的第一输入区域的周边落下的位置，使得第一承载图像的光可以耦合到至少一个波导基板中，然后引导朝向第一输出区域并且耦出至少一个波导基板。

60、以这种方式，通过使第一光引擎安装系统的可调整安装件主体在其安装件壳体腔体内围绕至少其第一旋转轴线部分地旋转，可以修改光引擎的第一方向，使得(由第一光引擎安装系统的光引擎发射的)第一承载图像的光的传播方向可以相对于第一波导组合器的至少一个波导基板的输入区域的周边改变，例如以确保第一承载图像的光落在第一波导组合器的至少一个波导基板的输入区域的周边内。例如，当安装系统相对于波导组合器安装时，第一承载图像的光最初可以落在所述周边之外。然后，通过修改第一光引擎安装系统的光引擎相对于安装件壳体轴线的第一方向，第一承载图像的光的整个光束可以首先部分地落在所述周边内。随后，整个光束可以完全落在所述周边内，使得第一承载图像的光完全耦合到至少一个波导基板中，然后在所述至少一个波导基板的主表面之间完全内反射，直到经由输出区域耦出所述至少一个波导基板：此时，实现光引擎安装系统与波导组合器之间的单目对准。

61、在优选实施方式中，波导组合器还包括后外盖和前外盖以至少部分地封装波导组合器，其中，后外盖包括被配置成接收安装件壳体的腔体，其中，后盖外腔体和安装件壳体被成形为使得将安装件壳体插入后外盖腔体中使安装件壳体轴线沿着预定方向对准。

62、因此，波导组合器至少部分地由后外盖和前后盖封装。放置在后外盖与前外盖之间的密封垫圈可以允许完全封装波导组合器，以便保护其免受可能干扰其操作的任何进入。光引擎安装系统放置在位于后外盖中的腔体中，该腔体沿着预定方向对准安装件壳体轴线，以帮助将光引擎与波导组合器的输入区域对准。

63、例如，后外盖腔体沿着给定方向延伸穿过后外盖的整个厚度，并且光引擎安装系统可以插入所述腔体内，使得安装件壳体轴线沿着所述给定方向对准。后外盖腔体可以在任何方向上定向，这提供了具有多个相邻的光引擎安装系统的可能性，每个光引擎安装系统针对相同的输入区域或不同的输入区域。

64、优选地，增强现实或虚拟现实显示器包括：

65、-根据本发明的第一方面的第二光引擎安装系统，用于提供第二承载图像的光，第二承载图像的光分别表示第二图像；

66、-第二波导组合器，其固定在框架中并且包括至少一个波导基板，第二波导组合器的至少一个波导基板具有第二输入区域和第二输出区域，以将第二承载图像的光耦合到第二波导组合器的至少一个波导基板中以及从第二波导组合器的至少一个波导基板中耦出，第二波导组合器的至少一个波导基板中的第二输入区域具有周边；以及

67、其中，第二光引擎安装系统的可调整安装件主体能够在其相应的安装件壳体腔体内围绕至少其相应的第一旋转轴线至少部分地旋转，以便改变第二承载图像的光相对于第二波导组合器的至少一个波导基板的第二输入区域的周边落下的位置，使得第二承载图像的光可以耦合到第二波导组合器的至少一个波导基板中，然后引导朝向第二波导组合器的至少一个波导基板的第二输出区域并且从第二波导组合器的至少一个波导基板耦出；其中，优选地，第一图像和第二图像可以基本上相似，或者具有基本上相似的部分和基本上不同的部分。

68、以这种方式，通过使第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的每一个的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内围绕至少其相应的第一旋转轴线部分地旋转，可以修改第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的每一个的光引擎的第一方向，使得(由第一光引擎安装系统的光引擎发射的)第一承载图像的光相对于第一波导组合器的至少一个波导基板的输入区域的周边落下，并且(由第二光引擎安装系统的光引擎发射的)第二承载图像的光相对于第二波导组合器的至少一个波导基板的输入区域的周边落下。

69、第一承载图像的光最初可以落在第一波导组合器的至少一个波导基板的输入区域的周边外部。然后，通过修改第一光引擎安装系统的光引擎的第一方向，第一承载图像的光的整个光束可以首先部分地落在所述周边内。随后，整个光束可以完全落在所述周边内，使得第一承载图像的光完全耦合到第一波导组合器的至少一个波导基板中，然后在所述至少一个波导基板的主表面之间完全内反射，直到经由输出区域耦出所述至少一个波导基板：此时，实现第一光引擎安装系统与第一波导组合器之间的单目对准。

70、类似地，第二承载图像的光最初可以落在第二波导组合器的至少一个波导基板的输入区域的周边外部。然后，通过修改第一光引擎安装系统的光引擎的第一方向，第一承载图像的光的整个光束可以首先部分地落在所述周边内。随后，整个光束可以完全落在所述周边内，使得第一承载图像的光完全耦合到第二波导组合器的至少一个波导基板中，然后在所述至少一个波导基板的主表面之间完全内反射，直到经由输出区域耦出所述至少一个波导基板：此时，实现第二光引擎安装系统与第二波导组合器之间的单目对准。

71、并且编码在由第一光引擎安装系统的光引擎发射的第一承载图像的光中的第一图像可以与编码在由第二光引擎安装系统的光引擎发射的第二承载图像的光中的第二图像基本上相同或共享一些公共部分，这提供了实现双目对准的可能性。

72、根据本发明的第三方面，提供了一种用于相对于波导组合器调整光引擎安装系统的方法，包括：

73、1)提供根据本发明的第一方面的第一光引擎安装系统；

74、2)提供固定在框架内的第一波导组合器，并且第一波导组合器包括具有第一输入区域和第一输出区域的至少一个波导基板；

75、3)致动第一光引擎安装系统的光引擎以发射第一承载图像的光；以及

76、4)使第一光引擎安装系统的可调整安装件主体在安装件壳体腔体内围绕至少第一旋转轴线至少部分地旋转，以确保第一承载图像的光落在至少一个波导基板的第一输入区域的周边内，以便耦合到至少一个波导基板中，然后引导朝向第一输出区域并且耦出至少一个波导基板。

77、因此，这种用于相对于波导组合器调整光引擎安装系统的方法允许在光引擎安装系统的光引擎与波导组合器之间实现单目对准，使得由光引擎安装系统的光引擎发射的承载图像的光通过波导组合器传送而不经历重大改变。

78、在优选实施方式中，其中，在步骤1)中，根据本发明的第一方面提供第一光引擎安装系统，使得安装件主体可以在安装件壳体腔体内平移；在步骤3)中，第一承载图像的光表示第一图像，并且其中，步骤4)还包括在安装件壳体腔体内沿着安装件壳体轴线的方向平移可调整安装件主体，直到第一图像在第一输入区域处聚焦。

79、以这种方式，可以使来自第一光引擎安装系统的光引擎的第一承载图像的光(表示第一图像)的出射点与位于第一输入区域内的目标点之间的距离和所述光引擎的光学组件的焦距重合，使得第一图像在第一输入区域处聚焦，并且由第一波导组合器输出的第一图像被很好地限定并且由要感知它的实体如此感知。如果第一图像在第一输入区域处未聚焦，则由第一波导组合器输出的第一图像将不被很好地限定并且不被将要感知它的实体如此感知，从而导致所述实体难以理解第一图像。

80、根据本发明的第四方面，提供了一种用于调整两个光引擎安装系统和两个波导组合器的方法，包括：

81、1)提供每一个根据本发明的第一方面的第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统；

82、2)提供框架；

83、3)提供第一波导组合器和第二波导组合器，第一波导组合器和第二波导组合器各自固定在框架内，并且各自包括具有输入区域和输出区域的至少一个波导基板，第一波导组合器和第二波导组合器的至少一个波导基板的输入区域各自具有周边；

84、3)提供包括第一光学传感器和第二光学传感器的图像处理装置；

85、4)致动第一光引擎安装系统的光引擎以发射第一承载图像的光，第一承载图像的光表示第一图像；

86、5)致动第二光引擎安装系统的光引擎以发射第二承载图像的光，第二承载图像的光表示第二图像；以及

87、6)使第一光引擎安装系统的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内围绕至少其相应的第一旋转轴线至少部分地旋转，以确保第一承载图像的光落在第一波导组合器的至少一个波导基板的输入区域的周边内，以便耦合到所述至少一个波导基板中，然后引导朝向第一波导组合器的至少一个波导基板的输出区域并且朝向第一光学传感器耦出所述至少一个波导基板；以及/或者使第二光引擎安装系统的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内围绕至少其相应的第一旋转轴线至少部分地旋转，以确保第二承载图像的光落在第二波导组合器的至少一个波导基板的输入区域的周边内，以便耦合到所述至少一个波导基板中，然后引导朝向第二波导组合器的至少一个波导基板的输出区域，并且从所述至少一个波导基板朝向第二光学传感器耦出；使得图像处理装置将第一图像和第二图像感知为相对于彼此定位在同一平面上。

88、以这种方式，使第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的一个或每个的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内围绕至少其相应的第一旋转轴线至少部分地旋转允许将由图像处理装置感知的第一图像和第二图像(由给定波导组合器输出、由给定摄像装置或其他光学传感器捕获并传输到图像处理装置的每个图像)相对于彼此定位在同一平面上。光学传感器和图像处理装置可以可选地用于在调整可调整安装件主体或每个可调整安装件主体之前和/或期间检查第一图像和第二图像的相对对准。调整处理可以是迭代的。关于第一图像和第二图像的相对对准是否如所期望的那样的判断可以由适当编程的软件或由操作者观看由图像处理装置感知的例如如在监视器或其他输出装置上所示的检测到的图像来执行。

89、当实现期望的对准时，可以添加粘合剂以将每个光引擎安装系统的可调整安装件主体永久地固定在其相应的安装件壳体腔体内。

90、优选地，在步骤6)中，至少部分地旋转实现至少部分地、优选地完全双目对准，使得图像处理装置将第一图像和第二图像感知为至少部分地、优选地完全地彼此交叠。

91、因此，使第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的一个或每个的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内围绕至少其相应的第一旋转轴线至少部分地旋转允许控制由图像处理装置感知的第一图像与第二图像之间的交叠程度，并且因此规定期望的双目对准程度，即部分或完全双目对准。调整两个光引擎安装系统以实现(仅)部分双目对准的益处是，当所述用户佩戴由两个光引擎安装系统和固定在框架中的两个波导组合器制成的增强现实显示器时，允许在装置的稍后使用期间水平和/或竖直地放大用户的虚拟图形信息相关视场。经由部分双目对准获得的用户的虚拟图形信息相关视场大于经由完全双目实现获得的视场。这在一些应用中可能是期望的。在其他情况下，可以优选地提供完全双目对准。这使用户在使用显示器时能够感知立体三维图像的区域最大化，这又有可能使增强现实更加沉浸。这可以通过在使用中布置所述图像的交叠部分显示从不同视点呈现相同内容的相关虚拟图形信息来实现。

92、在特别优选的实施方式中，第一图像的至少第一部分和第二图像的至少第一部分各自包括相同的公共虚拟图形信息，并且在步骤6)中，至少部分地旋转使得图像处理装置感知要定位的第一图像和第二图像，使得第一图像的第一部分和第二图像的第一部分交叠并且彼此对准。

93、因此，由图像处理装置感知的第一图像与第二图像之间的交叠涉及(所述图像的)彼此基本上相同的部分。第一部分可以小于相应图像的整体(部分双目对准)或者可以对应于整个相应图像(完全双目对准)。在每个图像的至少第一部分中具有显示公共虚拟图形信息(即，在两个图像中基本上相同的信息)的第一图像和第二图像允许通过使(由图像处理装置感知的)所述图像的相同部分彼此重合，经由第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的一个或每个的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内围绕至少其相应的第一旋转轴线的至少部分旋转来实现部分或完全双目对准。有利地，选择公共图形信息，使得第一图像与第二图像的交叠部分之间的任何未对准将是明显的。例如，公共图形信息可以包括十字准线的图像或将揭示第一图像与第二图像之间的任何未对准的其他详细图案或图形。

94、在部分双目对准的情况下，图像处理装置通常感知由以下部分组成的二维图像：由第一图像与第二图像之间的交叠占据的中心部分，和容纳第一图像或第二图像的非交叠部分的两个外围部分。

95、在完全双目对准的情况下，图像处理装置通常感知和第一图像与第二图像之间的完全交叠相对应的二维图像，所述第一图像与第二图像之间的完全交叠是通过使第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的一个或每一个的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内围绕至少其相应的第一旋转轴线至少部分地部分旋转而获得的。

96、优选地，第一图像的至少第二部分和第二图像的至少第二部分各自包括虚拟图形信息，虚拟图形信息不同于公共虚拟图形信息并且优选地彼此不同，并且在步骤6)中，至少部分地旋转使得图像处理装置感知要定位的第一图像和第二图像，使得第一图像的第二部分不与第二图像的第二部分交叠。

97、以这种方式，用于调整处理的图像在每个图像的第一部分与第二部分之间进行清楚地描绘，使得可以准确地判断何时已经通过调整实现了期望的部分交叠。每个图像的第二部分中的虚拟图形信息可以是任何种类的，并且在第一图像与第二图像之间可以不同。

98、当考虑部分双目对准时，图像处理装置感知由以下部分组成的二维图像：由第一图像与第二图像之间的交叠占据的中心部分，和容纳第一图像或第二图像的非交叠部分的两个外围部分。

99、用于调整两个光引擎安装系统和两个波导组合器的这种方法允许制造商以简单、快速、成本有效和可逆的方式实现部分或完全双目对准(直到添加粘合剂以将第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的每一个的可调整安装件主体永久地固定在它们相应的安装件壳体腔体内)，这避免了对产品的潜在损坏和可能的浪费。

100、优选地，步骤6)包括进一步在其相应的安装件壳体腔体内平移第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的每一个的可调整安装件主体，使得第一图像和第二图像分别在第一波导组合器和第二波导组合器的至少一个波导基板的输入区域处聚焦。

101、以这种方式，可以使来自第一光引擎安装系统的光引擎的第一承载图像的光(表示第一图像)的出射点与位于第一波导组合器的至少一个波导基板的输入区域内的目标点之间的距离和所述光引擎的光学组件的焦距重合，使得第一图像在所述输入区域处聚焦，并且由第一波导组合器朝向第一光学传感器输出的第一图像将被很好地限定并且由图像处理装置如此感知。

102、类似地，可以使来自第二光引擎安装系统的光引擎的第二承载图像的光(表示第二图像)的出射点与位于第一波导组合器的至少一个波导基板的输入区域内的目标点之间的距离和所述光引擎的光学组件的焦距重合，使得第二图像在所述输入区域处聚焦，并且由第二波导组合器朝向第二光学传感器输出的第二图像将被很好地限定并且由图像处理装置如此感知。

103、具有良好限定的第一图像和第二图像有助于第一图像和第二图像的部分或完全交叠，并且因此有助于两个光引擎安装系统/波导组合器组合之间的部分或完全双目对准。

104、在优选实施方式中，根据本发明的第一方面，所述光引擎安装系统或每个光引擎安装系统设置有用于将粘合剂注入到安装件壳体腔体中的第二开孔，并且还包括在至少部分地旋转光引擎安装系统或每个光引擎安装系统的可调整安装件主体之后，通过所述第二开孔或每个第二开孔注入粘合剂，以便将可调整安装件主体永久地固定在光引擎安装系统或每个光引擎安装系统的腔体中的位置上。

105、因此，当在两个光引擎安装系统/波导组合器组合之间实现所需程度的双目对准时，然后通过经由第二开孔或每个第二开孔注入一些粘合剂，将每个可调整安装件主体永久地固定在其相应的安装件壳体腔体内的给定位置上：然后，所得到的双目显示器准备好由用户佩戴。

106、根据本发明的第五方面，提供了一种显示图像的方法，包括：

107、1)提供每一个根据本发明的第一方面的第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统；

108、2)提供框架；

109、3)提供第一波导组合器和第二波导组合器，第一波导组合器和第二波导组合器各自固定在框架中，并且各自具有包括输入区域和输出区域的至少一个波导基板，第一波导组合器和第二波导组合器的输入区域各自具有周边；

110、4)致动第一光引擎安装系统的光引擎以发射表示第一图像的第一承载图像的光，使得第一承载图像的光经由第一波导组合器的至少一个波导基板的输入区域和输出区域分别朝向用户耦合到第一波导组合器的至少一个波导基板中以及从第一波导组合器的至少一个波导基板中耦出；以及

111、5)致动第二光引擎安装系统的光引擎以发射表示第二图像的第二承载图像的光，使得第二承载图像的光经由第二波导组合器的至少一个波导基板的输入区域和输出区域分别朝向用户耦合到第二波导组合器的至少一个波导基板中以及从第二波导组合器的至少一个波导基板中耦出；以及

112、其中，第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的每一个的可调整安装件主体被定向在其相应的安装件壳体腔体内，使得第一承载图像的光落在第一波导组合器的至少一个波导基板的输入区域的周边内，第二承载图像的光落在第二波导组合器的至少一个波导基板的输入区域的周边内，并且用户感知到第一图像和第二图像相对于彼此定位在至少部分地、优选地完全彼此交叠的同一平面上，由此分别实现至少部分地、优选地完全双目对准。

113、以这种方式，第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的每一个的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内的先前调整允许用户感知在同一平面上的至少部分地、优选地完全交叠的第一图像和第二图像，由此分别实现至少部分的、优选的完全双目对准。

114、优选地，第一图像的至少第一部分和第二图像的至少第一部分各自包括相同的公共虚拟图形信息，并且第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的每一个的可调整安装件主体被定向在其相应的安装件壳体腔体内，使得用户感知第一图像和第二图像被定位成使得第一图像的第一部分和第二图像的第一部分交叠并且彼此对准。

115、因此，由用户感知的第一图像与第二图像之间的交叠涉及(所述图像的)彼此基本上相同的部分。该部分可以小于相应图像的整体(部分双目对准)或者可以对应于整个相应图像(完全双目对准)。在通过第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的一个或每一个的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内的先前调整而获得部分双目对准的情况下，如果在两个图像的交叠部分中提供公共虚拟图形信息，则用户感知由以下部分组成的二维图像：第一图像与第二图像之间的交叠占据的中心部分，和容纳第一图像或第二图像的非交叠部分的两个外围部分。

116、因此，经由第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的一个或每一个的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内的先前调整而获得的部分双目对准允许水平和/或竖直地放大用户的虚拟图形信息相关视场。经由部分双目对准获得的用户的虚拟图形信息相关视场大于经由完全双目对准获得的视场(假设每个图像的大小是恒定的)。

117、在完全双目对准的情况下，如果在两个图像的交叠部分中提供公共虚拟图形信息，则用户感知与通过一个或两个光引擎安装系统的可调整安装件主体的先前调整获得的第一图像与第二图像之间的交叠对应的二维图像。

118、在特别优选的实施方式中，第一图像的至少第一部分和第二图像的至少第一部分各自包括从不同视点呈现相同内容的相关虚拟图形信息，并且第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的每一个的可调整安装件主体被定向在其相应的安装件壳体腔体内，使得用户感知第一图像和第二图像被定位成使得第一图像的第一部分和第二图像的第一部分交叠并且彼此对准，并且呈现为立体三维图像。

119、以这种方式，第一图像与第二图像之间的交叠导致立体三维图像的形成，这意味着使增强现实更加沉浸。

120、此外，在经由第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的一个或每一个的可调整可旋转安装件在其相应的安装件腔体内的先前调整而获得的部分双目对准的情况下，用户感知由以下部分组成的图像：由第一图像与第二图像之间的交叠占据的立体三维中心部分，和容纳第一图像或第二图像的非交叠部分的二维周边部分。因此，经由第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的一个或每一个的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内的先前调整而获得的部分双目对准允许水平和/或竖直地放大用户的虚拟图形信息相关视场。经由部分双目对准获得的用户的虚拟图形信息相关视场大于经由完全双目实现获得的视场(假设每个图像的大小是恒定的)。

121、在经由第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的一个或每一个的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内的先前调整而获得的完全双目对准的情况下，如果第一图像和第二图像的整体各自包含从不同视点呈现相同内容的相关虚拟图形信息，则用户感知到基本上对应于整个视场的完全立体三维图像。

122、优选地，第一图像的至少第二部分和第二图像的至少第二部分各自包括虚拟图形信息，虚拟图形信息不同于相应第一部分中的虚拟图形信息并且优选地彼此不同，并且第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的每一个的可调整安装件主体被定向在其相应的安装件壳体腔体内，使得用户感知第一图像和第二图像被定位成使得第一图像的第二部分不与第二图像的第二部分交叠。

123、以这种方式，视场的非交叠部分可以容易地与交叠部分区分开，并且可以用于显示与交叠部分中的信息不同形式的信息。例如，每个图像的非交叠部分可以用于显示文本、数字或其他数据，而交叠部分可以被布置成显示人、物体或其他场景的立体图像。

124、显示图像的方法允许用户将立体三维图像或二维图像或其混合物“压印”在其周围环境上，并且有可能调整用户的虚拟图形信息相关视场的范围和形状。

125、在优选实施方式中，第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的每一个的可调整安装件主体被放置在其相应的安装件壳体腔体内，使得第一图像和第二图像分别在第一波导组合器和第二波导组合器的至少一个波导基板的输入区域处聚焦。

126、以这种方式，来自第一光引擎安装系统的光引擎的第一承载图像的光(表示第一图像)的出射点与位于第一波导组合器的至少一个波导基板的输入区域内的目标点之间的距离和所述光引擎的光学组件的焦距重合，使得第一图像在所述输入区域处聚焦，并且由第一波导组合器朝向用户的一只眼睛输出的第一图像被很好地限定并且被用户如此感知。

127、类似地，来自第二光引擎安装系统的光引擎的第二承载图像的光(由第二图像表示)的出射点与位于第二波导组合器的至少一个波导基板的输入区域内的目标点之间的距离和所述光引擎的光学组件的焦距重合，使得第二图像在所述输入区域处聚焦，并且由第二波导组合器朝向用户的另一只眼睛输出的第二图像被很好地限定并且被用户如此感知。

128、使第一图像和第二图像很好地限定允许用户体验第一图像和第二图像的预期交叠程度，并且因此体验双目对准的预期程度(在第一光引擎安装系统和第二光引擎安装系统中的每一个的可调整安装件主体在其相应的安装件壳体腔体内的调整期间选择)。