[发明专利]光束扩展设备、图像显示设备和光学设备

权利要求书

1.一种图像显示设备，包括：

图像生成设备；

光导单元，来自所述图像生成设备的光入射到所述光导单元上，所述光导单元导引光并将光输出到观看者的瞳孔，所述光导单元包括：

导光板，入射光在通过全反射在所述导光板内传播之后被从所述导光板输出，

第一偏转器，所述第一偏转器被布置在所述导光板中或所述导光板上，并以使入射到所述导光板上的光在所述导光板内全反射的方式使入射到所述导光板上的光偏转，以及

第二偏转器，所述第二偏转器被布置在所述导光板中或所述导光板上，并使通过全反射而在所述导光板内传播的光多次偏转，以使通过全反射而在所述导光板内传播的光从所述导光板输出；以及

光束扩展设备，当入射到所述导光板上的光的入射方向被定义为X方向并且光在所述导光板中的传播方向被定义为Y方向时，所述光束扩展设备被配置为沿着Z方向扩展从所述图像生成设备入射的光束，并将所述光束输出到所述光导单元，其中，

所述光束扩展设备由第一反射镜和第二反射镜组成，来自所述图像生成设备的光入射到所述第一反射镜上，来自所述第一反射镜的光入射到所述第二反射镜上，并且所述第二反射镜将光输出到所述光导单元，

所述第一反射镜的光反射表面由交替连续地并列的第1A个斜面和第1B个斜面组成，并且断面形状是锯齿形状，

所述第二反射镜的光反射表面由交替连续地并列的第2A个斜面和第2B个斜面组成，并且断面形状是锯齿形状，

第1A个斜面的顶边和底边彼此平行并沿着所述Z方向延伸，

由第1A个斜面的底部和第1B个斜面的底部所形成的角度是90度，

第2A个斜面的顶边和底边彼此平行并沿着所述Y方向延伸，并且

由第2A个斜面的底部和第2B个斜面的底部所形成的角度是90度。

2.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，

至少一个平面反射部被设置在所述图像生成设备和所述第一反射镜之间，

至少一个平面反射部被设置在所述第一反射镜和所述第二反射镜之间，并且

设置在所述图像生成设备和所述第一反射镜之间的一个平面反射部还用作设置在所述第一反射镜和所述第二反射镜之间的一个平面反射部。

3.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，

当被投影到第1A个虚拟平面上时，从所述图像生成设备入射到所述第一反射镜的光的轨迹和从所述第一反射镜输出的光的轨迹彼此平行，所述第1A个虚拟平面是与所述Z方向垂直的虚拟平面，

当被投影到第1B个虚拟平面上时，从所述图像生成设备入射到所述第一反射镜的光的轨迹和从所述第一反射镜输出的光的轨迹关于所述第1A个虚拟平面彼此对称，所述第1B个虚拟平面是与所述第一反射镜的法线垂直的虚拟平面，

当被投影到第2A个虚拟平面上时，从所述第一反射镜入射到所述第二反射镜的光的轨迹和从所述第二反射镜输出的光的轨迹彼此平行，所述第2A个虚拟平面是与所述Y方向垂直的虚拟平面，并且

当被投影到第2B个虚拟平面上时，从所述第一反射镜入射到所述第二反射镜上的光的轨迹和从所述第二反射镜输出的光的轨迹关于所述第2A个虚拟平面彼此对称，所述第2B个虚拟平面是与所述第二反射镜的法线垂直的虚拟平面。

4.根据权利要求3所述的图像显示设备，其中，从所述图像生成设备的中心输出并入射到所述第一反射镜上的光的光程长度等于下述光的光程长度：该光最初从所述图像生成设备的中心输出并从所述第一反射镜输出，并入射到所述第二反射镜上以从所述第二反射镜输出并入射到所述光导单元上。

5.根据权利要求4所述的图像显示设备，其中，从所述图像生成设备输出的光束沿着所述Y方向的大小等于入射到所述光导单元上的光束沿所述Y方向的大小。

6.根据权利要求3所述的图像显示设备，其中，入射到所述光导单元上的光束沿所述Z方向的大小大于从所述图像生成设备输出的光束沿所述Z方向的大小。

7.根据权利要求6所述的图像显示设备，其中，从所述光导单元输出的光束沿所述Z方向的大小等于从所述图像生成设备输出的光束沿所述Z方向的大小。