[发明专利]投影显示器

权利要求书

1.一种投影显示器，用于向观看者(12)显示图像，其包括：

图像提供光源装置(14)，其设置成用于产生载像光的输入光瞳(61)；

波导组件(50)，其设置成用于接收载像光的输入光瞳(61)，包括第一衍射区和第二衍射区(20、34)，该第一衍射区和第二衍射区分别设置成用于在基本垂直的第一维度和第二维度上将输入光瞳(61)展开并且将已展开的载像光的出射光瞳(54)从波导组件(50)输出；以及

组合器(16)，其设置成与所述波导组件(50)分离，用于通过反射将从所述波导组件(50)输出的已展开的载像光的出射光瞳(54)导向观看者(12)用来观看该载像光(18)，并且允许来自于真实世界场景的光(52)通过该组合器(16)从而使观看者(12)观察到的载像光叠加于来自真实世界场景的光(52)。

2.如权利要求1所述的投影显示器，其中所述第一或第二衍射区(20、34)作为位于波导组件(50)的波导内的输出衍射区，并且所述输出衍射区设置成用于以垂直于波导组件(50)平面的角度将载像光的出射光瞳(54)从波导组件(50)输出。

3.如权利要求2所述的投影显示器，其中所述的组合器(16)具有一个基本平坦的表面，该表面相对于波导组件(50)平面以一个角度进行定向，以将载像光的出射光瞳(54)导向观看者(12)。

4.如权利要求3所述的投影显示器，其中所述组合器(16)的平坦表面通常被构造为反射出射光瞳(54)的载像光并使来自于真实世界场景的光(52)透射通过该组合器(16)。

5.如权利要求4所述的投影显示器，其中所述组合器(16)包括 选定的反射涂层(38)，其对于出射光瞳(54)的载像光具有反射性并且对于来自于真实世界场景的光(52)具有透射性。

6.如权利要求4或5所述的投影显示器，其中所述组合器(16)包括抗反射涂层(42)，其设置成用于提高来自于真实世界场景的光(52)通过组合器(16)的透射效率。

7.如权利要求1或2所述的投影显示器，其中所述波导组件(50)包括板状波导，沿着该板状波导，载像光通过所述波导的相对且平行侧面之间的全内反射进行传播；并且包括所述第一衍射区(20)和所述第二衍射区(34)，所述第一衍射区(20)设置成用于衍射载像光以使其在所述第一维上展开，所述第二衍射区(34)设置成用于进一步衍射载像光以使其在第二维上展开并将其作为出射光瞳(54)从波导释放。

8.如权利要求1或2所述的投影显示器，其中所述波导组件(50)包括：第一板状波导，沿着该第一板状波导，载像光通过第一板状波导的相对且平行侧面之间的全内反射进行传播；并且包括所述第一衍射区，其设置成用于衍射载像光以使其在第一维上展开；以及第二板状波导，沿着该第二板状波导，载像光通过第二板状波导的相对且平行侧面之间的全内反射进行传播；并且包括所述第二衍射区，其设置成用于进一步衍射载像光以使其在第二维上展开并将其作为出射光瞳(54)从第二板状波导释放。

9.如权利要求1或2所述的投影显示器，其中所述波导组件(50)包括：杆状波导，沿着该杆状波导，载像光通过杆状波导的四个侧面的每一侧面依次进行的全内反射进行传播；并且包括所述第一衍射区，其设置成用于衍射载像光以使其在第一维上展开；以及板状波导，沿着该板状波导，载像光通过板状波导的相对且平行侧面之间的全内反射进行传播；并且包括所述第二衍射区，其 设置成用于进一步衍射载像光以使其在第二维上展开并将其作为出射光瞳(54)从板状波导释放。

10.如权利要求1所述的投影显示器，其中所述的图像提供光源装置(14)设置成将彩色载像光的输入光瞳(61)射入到波导组件(50)中，且波导组件(50)的所述第一和第二衍射区(20、34)相互匹配以使净色差为零或基本为零。

11.一种航空器或车辆，其包括透光座舱罩或挡风玻璃和前述权利要求1-10中任一项所述的投影显示器，其中所述投影显示器的组合器(16)进行定位，以使乘员-能够通过组合器(16)以透光座舱罩或挡风玻璃外面的真实世界场景上叠加了投影显示器的波导组件(50)输出的准直的载像光来观看该真实世界场景。