[发明专利]用于虚拟和增强现实的分离光瞳光学系统以及用于使用其显示图像的方法

权利要求书

1.一种成像系统，包括：

被配置为产生多个空间分离的光束的光源；

分束器；

设置在所述分束器和所述光源之间的聚光器，所述聚光器被配置为将所述多个空间分离的光束从所述光源引导到所述分束器；

第一空间光调制器，其被耦合到所述分束器并被配置为用第一图像数据对所述多个空间分离的光束中的第一光束编码；

第二空间光调制器，其被耦合到所述分束器并被配置为用第二图像数据对所述多个空间分离的光束中的第二光束编码；

注入光学系统，其被配置为从所述分束器接收所述多个空间分离的光束并修改所述多个空间分离的光束，使得由从所述注入光学系统出射的相应的分离光束形成的相应光瞳在空间上彼此分离；和

具有相应的第一内耦合光栅和第二内耦合光栅的第一导光光学元件和第二导光光学元件，所述第一内耦合光栅被配置为允许与相应光瞳中的第一光瞳相关联的所述第一光束进入所述第一导光光学元件中，同时将所述第二光束从所述第一导光光学元件排除，使得所述第一光束通过所述第一导光光学元件以基本上全内反射传播，

其中，所述光源包括第一子光源和第二子光源，所述第一子光源和所述第二子光源设置在光路上处于在沿着所述光路的Z方向上距所述聚光器不同距离处，使得所述第一光瞳和第二光瞳彼此空间分离，以利于分别允许所述第一光束和所述第二光束通过所述第一内耦合光栅和所述第二内耦合光栅进入所述第一导光光学元件和所述第二导光光学元件。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个光束中的每个光束与所述多个光束中的其它光束在至少一个光特性方面不同。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一个光特性包括颜色。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一个光特性包括偏振。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述光源是被配置为产生所述多个空间分离的光束的单一光源。

6.根据权利要求5所述的系统，还包括被配置为将来自所述光源的光分割成单独的发射区域和位置的掩模覆盖层。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二空间光调制器被配置为交替激活。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二空间光调制器具有彼此空间移位的相应的图像场。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二空间光调制器被配置为在不同的深度平面处生成图像。

10.根据权利要求1所述的系统，

其中所述第一子光源、所述第二子光源、所述第一内耦合光栅和所述第二内耦合光栅相对于所述第一空间光调制器围绕光轴旋转。

11.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置为修改由与所述第一导光光学元件和/或所述第二导光光学元件相邻的所述多个光束中的光束形成的光瞳的形状的掩模。

12.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置为修改由与所述第一导光光学元件和/或所述第二导光光学元件相邻的所述多个光束中的光束形成的光瞳的尺寸的光学元件。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述注入光学系统沿着所述成像系统的光路具有偏心横截面。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述内耦合光栅被配置为使得所述多个光束中的第一光束仅与所述内耦合光栅相遇一次。

15.根据权利要求1所述的系统，还包括配置为增加所述光源的数值孔径的光瞳扩展器。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述光瞳扩展器包括其上设置有棱镜图案的膜。