[发明专利]衍射背光显示和系统

权利要求书

1.一种显示器，包括

导光板，在所述导光板的表面具有衍射光栅，所述衍射光栅具有配置成衍射地将光耦合出所述导光板并将耦合出所述导光板的光聚集进眼睛盒中的弯曲的衍射特征；以及

第一光阀阵列，定向为与所述导光板基本上平行，并定位使得耦合出所述导光板的光通过所述第一光阀阵列以在眼睛盒中形成图像，

其中，所述眼睛盒的宽度等于所述眼镜盒到所述导光板的距离与在所述导光板内传播的光的内反射角散度的乘积。

2.如权利要求1所述的显示器，其中所述弯曲的衍射特征包括交替的同心的弯曲的脊和凹槽，所述脊和凹槽共享位于所述导光板的边缘外的一定距离处的公共中心。

3.如权利要求1所述的显示器，其中所述弯曲的衍射特征具有双曲线形状的曲线。

4.如权利要求3所述的显示器，其中所述弯曲的衍射特征包括同心的双曲线形状的弯曲的衍射特征。

5.如权利要求1所述的显示器，还包括配置成提供光的光源，提供的光沿着边缘耦合进导光板。

6.如权利要求1所述的显示器，其中所述弯曲的衍射特征的特征间隔随着与所述导光板的边缘的距离的增加而下降，光沿着所述导光板的所述边缘耦合进所述导光板。

7.如权利要求1所述的显示器，其中所述衍射光栅使得限制在所述导光板内的光衍射并将一阶的衍射光耦合出所述导光板，并将所述一阶的衍射光聚集在眼睛盒中。

8.如权利要求1所述的显示器，还包括第二光阀阵列，定向为与所述导光板基本上平行，并定位使得从所述第一光阀阵列出现的光通过所述第二光阀阵列。

9.如权利要求1所述的显示器，还包括像素化的接触镜，配置成佩戴在观看者的眼睛上，其中所述像素化的接触镜包括多个单独操作的像素，当所述观看者的眼睛位于眼睛盒中时，所述像素控制进入所述观看者的眼睛的光量。

10.如权利要求1所述的显示器，其中所述衍射光栅包括多个二维的衍射光栅片段，其配置成将耦合出所述导光板的光聚集进所述眼睛盒中。

11.一种显示图像的方法，所述方法包括：

将光耦合进导光板，所述光由光源生成；

通过所述导光板的表面的衍射光栅衍射地将所述光的一部分耦合出导光板，所述衍射光栅将衍射地耦合出的光的部分聚集在眼睛盒中；以及

使用定向为与所述导光板基本上平行的第一光阀阵列调整衍射地耦合出的光的部分以在眼睛盒中形成可观看的图像，

其中，所述眼睛盒的宽度等于所述眼镜盒到所述导光板的距离与在所述导光板内传播的光的内反射角散度的乘积。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述衍射光栅包括弯曲的衍射特征，所述弯曲的衍射特征具有随着与所述导光板的边缘的距离的增加而下降的特征间隔，光沿着所述导光板的所述边缘耦合进所述导光板。

13.一种头戴式显示器，包括：

具有衍射光栅的导光板，配置成衍射地将输入所述导光板的光的一部分耦合出并将耦合出所述导光板的光聚集进眼睛盒中；以及

第一光阀阵列，定向为与所述导光板基本上平行，并定位使得耦合出所述导光板的光通过所述第一光阀阵列；以及

连接到所述第一光阀阵列的显示控制器，所述显示控制器操作所述第一光阀阵列以在所述眼睛盒中形成图像，

其中，所述眼睛盒的宽度等于所述眼镜盒到所述导光板的距离与在所述导光板内传播的光的内反射角散度的乘积。

14.如权利要求13所述的头戴式显示器，其中所述衍射光栅包括在所述导光板表面的弯曲的衍射特征。