[发明专利]波导照射器

权利要求书

1.一种头戴式显示系统，被配置为向用户的眼睛投射光以在所述用户的视野中显示增强现实图像内容，所述头戴式显示系统包括：

框架，其被配置为被支撑在所述用户的头部；

至少一个光源，其被配置为输出光；

空间光调制器，其被设置为接收来自所述至少一个光源的光；

目镜，其被设置在所述框架上，所述目镜被配置为将来自所述空间光调制器的光引导到所述用户的眼睛中以向所述用户的视野显示增强显示图像内容，所述目镜的至少一部分是透明的并且在所述用户穿戴所述头戴式显示器时被设置在所述用户的眼睛前方的位置处，其中，透明部分将来自所述用户前方的物理环境的一部分的光向所述用户的眼睛透射，以提供所述用户前方的所述物理环境的所述一部分的视图，所述目镜包括：

(a)至少一个波导；

(b)至少一个耦入光学元件，其被配置为将来自所述空间光调制器的光耦入所述至少一个波导中；以及

(c)至少一个耦出光学元件，其被配置为将在所述波导内被引导的光耦出所述波导，并将所述光向所述用户的眼睛引导；以及

光学器件，其具有光焦度，所述光学器件被设置为接收从所述光源输出的光，所述光学器件相对于所述空间光调制器被布置为使得从所述光源接收的所述光传播通过所述光学器件并照射所述空间光调制器，

其中，所述头戴式显示系统被配置为使得照射所述空间光调制器的光通过所述光学器件被重定向返回并通过所述至少一个耦入光学元件被耦入所述至少一个波导中，并且所耦合的光的至少一部分通过所述至少一个耦出光学元件从所述至少一个波导射出并被引导到所述用户的眼睛。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中，所述至少一个光源包括被配置为在不同时间发射不同颜色光的多颜色光源。

3.根据上述任一权利要求所述的头戴式显示系统，其中，所述至少一个光源包括被配置为在不同时间发射红色、绿色、和蓝色光的红绿蓝色(RGB)光源。

4.根据上述任一权利要求所述的头戴式显示系统，其中，所述至少一个光源包括被配置为在不同时间发射青色、品红色、和黄色光的青、品红、黄色(CMY)光源。

5.根据上述任一权利要求所述的头戴式显示系统，包括：

多个横向移位的光发射器，其被配置为输出光；

聚光光学器件，其被配置为收集来自所述多个光发射器的光；

扩散器；以及

多个孔，其邻近所述扩散器。

6.根据上述任一权利要求所述的头戴式显示系统，进一步包括耦合光学器件，其相对于所述光发射器设置以收集从所述光源输出的光。

7.根据权利要求6所述的头戴式显示系统，其中，所述耦合光学器件包括复合抛物面聚光器(CPC)。

8.根据上述任一权利要求所述的头戴式显示系统，其中，所述空间光调制器包括反射性空间光调制器。

9.根据上述任一权利要求所述的头戴式显示系统，其中，所述空间光调制器包括液晶空间光调制器。

10.根据上述任一权利要求所述的头戴式显示系统，其中，所述空间光调制器包括垂直对准的液晶空间光调制器。

11.根据上述任一权利要求所述的头戴式显示系统，其中，所述空间光调制器包括基于偏转的空间光调制器。

12.根据上述任一权利要求所述的头戴式显示系统，其中，所述空间光调制器包括可移动反射镜阵列。

13.根据上述任一权利要求所述的头戴式显示系统，进一步包括光吸收器，以使得在关闭状态下，光被所述可移动反射镜阵列引导到所述光吸收器，以及在打开状态下，光被引导到对应的耦入光学元件。