[发明专利]具有光束复制的投影仪-组合器显示器

权利要求书

1.一种近眼显示器，包括：

图像复制器，所述图像复制器被配置成接收由投影仪提供的图像光的发散的第一光束，所述图像光的第一光束包括在角域中的图像，其中，所述发散的第一光束中的不同角度的光线对应于待显示的图像的像素的不同坐标，并且所述图像复制器用于将所述第一光束分离成图像光的多个发散的第二光束，其中，所述第二光束的相应光线平行于彼此传播；以及

组合器，所述组合器用于接收所述多个第二光束，并将所述多个第二光束中继到所述近眼显示器的视窗，其中，所述组合器被配置成根据所述第二光束的光线在所述组合器上的入射角来选择性地重定向所述第二光束的光线，使得从所述第一光束的相应光线分离并由所述组合器重定向的所述第二光束的光线平行于彼此，并在所述视窗处在第一方向上横向地偏移。

2.根据权利要求1所述的近眼显示器，其中，所述组合器是角度和波长选择性的，用于将所述多个第二光束中继到所述视窗，同时在基本上没有修改的情况下将外部光传输到所述视窗。

3.根据权利要求1所述的近眼显示器，其中，所述图像复制器包括包含第一表面和第二表面的第一波导，其中，当所述第一光束在所述第一波导中在所述第一表面和所述第二表面之间以锯齿形图案传播时，所述第一表面在所述图像光的波长处是部分地反射的，以在从所述第一表面反射时分离出所述多个第二光束中的第二光束。

4.根据权利要求3所述的近眼显示器，其中，所述第一波导的第一表面的反射率是在空间上变化的。

5.根据权利要求3所述的近眼显示器，其中，所述第一波导包含用于下列操作中的至少一个的衍射结构：将所述第一光束输入耦合到所述第一波导中；或从所述波导输出耦合所述多个第二光束中的第二光束。

6.根据权利要求5所述的近眼显示器，其中，所述衍射结构具有在空间上变化的衍射效率，用于使所述第二光束的光功率相等。

7.根据权利要求3所述的近眼显示器，其中，所述第一波导包括：

i.在内部嵌入的四分之一波波片，并且其中，所述第一波导的第一表面包括偏振选择性反射器；

ii.用于接收图像光的所述第一光束的侧表面，其中，所述侧表面与所述第一表面和所述第二表面成非正交角；和/或

iii.包含所述第一表面的第一光学元件和包含所述第二表面的不同的第二光学元件，使得在操作中所述第一光束在所述第一光学元件和所述第二光学元件之间的气隙中传播。

8.根据权利要求3所述的近眼显示器，其中，所述图像光包括多个颜色通道，其中，所述波导的第一表面和第二表面在与所述多个颜色通道的波长不同的可见光的波长处是至少部分地透射的。

9.根据权利要求3所述的近眼显示器，其中，所述图像复制器包括第二波导，所述第二波导包括与所述第一波导的第一表面和第二表面成角度的第三表面和第四表面，用于接收来自所述第一波导的每个第二光束并将每个第二光束分离成图像光的多个第三光束；并且

其中，所述组合器被配置为将每个第三光束中继在所述近眼显示器的所述视窗处，使得在所述视窗处的所述第三光束在第二方向上横向地偏移。

10.根据权利要求1所述的近眼显示器，其中，所述图像复制器包括在所述第一光束的光路中的反射器的第一叠层，其中，所述反射器的第一叠层的每个反射器被配置成从所述第一光束中分离出所述多个第二光束中的第二光束。

11.根据权利要求10所述的近眼显示器，其中，所述图像复制器还包括与所述反射器的第一叠层成角度布置的反射器的第二叠层，用于接收来自所述反射器的第一叠层的每个第二光束并将每个第二光束分离成图像光的多个第三光束；

其中，所述组合器被配置成将每个第三光束中继在所述近眼显示器的所述视窗处，使得在所述视窗处的所述第三光束在第二方向上横向地偏移。