[发明专利]具有可调节透镜的波导式显示系统

权利要求书

1.一种电子设备，所述电子设备包括：

波导，所述波导具有相对的第一表面和第二表面；

显示器，所述显示器被配置为将图像光发射到所述波导中；

第一液晶透镜，所述第一液晶透镜位于所述波导的所述第一表面处；

第二液晶透镜，所述第二液晶透镜位于所述波导的所述第二表面处，其中所述第二液晶透镜被配置为将来自所述电子设备的外部的世界光通过所述波导传送到所述第一液晶透镜；

输出耦合器，所述输出耦合器被配置为将所述图像光耦合出所述波导并通过所述第一液晶透镜；以及

控制电路，所述控制电路耦合到所述第一液晶透镜和所述第二液晶透镜，其中所述控制电路被配置为控制所述第一液晶透镜以将第一光焦度施加到所述图像光和所述世界光，并且其中所述控制电路被配置为控制所述第二液晶透镜以将第二光焦度施加到所述世界光，所述第二光焦度至少部分地抵消所述第一光焦度，

其中所述第一液晶透镜包括具有第一液晶层，所述第一液晶层具有带第一预倾角的第一液晶分子，并且其中所述第二液晶透镜包括第二液晶层，所述第二液晶层具有带第二预倾角的第二液晶分子，所述第二预倾角与所述第一预倾角相反，以防止来自所述第一液晶透镜的光伪影添加有来自所述第二液晶透镜的光伪影。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一液晶透镜包括具有第三液晶分子的第三液晶层，所述第三液晶分子具有第三预倾角，所述第三预倾角与所述第一预倾角相反，并且其中所述第二液晶透镜包括具有第四液晶分子的第四液晶层，所述第四液晶分子具有第四预倾角，所述第四预倾角与所述第二预倾角相反。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述第二液晶层置于所述第四液晶层与所述波导之间，并且其中所述第一液晶层置于所述第三液晶层与所述波导之间。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一液晶透镜包括安装在所述波导处的第一透明衬底层、在所述第一透明衬底层上的第一液晶层、以及在所述第一液晶层上的第二透明衬底层，其中所述第二液晶透镜包括安装在所述波导处的第三透明衬底层、在所述第三透明衬底层上的第二液晶层、以及在所述第二液晶层上的第四透明衬底层，其中所述第一透明衬底层和所述第三透明衬底层具有第一摩擦方向，并且其中所述第二透明衬底层和所述第四透明衬底层具有反平行于所述第一摩擦方向的第二摩擦方向。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述第一液晶透镜包括在所述第二透明衬底层上的第五透明衬底层、在所述第五透明衬底层上的第三液晶层、以及在所述第三液晶层上的第六透明衬底层，其中所述第二液晶透镜包括在所述第四透明衬底层上的第七透明衬底层、在所述第七透明衬底层上的第四液晶层、以及在所述第四液晶层上的第八透明衬底层，其中所述第七透明衬底层和所述第五透明衬底层具有所述第二摩擦方向，并且其中所述第八透明衬底层和所述第六透明衬底层具有所述第一摩擦方向。

6.根据权利要求4所述的电子设备，其中所述第一液晶透镜包括在所述第一透明衬底层上的第一电极层和在所述第二透明衬底层上的第二电极层，其中所述第二液晶透镜包括在所述第三透明衬底层上的第三电极层和在所述第四透明衬底层上的第四电极层，其中所述控制电路被配置为在所述第一电极层与所述第二电极层之间提供第一电压，所述第一电压将所述第一液晶层配置为表现出第一折射率分布，并且其中所述控制电路被配置为在所述第三电极层与所述第四电极层之间提供第二电压，所述第二电压将所述第二液晶层配置为表现出第二折射率分布，所述第二折射率分布是所述第一折射率分布的倒转。

7.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

线性偏振器，所述线性偏振器置于所述第一液晶透镜与所述波导的所述第一表面之间。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其中所述线性偏振器具有透射轴，其中所述第一液晶透镜包括具有第一摩擦方向的第一多个堆叠透明衬底，其中所述第二液晶透镜包括具有第二摩擦方向的第二多个堆叠透明衬底，并且其中所述第一摩擦方向和所述第二摩擦方向与所述透射轴对准。