[发明专利]增强现实光场头戴式显示器

权利要求书

1.一种近眼显示系统，包括：

透射显示面板，用以显示包括基元图像的阵列的近眼光场帧，其中，所述透射显示面板是对光透明的；以及

分束器阵列，用以准直所述近眼光场帧的光线，以供呈现给用户的眼睛。

2.根据权利要求1所述的近眼显示系统，所述透射显示面板包括：

透明背光；以及

透明空间光调制器SLM，所述透明空间光调制器SLM在透射到所述分束器阵列之前从所述透明背光接收光线。

3.根据权利要求2所述的近眼显示系统，其中，所述透明空间光调制器还包括嵌入在所述空间光调制器内的光栅，所述光栅被配置为抵消由通过所述透明空间光调制器的光透射引起的高阶衍射波长。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的近眼显示系统，所述透明背光包括：

平面波导，所述平面波导接收来自光源的光线；以及

全息出耦合器，所述全息出耦合器被配置为将所述光线衍射出所述平面波导，以供透射到所述透明空间光调制器。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的近眼显示系统，所述透明背光包括：

平面波导，所述平面波导接收来自光源的光线，其中，所述平面波导包括多个表面缺陷，所述表面缺陷被配置为将所述光线衍射出所述平面波导，以供透射到所述透明空间光调制器。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的近眼显示系统，所述透明背光包括：

单色LED发射器的阵列，所述单色LED发射器的阵列被图案化在透明衬底的面向SLM的表面上。

7.根据权利要求6所述的近眼显示系统，其中，所述阵列被布置为使得所述单色LED发射器中的每一个大致以所述分束器阵列中的分束器的节距而间隔开。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的近眼显示系统，其中，所述基元图像的阵列中的每个基元图像与从所述单色LED发射器中的单独一个发射的光相对应。

9.一种近眼显示系统，包括：

透射显示面板，用以显示包括基元图像的阵列的近眼光场帧，其中，所述透射显示面板是对光透明的；以及

双折射透镜阵列，用以准直所述近眼光场帧的光线，以供呈现给用户的眼睛。

10.根据权利要求9所述的近眼显示系统，其中，所述透射显示面板被配置为远离所述用户的眼睛并且朝向线栅偏振器透射所述近眼光场帧的光线，并且进一步其中，所述线栅偏振器被配置为将第一偏振态的光线朝向所述透射显示面板往回反射。

11.根据权利要求10所述的近眼显示系统，其中，所述透射显示面板被配置为在将所述第一偏振态的所反射的光线呈现给所述用户的眼睛之前进行传递，以供透射到所述双折射透镜阵列以用于准直。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的近眼显示系统，其中，所述线栅偏振器被配置为向所述透射显示面板透射第二偏振态的、源自现实世界环境的光线。

13.根据权利要求12所述的近眼显示系统，其中，所述透射显示面板被配置为传递所述第二偏振态的所述光线以供透射到所述双折射透镜阵列，并且进一步其中，所述双折射透镜阵列和所述线栅偏振器两者在不改变所述第二偏振态的所述光线的行进路径的情况下传递所述第二偏振态的所述光线以供呈现给所述用户的眼睛。

14.根据权利要求9至13中的任一项所述的近眼显示系统，其中，所述透射显示面板被配置为在呈现给所述用户的眼睛之前朝向所述用户的眼睛并且朝向双折射透镜阵列透射所述近眼光场帧的光线以供准直。