[发明专利]增强现实（AR）显示器

权利要求书

1.一种显示系统，包括显示设备和投影透镜组和光管和耦合棱镜（它将来自显示设备的投影透镜组的光线输入光管中，并且外耦合波导）和折叠式反射镜，将光线从光管反射到外耦合波导管，其中光管具有矩形横截面，光管侧面的表面，除开口外，通过涂层或全内反射（TIR）进行反射，光线可以通过开口从光管传输至具有锯齿形反射镜的折叠镜，折叠镜将光线反射到外耦合波导管，而外耦合波导管自身也具有多个锯齿形反射镜，并将光线反射到观看者的眼里。

2.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：所述投影透镜组是远心的，从所述显示装置发射的主光线基本上垂直于所述显示装置的表面，并且来自像素的主光线在耦合棱镜的内部或附近相互交叉。

3.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：耦合棱镜具有反射面，反射面接收来自投影透镜组的光线并将其反射到光管中，其法向量与投影透镜组的光轴形成15到45度之间的夹角。

4.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：耦合棱镜具有反射面，反射面接收来自投影透镜组的光线并将光线反射到光管中，其法向量旋转后与光管的长边形成30到60度的夹角。

5.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：耦合棱镜和光管的折射率大于1.4。

6.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：光可以从光管的开口中射出，开口的大小随其在光管长边上的位置变化。

7.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：确定光管开口尺寸的分布，使图像在整个视域下的亮度均匀。

8.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：折叠式反射镜相对于光管的顶面倾斜15到45度折叠镜的法向量被设置成，让平行于投影透镜光轴的光线基本平行于光管顶面的法向量。

9.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：折叠式反射镜相对于光管的顶面倾斜15到45度，折叠镜的法向量被设置成，让平行于投影透镜光轴的光线基本平行于光管顶面的法向量。

10.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：外耦合波导管具有形成棱镜的倾斜侧，在该棱镜中光线进入，并且倾斜侧的法向量与光管的顶面形成在15到45度的夹角，以让来自折叠式反射镜的光线即可反射到外耦合波导管中。

11.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：外耦合波导管具有形成了棱镜的倾斜侧，在该棱镜中光线进入，并且倾斜侧的法向量与光管的顶面形成在15到45度的夹角，以让来自折叠式反射镜的光线即可反射到外耦合波导管中。

12.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：外耦合波导具有多个锯齿形反射镜，将折叠镜发出的光线反射到观察者的眼睛以及没有菲涅耳反射镜的平坦区域，其通过全内反射（TIR）反射光线，并且是透明的，因此外部光线可以到达观察者的眼睛，锯齿形镜区有反射涂层。

13.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：外耦合波导具有多个锯齿形反射镜，这些锯齿形反射镜将光线从折叠镜反射到观察者的眼睛以及与锯齿形反射镜相邻的平坦区域,具有光吸收区域，以避免双重反射。

14.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：光管和/或外耦合波导管具有部分反射层以缩减为点亮区域。

15.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：外耦合波导的表面具有多个平面的曲面包络，以便内部反射光束的方向与完全平坦表面上的的相同。

16.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：外耦合波导的多个锯齿形反射镜的倾角随位置的变化而变化，从而在优先距离内成像。

17.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于：多套显示系统叠加，以便可以看到多个距离上的像。