[发明专利]成像系统中的动态入耦合光栅

权利要求书

1.一种用于将图像光场投射到观看者的眼睛的目镜，所述目镜包括：

波导，其被配置为经由内部反射来传播光；

动态输入耦合光栅ICG，其形成在所述波导的第一横向区域上；

光源，其被配置为生成被透射到所述动态ICG的光束；

控制器，其被耦合到所述光源和所述动态ICG，所述控制器被配置为：

在时隙序列中调制所述光束的强度，所述时隙序列中的每个时隙对应于所述图像光场的相应的场角，所述光束在所述时隙序列中的每个时隙中的强度对应于所述图像光场在所述相应的场角处的强度；以及

控制所述动态ICG以对于所述时隙序列中的每个时隙，以与所述相应的场角对应的相应的角度将所述光束的相应的部分衍射到所述波导中；以及

出射光瞳扩展器，其被耦合到所述波导的第二横向区域，并被配置为以所述相应的场角将所述光束的每个相应的部分朝向所述观看者的所述眼睛引导出所述波导，从而将所述图像光场投射到所述观看者的所述眼睛。

2.根据权利要求1所述的目镜，其中，所述动态ICG包括被耦合到振荡电信号源的表面声波SAW调制器，所述振荡电信号源在所述控制器的控制下向所述SAW调制器提供振荡电信号以生成在所述SAW调制器的表面上传播的相应的声波，以使得所述SAW调制器在每个相应的时隙中以所述相应的角度将所述光束的所述相应的部分衍射到所述波导中。

3.根据权利要求2所述的目镜，其中：

所述SAW调制器包括基板和被附接到所述基板的换能器；以及

所述换能器被耦合到所述振荡电信号源以驱动所述换能器生成所述相应的声波。

4.根据权利要求3所述的目镜，其中，所述换能器包括压电换能器。

5.根据权利要求2所述的目镜，其中：

所述SAW调制器包括基板、被附接到所述基板的第一换能器、以及被附接到所述基板的第二换能器；

所述第一换能器被配置为在第一轴上振动；

所述第二换能器被配置为在与所述第一轴正交的第二轴上振动；以及

所述第一换能器和所述第二换能器被耦合到所述振荡电信号源，以驱动所述第一换能器和所述第二换能器生成所述相应的声波。

6.根据权利要求2所述的目镜，其中：

所述SAW调制器包括基板；以及

所述基板包括生成所述相应的声波的表现出压电效应的材料。

7.根据权利要求6所述的目镜，其中，表现出所述压电效应的所述材料包括以下中的一种：熔融二氧化硅、铌酸锂、三硫化二砷、二氧化碲、碲酸盐玻璃、或硅酸铅。

8.根据权利要求6所述的目镜，其中，所述SAW调制器是所述波导的组成部分。

9.根据权利要求1所述的目镜，其中，所述光束沿着与所述动态ICG的所述表面垂直的方向入射在所述动态ICG的表面上。

10.根据权利要求1所述的目镜，其中，所述光束以相对于与所述动态ICG的表面垂直的方向的非零偏斜角入射在所述动态ICG的所述表面上。

11.根据权利要求1所述的目镜，其中，所述动态ICG在透射模式下工作。

12.根据权利要求1所述的目镜，其中，所述动态ICG在反射模式下工作。

13.根据权利要求12所述的目镜，还包括被耦合到所述波导的静态光栅，所述静态光栅被配置为以相对于与所述动态ICG的表面垂直的方向的非零偏斜角朝向所述动态ICG衍射所述光束的一部分。