[发明专利]具有反射棱镜输入耦合器的光学系统

权利要求书

1.一种显示系统，包含：

显示模块，所述显示模块产生图像光；

波导；

安装到所述波导的反射输入耦合棱镜，其中所述反射输入耦合棱镜被配置为接收穿过所述波导的所述图像光，所述反射输入耦合棱镜被配置为将所述图像光反射到所述波导中，并且所述波导被配置为经由全内反射传播所反射的图像光；和

输出耦合器，所述输出耦合器在所述波导上并且被配置为将所反射的图像光耦合出所述波导。

2.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述输出耦合器包含嵌入在所述波导内的光栅介质中的衍射光栅结构，所述衍射光栅结构包含体积全息图，并且所述显示系统还包含在光学上插置在所述显示模块与所述波导之间的色散补偿楔形物。

3.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述反射输入耦合棱镜具有被配置为将所述图像光反射到所述波导中的反射表面，所述显示系统还包含在所述反射表面上的反射层。

4.根据权利要求3所述的显示系统，其中所述反射层包含可切换反射层，所述可切换反射层能够在第一状态与第二状态之间调节，在所述第一状态下，所述可切换反射层在第一方向上将所述图像光反射到所述波导中，在所述第二状态下，所述可切换反射层在不同于所述第一方向的第二方向上将所述图像光反射到所述波导中，并且其中所述可切换反射层包含选自由以下项组成的组的结构：可切换液晶光栅和数字微反射镜器件。

5.根据权利要求3所述的显示系统，其中所述反射层包含选自由以下项组成的组的层：电介质层、金属层、三维金属结构层和衍射光栅层。

6.根据权利要求3所述的显示系统，其中所述反射表面包含被配置为向所述反射光提供屈光度的曲面。

7.根据权利要求3所述的显示系统，其中所述反射层覆盖所述反射表面的与已聚焦到所述反射表面上的所述图像光的光瞳叠置的一部分，并且其中所述显示系统还包含覆盖所述反射表面的其余部分的光学吸收体。

8.根据权利要求3所述的显示器，还包含：

透镜，所述透镜被配置为将来自所述显示模块的所述图像光朝所述波导定向，其中所述透镜被配置为将所述图像光会聚到插置在所述波导与所述透镜之间的位置处；和

在所述位置处的透明板，所述透明板能够在第一取向与第二取向之间调节，在所述第一取向，所述透明板通过第一对准将所述图像光朝所述波导定向，在所述第二取向，所述透明板通过平行于所述第一对准并且从所述第一对准偏离的第二对准将所述图像光朝所述波导定向。

9.根据权利要求3所述的显示器，其中所述波导具有相对的第一表面和第二表面，所述反射输入耦合棱镜包含安装到所述第一表面的第一楔形物和安装到所述第一楔形物的表面的第二楔形物，所述第二楔形物包括所述反射表面，所述第一楔形物的所述表面被配置为在第一方向上将所述图像光反射到所述波导中，并且所述反射表面被配置为在不同于所述第一方向的第二方向上将所述图像光反射到所述波导中。

10.根据权利要求1所述的显示器，其中所述反射输入耦合棱镜具有被配置为将所述图像光反射到所述波导中的反射表面，所述显示器还包含：

插置在所述第一楔形物与所述第二楔形物之间的偏振敏感膜，其中所述偏振敏感膜被配置为在所述第一方向上反射所述图像光的第一偏振并且透射所述图像光的第二偏振，并且其中所述反射表面被配置为在所述第二方向上反射由所述偏振敏感膜透射的所述图像光的所述第二偏振。

11.根据权利要求10所述的显示器，还包含：

可切换偏振器，其中所述可切换偏振器能够在第一状态与第二状态之间切换，其中所述可切换偏振器被配置为在所述第一状态下将所述图像光的所述第一偏振透射穿过所述波导的所述第二表面，并且其中可切换偏振器被配置为在所述第二状态下将所述图像光的所述第二偏振透射穿过所述波导的所述第二表面。