[发明专利]紧凑的头戴显示系统

权利要求书

1.一种光学系统，包括：

光传输基底，具有至少两个平行的主表面和边缘；

所述基底的所述边缘中的至少一个边缘相对于所述主表面以倾斜角倾斜，

光学棱镜，具有至少第一表面、第二表面和第三表面，用于将具有给定视场的光波通过全内反射耦合入所述基底中，其中，所述第一表面和所述第二表面形成所述光学棱镜的窄部；

光学布置，用于将光波从所述基底耦合出来；

所述棱镜的第二表面定位为相邻于所述基底的倾斜边缘，并且

其中，所述光学棱镜的窄部定位为相邻于所述倾斜边缘的窄部，以及

所述光波穿过所述棱镜的第一表面进入所述棱镜，在不经过任何反射的情况下横穿所述棱镜，并且因此穿过所述倾斜边缘进入所述基底。

2.据权利要求1所述的光学系统，其中，所述视场通过耦合入所述基底的所述光波的最小角和最大角限定。

3.根据权利要求2所述的光学系统，其中，所述基底的倾斜边缘与所述基底的主表面的法线之间的夹角大于所述视场的最大角。

4.根据权利要求2所述的光学系统，其中，所述棱镜的第三表面与所述基底的主表面的法线之间的夹角小于所述视场的最小角。

5.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述棱镜的第一表面与所述光波的中间波基本上正交。

6.根据权利要求1所述的光学系统，其中，来自所述视场的耦合进入的光波基本上覆盖所述基底的整个主表面而不形成任何条纹或间隙。

7.根据权利要求1所述的光学系统，还包括准直模块。

8.根据权利要求7所述的光学系统，其中，所述准直模块由光波传输材料组成，具有至少一个光波入射表面、至少一个光波出射表面以及多个外表面。

9.根据权利要求8所述的光学系统，其中，所述棱镜的第一表面定位为相邻于所述准直模块的出射表面。

10.根据权利要求8所述的光学系统，其中，所述准直模块包括：

至少一个光波反射表面，由光学装置承载并位于所述外表面之一处；

至少一个延迟片，由所述光学装置承载并位于外表面的至少一部分上；

至少一个光波准直组件，覆盖所述延迟片中的至少一个的至少一部分，以及

至少一个光波偏振分束器，设置成与所述光波入射表面或所述光波出射表面中的至少一个成角度。

11.根据权利要求7所述的光学系统，还包括显示光源。

12.根据权利要求11所述的光学系统，其中，从显示源发出的光波被所述准直模块准直并穿过所述棱镜耦合进入所述基底。

13.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述棱镜的折射率与所述基底的折射率相似。

14.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述棱镜的折射率不同于所述基底的折射率。

15.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述棱镜的折射率与准直模块的折射率基本上不同。

16.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述基底包括至少一个部分反射表面，并且所述光波通过所述至少一个部分反射表面从所述基底耦合出来，进入观看者的眼睛。

17.根据权利要求16所述的光学系统，其中，所述观看者的眼睛位于所述基底的倾斜边缘的同侧。

18.根据权利要求16所述的光学系统，其中，所述观看者的眼睛位于所述基底的倾斜边缘的相反侧。

19.根据权利要求16所述的光学系统，其中，准直模块基本上延伸超出所述基底的两个主表面之外。