[发明专利]基于偏振转换的可变焦虚拟图像设备

权利要求书

1.一种显示设备，包括：

插入在第一可切换透镜组件和第二可切换透镜组件之间的波导设备，

其中，所述波导设备包括：

一个或多个胆甾型液晶(CLC)层，每个胆甾型液晶层包括多个手性结构，其中，每个手性结构包括在层深度方向上延伸并且在第一旋转方向上连续旋转的多个液晶分子，其中，所述手性结构的所述液晶分子的布置在垂直于所述层深度方向的横向方向上周期性地变化，使得所述一个或多个CLC层被配置为布拉格反射入射光；和

一个或多个波导，其形成在所述一个或多个CLC层上并被配置为在平行于所述波导的主表面的方向上在全内反射(TIR)下传播可见光，并将可见光光学耦合到所述一个或多个CLC层或从所述一个或多个CLC层光学耦合可见光。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述一个或多个波导插入在偏振选择陷波反射器和偏振无关陷波反射器之间，其中，所述偏振选择陷波反射器被配置为反射具有第一偏振的可见光，而透射具有第二偏振的可见光，并且其中，所述偏振无关陷波反射器被配置为反射具有所述第一偏振的可见光和具有所述第二偏振的可见光。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述一个或多个CLC层用作所述偏振选择陷波反射器。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述偏振选择陷波反射器包括一个或多个CLC层。

5.根据权利要求4所述的显示设备，其中，所述一个或多个CLC层中的每一者包括多个手性结构，

其中，所述手性结构中的每一者包括在层深度方向上延伸至少一个螺距并且在第一旋转方向上连续旋转的多个液晶分子，

其中，所述螺距是层深度方向上的长度，其对应于所述手性结构的所述液晶分子在所述第一旋转方向上旋转一整圈的净旋转角，以及

其中，所述手性结构的所述液晶分子的布置在垂直于所述层深度方向的横向方向上周期性变化。

6.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述偏振选择陷波反射器被配置为保持从其反射的可见光的偏振，并且其中，所述偏振无关陷波反射器被配置为转换从其反射的可见光的偏振。

7.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一可切换透镜和所述第二可切换透镜在被激活时具有相反符号的光焦度。

8.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一可切换透镜组件包括Pancharatnam-Berry(PB)透镜，并且所述第二可切换透镜组件包括第二Pancharatnam-Berry(PB)透镜。

9.根据权利要求1所述的显示设备，还包括插入在所述偏振无关陷波反射器和所述波导之间的第一四分之一波片。

10.根据权利要求9所述的显示设备，还包括插入在所述第二可切换透镜和所述偏振选择陷波反射器之间的第二四分之一波片。