[发明专利]用于增强现实显示系统的目镜

权利要求书

1.一种用于增强现实显示系统的目镜波导，所述目镜波导包括：

透光基板；

输入耦合光栅(ICG)区域，其形成在所述基板之上或之中，所述ICG区域被配置为接收输入光束并将所述输入光束耦合到所述基板中作为引导光束；

多向光瞳扩展器(MPE)区域，其形成在所述基板之上或之中，所述MPE区域包括多个衍射特征，所述多个衍射特征沿着至少第一周期性轴和第二周期性轴表现出周期性，所述MPE区域被定位成从所述ICG区域接收所述引导光束，并在多个方向上衍射所述引导光束以产生多个衍射光束；以及

出射光瞳扩展器(EPE)区域，其形成在所述基板之上或之中，所述EPE区域被定位成从所述MPE区域接收一个或多个所述衍射光束，并将所述衍射光束从所述透光基板耦出作为输出光束。

2.根据权利要求1所述的目镜波导，其中所述MPE区域包括分立衍射特征的二维网格。

3.根据权利要求1所述的目镜波导，其中所述MPE区域包括交叉光栅。

4.根据权利要求1所述的目镜波导，其中所述MPE区域被配置为通过在至少三个方向上衍射来自所述ICG区域的所述引导光束的部分功率来产生所述衍射光束。

5.根据权利要求4所述的目镜波导，其中所述三个方向之一对应于零级衍射光束。

6.根据权利要求4所述的目镜波导，其中所述三个方向中的两个或更多个对应于一级衍射光束。

7.根据权利要求4所述的目镜波导，其中所述三个方向在角度上相隔至少45度。

8.根据权利要求4所述的目镜波导，其中所述MPE区域和所述EPE区域不重叠，并且其中所述衍射光束的所述三个方向中的仅一个与所述EPE区域相交。

9.根据权利要求4所述的目镜波导，其中所述三个方向之一对应于从所述ICG区域到所述MPE区域的方向。

10.根据权利要求4所述的目镜波导，其中所述MPE区域被配置为通过在至少四个方向上衍射来自所述ICG区域的所述引导光束的部分功率来产生所述衍射光束。

11.根据权利要求10所述的目镜波导，其中所述四个方向在角度上相隔至少45度。

12.根据权利要求1所述的目镜波导，其中所述MPE区域被进一步配置为通过在相同的多个方向上和多个分布位置处再次衍射所述衍射光束中在第一次被衍射之后仍在所述MPE区域内传播的那些衍射光束来增加衍射光束的数量。

13.根据权利要求12所述的目镜波导，其中仅所述衍射光束的子组朝着所述EPE区域传播。

14.根据权利要求13所述的目镜波导，其中所述EPE区域被定位成仅接收所述衍射光束中在所述多个方向之一上传播的那些衍射光束。

15.根据权利要求14所述的目镜波导，其中朝着所述EPE区域传播的那些衍射光束具有不均匀的间隔。

16.根据权利要求1所述的目镜波导，其中所述MPE区域的一些所述衍射特征具有10％或更小的衍射效率。

17.根据权利要求1所述的目镜波导，其中所述MPE区域的所述衍射特征的衍射效率在空间上变化。

18.根据权利要求1所述的目镜波导，其中所述ICG区域包括一维周期性光栅。

19.根据权利要求1所述的目镜波导，其中所述ICG区域的所述一维周期性光栅是闪耀光栅。