[发明专利]用于头戴式显示系统的偏振复用光学器件

权利要求书

1.一种头戴式显示系统，包括：

支撑结构；以及

显示系统，连接到所述支撑结构并且包括：

显示光源；

选择性偏振光学器件，用于接收来自所述显示光源的光，并输出处于第一偏振状态的第一颜色的光和处于第二偏振状态的第二颜色的光，所述第二偏振状态与所述第一偏振状态正交；以及

光组合器，定位成接收来自所述选择性偏振光学器件的光并向观察者的眼睛提供图像，所述光组合器包括：

第一偏振敏感衍射光学元件PSDOE，所述第一偏振敏感衍射光学元件包括第一衍射图案，所述第一衍射图案衍射所述第一偏振状态的光并使所述第二偏振状态的光通过而不衍射，所述第一衍射图案为所述第一颜色提供经优化的校正；以及

第二PSDOE，所述第二PSDOE包括第二衍射图案，所述第二衍射图案衍射所述第二偏振状态的光并使所述第一偏振状态的光通过而不衍射，所述第二衍射图案为所述第二颜色提供经优化的校正。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中，所述选择性偏振光学器件、所述第一PSDOE和所述第二PSDOE中的每一者包括多扭曲延迟器。

3.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中，所述选择性偏振光学器件、所述第一PSDOE和所述第二PSDOE中的至少一者包括多扭曲延迟器。

4.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中，所述选择性偏振光学器件、所述第一PSDOE和所述第二PSDOE中的至少一者包括液晶材料。

5.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中，所述选择性偏振光学器件进一步用于输出处于所述第二偏振状态的第三颜色的光，并且所述第二衍射图案为所述第二颜色和所述第三颜色提供经优化的校正。

6.根据权利要求5所述的头戴式显示系统，其中，所述第一颜色是红色，所述第二颜色和第三颜色分别是绿色和蓝色。

7.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中，所述第一颜色是红色，且所述第二颜色是绿色或蓝色。

8.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中，所述光组合器包括入连接器和出连接器。

9.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中，所述支撑结构包括眼镜镜片。

10.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中，所述显示光源包括激光扫描光束系统或微型显示器。

11.一种头戴式显示系统，包括：

支撑结构；以及

显示系统，连接到所述支撑结构并且包括：

显示光源；

选择性偏振光学器件，用于接收来自具有总视场的所述显示光源的光，并且输出第一偏振状态的所述总视场的第一视场部分的光和第二偏振状态的所述总视场的第二视场部分的光，所述第二偏振状态与所述第一偏振状态正交；以及

光组合器，被定位成接收来自所述选择性偏振光学器件的光并向观察者的眼睛提供图像，所述光组合器包括：

第一偏振敏感衍射光学元件PSDOE，所述第一偏振敏感衍射光学元件包括第一衍射图案，所述第一衍射图案衍射所述第一偏振状态的光并使所述第二偏振状态的光通过而不衍射，所述第一衍射图案为所述第一视场部分提供经优化的校正；以及

第二PSDOE，所述第二PSDOE包括第二衍射图案，所述第二衍射图案衍射所述第二偏振状态的光并使所述第一偏振状态的光通过而不衍射，所述第二衍射图案为所述第二视场部分提供经优化的校正。

12.根据权利要求11所述的头戴式显示系统，其中，所述第一视场部分包括0度至M度的角度范围，并且所述第二视场部分包括M度至N度的角度范围，其中N是所述头戴式显示系统的所述视场的所述角度范围，并且M小于N。