[发明专利]通过滤色的显示效率优化

权利要求书

1.一种近眼显示系统，包括：

近眼支撑结构；

由所述近眼支撑结构支持的近眼显示器(NED)，所述近眼显示器包括具有多个层的波导；

具有用于多个层的每个层的输入光栅的波导，并且具有输入光栅的所述层中的至少一个层具有通过包括第一颜色的第一波段和在可见光谱中邻近所述第一颜色的第二颜色的第二波段的波段延伸的波长段，所述第一波段窄于所述第一颜色的完整可见光谱带宽；

由所述近眼支撑结构支持的图像生成单元，所述图像生成单元包括：

用于发射具有515nm之下延伸的光谱带宽的所述第一颜色的光的经转换绿色发光二极管；

配置为接收所发射的第一颜色的光并将所述第一颜色的所发射的光谱带宽变窄到第一波段的滤波器，其中所述第一波段在光谱上更接近邻近的第二颜色的所述第二波段；以及

用于发射所述第二颜色的光的第二发光二极管；

所述波导被光学耦合到所述图像生成单元用于接收来自图像生成单元的图像光，所述图像光包括所发射的所述第二颜色的光的所述光谱带宽的至少一部分以及经滤波的所发射的所述第一颜色的光的仅变窄的光谱带宽，它们由输入光栅光学耦合，所述输入光栅具有通过包括所述第一波段和所述第二波段的所述波段延伸的所述波长段；

其中所述图像生成单元还包括：具有滤色器的滤色硅上液晶(LCoS)显示元件，并且通过所述滤色器的至少一个使用量子点将由所述经转换的绿色LED发射的光转换成所述第一波段来实现所述滤波器。

2.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，经转换绿色LED发射以约515nm为中心的第一颜色的光。

3.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，还包括：

具有输入光栅的所述层的至少一个层将绿色作为第一颜色光学耦合并将蓝色作为第二颜色，所述输入光栅具有通过包括所述第一颜色的第一波段和在可见光谱中邻近所述第一颜色的所述第二颜色的第二波段的波段延伸的所述波长段，所述第一波段窄于所述第一颜色的完整光谱带宽，其中所述第一波段包括绿色的光谱波段的较低部分，并且大致以约515纳米(nm)为中心，并且具有约50nm的谱宽，并且所述第二波段大致以约450nm为中心。

4.如权利要求3所述的近眼显示系统，其特征在于，还包括：

所述多个层的不同于所述至少一个层的第二层包括用于耦合大致以约617nm为中心的红色图像光的第二输入光栅。

5.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，其中：

所述波导是衍射波导，并且所述输入光栅是表面起伏光栅。

6.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述第二发光二极管是用于生成所述第二颜色的所述第二波段的蓝色发光二极管。

7.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述第二发光二极管是蓝色发光二极管，并且所述图像生成单元还包括另一个滤波器，所述滤波器被配置为接收所发射的第二颜色的光并将所述第二颜色的所发射的光谱带宽变窄到第二波段，所述第二波段在光谱上更接近邻近的第一颜色的所述第一波段。

8.如权利要求1所述的近眼显示系统，其特征在于，所述第二发光二极管是白色发光二极管，并且所述图像生成单元还包括另一个滤波器，所述滤波器被配置为接收所发射的第二颜色的光并将所述第二颜色的所发射的光谱带宽变窄到第二波段，所述第二波段在光谱上更接近邻近的第一颜色的所述第一波段。

9.一种用于优化在近眼显示(NED)系统中的波导性能的方法，包括：

由安装在所述近眼显示系统的近眼支撑结构上的图像生成单元生成用于所述近眼显示(NED)的波导的至少三种颜色的图像光，所述图像光包括第一颜色的仅第一波段和在可见光谱中邻近所述第一颜色的第二颜色的第二波段，所述第一波段窄于所述第一颜色的完整可见光谱带宽，其中生成所述图像光包括：

使用经转换绿色发光二极管发射具有515nm之下延伸的光谱带宽的所述第一颜色的光；

滤波所发射的第一颜色的光并将所述第一颜色的所发射的光谱带宽变窄到第一波段，其中所述第一波段在光谱上更接近邻近的第二颜色的所述第二波段；

使用用于发射所述第二颜色的光的第二发光二极管发射所述第二颜色的光；以及

将来自所述图像光的所述第一波段和所述第二波段光学耦合入所述波导的一个层的输入光栅，所述输入光栅具有与一个波段大致匹配的光栅波长段，所述波段通过所述第一波段和所述第二波段延伸以将光耦合入所述一个层中；

其中所述方法还包括：通过所述图像生成单元中的滤色硅上液晶(LCoS)显示元件的滤色器中的至少一个使用量子点将由所述经转换的绿色LED发射的光转换成所述第一波段来实现所述滤波。