[发明专利]消色差的超表面透镜

权利要求书

1.一种头戴式显示系统，包括：

显示源；以及

消色差的超表面透镜，被定位在所述显示源和所述头戴式显示系统的观察位置之间，其中所述消色差的超表面透镜被配置为准直从所述显示源发出的光，并且包括：

滤色器阵列，所述滤色器阵列包括：

第一多个滤色器元件，用以过滤从所述显示源发出的第一波长的光；以及

第二多个滤色器元件，用以过滤从所述显示源发出的第二波长的光；以及

具有基于所述滤色器阵列的纳米结构设计的超表面透镜，所述超表面透镜包括：

纳米结构的第一子集，被配置为修改所述第一波长的光，其中纳米结构的所述第一子集与来自所述第一多个滤色器元件的滤色器元件光学对准；以及

纳米结构的第二子集，被配置为修改所述第二波长的光，其中纳米结构的所述第二子集与来自所述第二多个滤色器元件的滤色器元件光学对准。

2.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中所述显示源是窄带显示源。

3.根据权利要求2所述的头戴式显示系统，其中所述窄带显示源是具有调谐到所述滤色器阵列的滤色器元件的多个发光体的液晶显示器（LCD）类型或硅基液晶（LCoS）显示器类型中的一个。

4.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中所述滤色器阵列还包括：第三多个滤色器元件，用以过滤第三波长的光。

5.根据权利要求4所述的头戴式显示系统，其中所述消色差的超表面透镜还包括：

纳米结构的第三子集，被配置为修改所述第三波长的光，其中纳米结构的所述第三子集与来自所述第三多个滤色器元件的滤色器元件光学对准。

6.根据权利要求4所述的头戴式显示系统，其中所述第一波长的光对应于红色，所述第二波长的光对应于绿色，并且所述第三波长的光对应于蓝色。

7.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中所述滤色器阵列包括用于2到256种不同颜色的多个滤色器元件。

8.根据权利要求1所述的头戴式显示系统，其中所述头戴式显示系统包括一个或多个相机，用以通过所述显示源提供视频增强现实内容。

9.一种消色差的超表面透镜，包括：

滤色器阵列，具有：

用于第一颜色的光的第一滤色器元件，

用于第二颜色的光的第二滤色器元件，以及

用于第三颜色的光的第三滤色器元件；以及

超表面透镜，靠近所述滤色器阵列而定位并且被配置为准直从显示源发出的光，其中所述超表面透镜包括：

纳米结构的第一子集，被配置为修改所述第一颜色的光，其中纳米结构的所述第一子集中的至少一个纳米结构与所述第一滤色器元件光学对准；

纳米结构的第二子集，被配置为修改所述第二颜色的光，其中纳米结构的所述第二子集中的至少一个纳米结构与所述第二滤色器元件光学对准；以及

纳米结构的第三子集，被配置为修改所述第三颜色的光，其中纳米结构的所述第三子集中的至少一个纳米结构与所述第三滤色器元件光学对准。

10.根据权利要求9所述的消色差的超表面透镜，其中：

纳米结构的所述第一子集被配置为准直所述第一颜色的光；

纳米结构的所述第二子集被配置为准直所述第二颜色的光；并且

纳米结构的所述第三子集被配置为准直所述第三颜色的光。

11.根据权利要求9所述的消色差的超表面透镜，其中所述第一颜色的光是红色的，所述第二颜色的光是绿色的，并且所述第三颜色的光是蓝色的。

12.根据权利要求9所述的消色差的超表面透镜，其中所述滤色器阵列进一步包括用于除所述第一颜色的光、所述第二颜色的光和所述第三颜色的光之外的附加颜色的光的附加滤色器元件。