[发明专利]具有提高的均匀性和/或眼睛安全性的激光照射显示器

说明书

一种用于向观看者显示图像的显示器，该显示器包括图像生成器，该图像生成器具有生成至少第一颜色照射的照射子系统，该图像生成器采用照射以生成图像。投影光学器件投影自图像的照射以向观看者显示。照射子系统包括第一激光器和第二激光器，第一激光器生成具有第一偏振的第一颜色的第一激光束，第二激光器生成具有第二偏振的第一颜色的第二激光束。第一偏振和第二偏振在投影光学器件内的至少一个位置处正交，从而投影准非偏振图像。

发明技术领域和背景技术

本发明涉及用于向观看者显示图像的显示器，并且更特别地，本发明涉及由激光光源照射的显示器。

某些显示器(例如近眼显示器和平视显示器)需要具有高亮度以当在明亮条件下使用时(例如，白天在户外使用)适当地可见。这对于增强现实显示器尤其如此，在增强现实显示器中，可视元素被显示为叠加于明亮的户外景色。

在用于照射空间光调制器(Spatial Light Modulator，SLM)时，或者在跨越投影场扫描非常亮的斑而单独使用时，基于激光的照射系统可以实现这种平均高亮度。通过两个垂直的致动器移动单个镜或两个单独的镜来执行扫描。对于颜色显示器，亮斑由三个单独的激光(红色、绿色和蓝色)生成。

虽然激光的使用提供了亮度和能量效率的好处，但是它也可能引起图像不均匀的问题，并且在一些情况下，也可能引起眼睛安全的问题。

发明内容

本发明是显示器。

根据本发明的实施方式的教示，提供了一种用于向观看者显示图像的显示器，该显示器包括：(a)图像生成器，其具有照射子系统，该照射子系统生成至少第一颜色的照射，图像生成器采用照射以生成图像；(b)投影光学器件，其用于投影来自图像的照射以向观看者显示，其中，照射子系统包括第一激光器和第二激光器，第一激光器生成具有第一偏振的第一颜色的第一激光束，第二激光器生成具有第二偏振的第一颜色的第二激光束，第一偏振和第二偏振在投影光学器件内的至少一个位置处正交。

根据本发明的实施方式的另一特征，第一激光器和第二激光器是照射子系统的成组至少三个激光器中的两个，至少三个激光器具有在投影光学器件内的至少一个位置处相互正交的偏振。

根据本发明的实施方式的另一特征，第一激光束和第二激光束被部署成生成具有相互正交的偏振的并排束。

根据本发明的实施方式的另一特征，投影光学器件包括准直光学器件和光导光学元件，该准直光学器件用于生成准直图像，该光导光学元件具有成对平行主外表面，用于通过内反射在光导光学元件内引导准直图像，该光导光学元件具有耦出结构，用于将准直图像的至少一部分朝向观看者重定向。

根据本发明的实施方式的另一特征，第一激光束和第二激光束通过照射子系统的偏振束组合器被组合成单个束，以形成包含两个正交偏振的单个束。

根据本发明的实施方式的另一特征，投影光学器件包括准直光学器件和光导光学元件，该准直光学器件用于生成准直图像，该光导光学元件具有成对平行主外表面，用于通过内反射在光导光学元件内引导准直图像，该光导光学元件具有耦出结构，该耦出结构用于将准直图像的至少一部分朝向观看者重定向。

根据本发明的实施方式的另一特征，第一激光束和第二激光束分别具有第一波长和第二波长，第一波长和第二波长相差小于5％，并且其中，投影光学器件包括一定长度的双折射材料，该一定长度的双折射材料被构造成将第一偏振和第二偏振从平行状态差异性地旋转到基本上正交状态。

根据本发明的实施方式的另一特征，图像生成器包括由第一激光束和第二激光束照射的偏振修改空间光调制器。

根据本发明实施方式的另一特征，图像生成器还包括扫描光学布置，该扫描光学布置包括至少一个扫描镜，该扫描布置被部署成用于生成第一激光束和第二激光束沿至少一个方向的扫描运动，以顺序地照射空间光调制器的不同区域。