[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：

具有第一表面和第二表面的透光基板；

形成在所述基板的一个表面上或一个表面中的输入耦合光栅ICG区域，所述ICG区域被配置为接收光束并以引导传播模式将所述光束耦合到所述基板中；

形成在所述基板的所述第一表面上或所述第一表面中的第一组合光瞳扩展器-提取器CPE光栅区域，所述第一CPE光栅区域被定位以接收来自所述ICG区域的所述光束，并且所述第一CPE光栅区域包括多个衍射特征，所述多个衍射特征被配置为利用第一相互作用改变所述光束的传播方向，以及利用第二相互作用将所述光束从所述目镜波导中耦出，

其中，所述衍射特征被布置成交替的较高的四边形表面和较低的四边形表面的行和列。

2.根据权利要求1所述的目镜波导，其中，所述交替的较高的四边形表面和较低的四边形表面的行和列形成方格图案。

3.根据权利要求2所述的目镜波导，其中，所述方格图案具有基本上50％的占空比。

4.根据权利要求1所述的目镜波导，其中，所述四边形表面是矩形。

5.根据权利要求4所述的目镜波导，其中，所述矩形表面的长度和宽度尺寸使得它们的对角线之间的角度基本上是60°。

6.根据权利要求1所述的目镜波导，其中，所述较高的四边形表面和所述较低的四边形表面的大小和形状相同。

7.根据权利要求1所述的目镜波导，其中，所述衍射特征包括具有菱形晶胞的2D光栅。

8.根据权利要求7所述的目镜波导，其中，所述菱形晶胞包括内切于其中的一个所述较高的四边形表面，以使得该较高的四边形表面的角位于所述菱形晶胞的中点处。

9.根据权利要求8所述的目镜波导，其中，所述2D光栅包括所述菱形晶胞的平铺图案。

10.根据权利要求1所述的目镜波导，其中，所述CPE光栅区域呈现出直接耦出衍射，其效率小于传播衍射的1％。

11.根据权利要求1所述的目镜波导，其中，所述较高的四边形表面包括具有垂直于所述基板的所述第一表面的侧壁的柱。

12.根据权利要求1所述的目镜波导，其中，所述较高的四边形表面包括具有相对于所述基板的所述第一表面倾斜的侧壁的柱。

13.根据权利要求12所述的目镜波导，其中，所述倾斜的侧壁是对称的。

14.根据权利要求12所述的目镜波导，其中，所述倾斜的侧壁是非对称的从而形成闪耀光栅。

15.根据权利要求1所述的目镜波导，其中，所述较高的四边形表面的高度在空间上是渐变的。

16.根据权利要求15所述的目镜波导，其中，所述较高的四边形表面具有随着与所述ICG区域的距离的增加而增加的高度。

17.根据权利要求1所述的目镜波导，其中，在所述衍射特征之上形成涂层。

18.根据权利要求17所述的目镜波导，其中，所述涂层包括具有比所述衍射特征的折射率更高的折射率的材料。

19.根据权利要求18所述的目镜波导，其中，所述涂层的所述折射率至少是2.0。

20.根据权利要求18所述的目镜波导，其中，所述涂层是保形的。