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CN119856098A - 变形定向照明装置 - Google Patents

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CN119856098A
CN119856098A CN202380061394.9A CN202380061394A CN119856098A CN 119856098 A CN119856098 A CN 119856098A CN 202380061394 A CN202380061394 A CN 202380061394A CN 119856098 A CN119856098 A CN 119856098A
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CN
China
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light
extraction
lateral
waveguide
anamorphic
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Application number
CN202380061394.9A
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English (en)
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G·J·伍德盖特
M·G·鲁宾逊
A·威尔逊
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RealD Inc
Original Assignee
RealD Inc
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Publication date
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Abstract

一种变形近眼显示设备包括具有非对称像素的空间光调制器；输入横向变形透镜；以及提取波导，提取波导将输入光在第一方向上传递侧向变形反射器，侧向变形反射器被布置为使光往回反射通过波导。横向变形组件和侧向变形组件被布置为实现从空间光调制器输出的光锥的期望的像差。提取元件沿着波导布置以提取反射的光朝向观察者的瞳孔，从而保持来自空间光调制器和变形成像系统的光线的扇形的方向性。用于增强现实显示器和虚拟现实显示器的纤薄透明且高效的变形显示设备被提供。

Description

变形定向照明装置
技术领域
本公开大体上涉及近眼显示设备和用于近眼显示设备的照明系统。
背景技术
合并近眼显示设备的头戴式显示器可以被布置为提供完全沉浸式的影像(如在虚拟现实(VR)显示器中)或叠加在真实世界的视图上的增强影像(如在增强现实(AR)显示器中)。如果叠加的影像与真实世界对准或叠合，则它可以被称为混合现实(MR)。在VR显示器中，近眼显示设备对于真实世界通常是不透明的，而在AR显示器中，光学系统对于来自真实世界的光是部分透射的。
AR显示器和VR显示器的近眼显示设备旨在以全色、高分辨率、高亮度和高对比度、并且以广视场(图像的角度大小)、大动眼框(eyebox)大小尺寸(眼睛在具有整个图像视场的可见性的同时可以在其上方移动的几何形状)向用户的至少一只眼睛提供图像。这样的显示器在纤薄的形态因子、轻重量上以及对低制造成本和复杂性来说是期望的。
进一步地，AR近眼显示设备旨在具有真实世界光线的高透射，而没有图像失真或退化，和远离显示器穿戴者的杂散光的减少的眩光。AR光学器件大致可以被归类为反射组合器类型或波导类型。波导类型通常由于波导内的光路折叠而实现减小的形态因子和重量。用于将图像注入到波导中的已知方法可以使用空间光调制器和具有棱镜或光栅的投影透镜布置来将光耦合到波导中。空间光调制器中的像素位点被投影透镜转换为光线方向的扇形。在其他布置中，激光扫描仪可以提供光线方向的扇形。角度位点被传播通过波导，并且被输出到用户的眼睛。眼睛的光学系统收集角度位点，并且在视网膜处提供空间图像。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供一种变形近眼显示设备，变形近眼显示设备包括：照明系统，照明系统包括空间光调制器，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为将来自照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中空间光调制器包括分布在侧向方向上的像素，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自空间光调制器的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括提取特征的阵列，提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，提取特征的阵列沿着提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且侧向变形组件包括：反射线性偏振器，反射线性偏振器被设置在光反向反射器和提取特征的阵列之间；以及偏振转换延迟器，偏振转换延迟器被设置在反射线性偏振器和光反向反射器之间，偏振转换延迟器被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过偏振转换延迟器的光的偏振态。
光学系统在至少侧向方向上的像差可以有利地被减小。观看者看见的像素的图像模糊可以被减少，并且图像对比度有利地被提高。紧凑纤薄的光学系统可以被提供，该光学系统对于增强现实操作可以是部分透明的。针对期望的最大图像模糊的在侧向方向上增大的视场可以被实现。
反射线性偏振器在侧向方向上可以是曲面的。反射线性偏振器可以仅在一个平面中是曲面的，可以方便地由没有扭曲的柔性层形成。有利地，图像保真度可以被提高。
光反向反射器在侧向方向上可以不是曲面的。变形近眼显示设备可以被提供具有除了曲面光反向反射器提供的那些形状之外的端部形状并且具有期望的外形。
光反向反射器在侧向方向上可以是曲面的。有利地，像差可以被减小。
偏振转换延迟器在侧向方向上可以是曲面的。偏振转换延迟器可以被形成在光反向反射器的附近，从而降低组装的复杂性。
偏振转换延迟器可以在可见光波长处具有四分之一波长的延迟。有利地，通过侧向变形组件的光的通量的高效率可以在宽的场角度上被实现。
光学系统可以包括输入线性偏振器，输入线性偏振器被设置在空间光调制器和提取反射器的阵列之间，其中输入线性偏振器和侧向变形组件的反射线性偏振器可以被布置为传递共同的偏振态。从反射偏振器反射的杂散光可以被减少，并且有利地，图像对比度可以被提高。
侧向变形组件可以进一步包括：偏振控制延迟器，偏振控制延迟器被设置在反射线性偏振器和提取特征的阵列之间，偏振控制延迟器被布置为改变通过偏振控制延迟器的光的偏振态；以及吸收线性偏振器，吸收线性偏振器被设置在偏振控制延迟器和反射线性偏振器之间，其中吸收线性偏振器和反射线性偏振器可以被布置为传递共同的线性偏振态，共同的线性偏振态可以是从偏振控制延迟器输出的偏振态在沿着波导的方向上的分量。在操作中，输入偏振态的光可以在第一方向上传播，并且正交于输入偏振态的输出偏振态的光可以在第二方向上传播。偏振控制延迟器可以在可见光波长处具有四分之一波长或半波长的延迟。光学系统可以包括输入线性偏振器，输入线性偏振器被设置在空间光调制器和提取反射器的阵列之间。杂散光可以被减少，并且光提取的效率可以被提高。有利地，图像对比度可以被提高。
提取特征可以是被设置在提取波导内部的反射提取特征。反射提取特征可以包括提取反射器，提取反射器跨提取波导的至少一部分、在提取波导的前引导表面和后引导表面之间延伸。提取反射器可以包括被部分反射涂层间隔开的中间表面。有利地，表面散射伪像可以被减少，并且图像对比度可以被提高。
部分反射涂层可以包括至少一层个介质层。以输入偏振态在第一方向上传播的偏振光可以优先被透射，并且在第二方向传播的具有与输入偏振态不同的偏振态的偏振光可以优先被提取。效率可以被提高，并且图像对比度有利地被降低。
提取反射器可以具有表面法线方向，表面法线方向可以相对于沿着波导的方向倾斜范围20度到40度内的角度，优选地倾斜范围25度到35度内的角度，并且最优选地倾斜范围27.5度到32.5度内的角度。有利地，横向方向上的翻转的图像的可见性可以被降低。
提取波导可以具有前引导表面和后引导表面，并且后引导表面可以包括提取小平面，提取小平面可以是提取特征，每个提取小平面被布置为使在第二方向被引导的光反射通过前引导表面朝向观看者的眼睛。有利地，提取波导的制作成本和复杂性可以被降低。高操作效率可以被实现。
提取波导可以具有前引导表面和后引导表面，并且后引导表面可以包括衍射光学元件，衍射光学元件可以包括提取特征。有利地，组装提取波导的成本和复杂性可以被降低。
提取波导可以包括：前引导表面；偏振敏感反射器，偏振敏感反射器与前引导表面相对；以及提取元件，提取元件被设置在偏振敏感反射器的外部，其中提取元件可以包括：后引导表面，后引导表面与前引导表面相对；以及提取特征的阵列；变形近眼显示设备可以被布置为在第一方向上沿着提取波导被引导的光到达偏振敏感反射器之前，为该光提供输入线性偏振态；被设置在反射线性偏振器和光反向反射器之间的偏振转换延迟器可以是第一偏振转换延迟器；变形近眼显示设备可以包括被布置在偏振敏感反射器和反射线性偏振器之间的第二偏振转换延迟器，第二偏振转换延迟器被布置为从可以平行于或正交于输入线性偏振态的状态转换为可以具有平行于输入线性偏振态的分量和正交于输入线性偏振态的分量的偏振态；变形近眼显示设备可以包括吸收线性偏振器，吸收线性偏振器被布置为传递平行于输入线性偏振态的分量或正交于输入线性偏振态的分量；反射线性偏振器可以被布置为传递与吸收线性偏振器相同的分量；第二偏振转换延迟器、吸收线性偏振器、反射线性偏振器、第一偏振转换延迟器和光反向反射器可以被组合布置为旋转在第一方向上被引导的光的输入线性偏振态以使得在第二方向上被引导并且从第二偏振转换延迟器输出的光可以具有线性偏振态，线性偏振态可以具有平行于输入线性偏振态的分量和正交于输入线性偏振态的分量；并且偏振敏感反射器可以被布置为反射在第一方向上被引导的具有输入线性偏振态的光并且传递在第二方向上被引导的可以正交于输入线性偏振态的光的分量，以使得前引导表面和偏振敏感反射器可以被布置为在第一方向上引导光，并且前引导表面和后引导表面可以被布置为在第二方向上引导可以正交于输入线性偏振态的光的分量。偏振敏感反射器可以包括反射线性偏振器。偏振敏感反射器可以包括至少一个电介质层。近眼变形显示设备可以被提供至少在侧向方向上具有减少的图像模糊。侧向方向上的杂散光和反转的图像的可见性可以被降低。提取波导的制造复杂性可以被降低。
根据本公开的第二方面，提供一种头戴式显示设备，头戴式显示设备包括根据第一方面的变形近眼显示设备和头部固定布置，头部固定布置被布置为将变形近眼显示设备固定在穿戴者的头上，其中变形近眼显示设备跨穿戴者的至少一只眼睛延伸。适合于虚拟现实和增强现实应用的显示设备可以被提供。
根据本公开的第三方面，提供一种变形近眼显示设备，变形近眼显示设备包括：照明系统，照明系统包括空间光调制器，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为将来自照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中空间光调制器包括分布在侧向方向上的像素，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自空间光调制器的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括提取特征的阵列，提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，提取特征的阵列沿着提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且横向变形组件包括：部分反射表面；反射线性偏振器，反射线性偏振器与部分反射表面串联设置，其中部分反射表面和反射线性偏振器中的至少一个在横向方向上具有正光焦度；以及偏振转换延迟器，偏振转换延迟器被设置在部分反射表面和反射线性偏振器之间，偏振转换延迟器被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过偏振转换延迟器的光的偏振态。光学系统在至少横向方向上的像差可以有利地被减少。观看者看见的像素的图像模糊可以被减少，并且图像对比度有利地被提高。紧凑的横向变形组件可以被提供。针对期望的最大图像模糊的横向方向上的增大的视场可以被实现。
部分反射表面和反射线性偏振器中的每个都可以在横向方向上具有正光焦度。部分反射表面和反射线性偏振器可以仅在一个平面中是曲面的，所以可以方便地由没有扭曲的柔性层形成。有利地，图像保真度可以被提高。
部分反射表面和反射线性偏振器中的在横向方向上具有正光焦度的至少一个在侧向方向上可以不具有光焦度。有利地，制作的复杂性和成本可以被降低。
横向变形组件可以进一步包括至少一个透镜元件。有利地，像差可以被进一步减小，并且图像保真度被提高。
反射线性偏振器可以被设置在来自空间光调制器的光的透射方向上、部分反射表面的后面，或者反射线性偏振器可以被设置在来自空间光调制器的光的透射方向上、部分反射表面的前面。期望的像差性能可以通过反射线性偏振器和部分反射表面的顺序的适当选择来实现。
提取波导可以具有在侧向方向和横向方向上延伸的输入端，提取波导被布置为通过输入端接收来自照明系统的光，并且横向变形组件可以被设置在空间光调制器和提取波导的输入端之间。横向光束可以被导引到提取波导中，从而有利地提供期望的视场供观看者进行操作。
横向变形组件可以进一步包括进一步的偏振转换延迟器，进一步的偏振转换延迟器可以被设置在来自空间光调制器的光的透射方向上、部分反射表面和反射线性偏振器的前面，或者可以被设置在来自空间光调制器的光的透射方向上、部分反射表面和反射线性偏振器的后面。
变形近眼显示设备可以进一步包括线性偏振器，线性偏振器被布置在横向变形组件和提取波导的输入端之间。空间光调制器可以被布置为输出线偏振光。照明系统可以进一步包括被设置在空间光调制器和横向光学组件之间的输出偏振器，输出偏振器被布置为输出线偏振光。沿着波导在第一方向上传播的偏振态可以被提供具有期望的方位以实现高效率和高图像对比度。
根据本公开的第四方面，提供一种变形近眼显示设备，变形近眼显示设备包括：照明系统，照明系统包括空间光调制器，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为将来自照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中空间光调制器包括分布在侧向方向上的像素，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自空间光调制器的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括提取特征的阵列，提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，提取特征的阵列沿着提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且其中侧向变形组件包括透镜，透镜由被形成在波导中的气隙的至少一个表面形成。有利地，改进的像差可以跨视场并且针对更大的出瞳被实现。
侧向变形组件的透镜可以包括气隙和面对气隙的表面。像差的控制可以被提高，并且有利地，针对离轴方向的调制传递函数可以被增大，并且图像模糊可以被减少。
气隙可以具有边缘，并且变形近眼显示设备可以包括跨气隙的边缘延伸的反射器。有利地，光损耗可以被减少，并且图像均匀性可以被提高。
气隙可以被形成于其中的波导可以是提取波导。光反向反射器可以是提取波导的反射端。侧向变形组件可以进一步包括光反向反射器。有利地，具有改进的像差的紧凑的显示设备可以被实现。
根据本公开的第四方面，提供一种变形近眼显示设备，变形近眼显示设备包括：照明系统，照明系统包括空间光调制器，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为将来自照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中空间光调制器包括分布在侧向方向上的像素，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自空间光调制器的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括提取特征的阵列，提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，提取特征的阵列沿着提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且侧向变形组件的透镜是潘查拉特南-贝里(Pancharatnam-Berry)透镜。有利地，侧向变形组件的大小可以被缩小。
根据本公开的第六方面，提供一种变形近眼显示设备，变形近眼显示设备包括：照明系统，照明系统包括空间光调制器，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为将来自照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中空间光调制器包括分布在侧向方向上的像素，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自空间光调制器的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括提取特征的阵列，提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，提取特征的阵列沿着提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且提取波导的输入端、横向变形组件和空间光调制器中的至少一个在侧向方向上具有补偿侧向变形组件的像场弯曲的曲率。有利地，针对离轴方向的调制传递函数可以被增大，并且图像模糊可以被减少。提高的图像保真度和更高的图像对比度可以被观看者观察到。
根据本公开的第七方面，提供一种变形近眼显示设备，变形近眼显示设备包括：照明系统，照明系统包括空间光调制器，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为将来自照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中空间光调制器包括分布在侧向方向上的像素，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自空间光调制器的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括提取特征的阵列，提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，提取特征的阵列沿着提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且空间光调制器包括像素的阵列，其中每个像素包括复数个颜色分量的子像素，并且每个颜色分量的子像素在侧向方向上跨像素的间距以补偿颜色分量的光之间的色差的方式在颜色分量之间变化。分离的颜色分量的间隔至少由前光引导表面处的折射引起，并且被观看者看见，因为颜色模糊可以被减少，从而对彩色图像实现提高的图像保真度。图像失真的出现可以被减少，并且被观看的图像的活动区被增大。
每个像素的子像素可以在横向方向上被对准。每个颜色分量的子像素在横向方向上跨像素的间距对于每个颜色分量可以是相同的。每个颜色分量的子像素在横向方向上跨像素的间距以补偿颜色分量的光之间的色差的方式在颜色分量之间变化。有利地，空间光调制器的制作成本和复杂性可以被降低。
根据本公开的第八方面，提供根据第三方面至第七方面中的任何一个的变形近眼显示设备，其中：提取波导包括：前引导表面；偏振敏感反射器，偏振敏感反射器与前引导表面相对；以及提取元件，提取元件被设置在偏振敏感反射器的外部，提取元件包括：后引导表面，后引导表面与前引导表面相对；以及提取特征的阵列；变形近眼显示设备被布置为在第一方向上沿着提取波导被引导的光到达偏振敏感反射器之前，为该光提供输入线性偏振态；并且光学系统进一步包括被设置在偏振敏感反射器和光反向反射器之间的偏振转换延迟器，其中偏振转换延迟器被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过偏振转换延迟器的光的偏振态，并且偏振转换延迟器和光反向反射器被组合布置为旋转在第一方向上被引导的光的输入线性偏振态以使得在第二方向被引导并且从偏振转换延迟器输出的光具有正交于输入线性偏振态的正交线性偏振态；偏振敏感反射器被布置为反射在第一方向上被引导的具有输入线性偏振态的光并且传递在第二方向上被引导的具有正交线性偏振态的光，以使得前引导表面和偏振敏感反射器被布置为在第一方向上引导光，并且前引导表面和后引导表面被布置为在第二方向上引导光；并且提取特征的阵列被布置为提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光通过前引导表面朝向观看者的眼睛，提取特征的阵列沿着提取波导分布以便提供横向方向上的出瞳扩展。
根据本公开的第九方面，提供一种头戴式显示设备，头戴式显示设备包括根据第三方面至第八方面中的任何一个的变形近眼显示设备和头部固定布置，头部固定布置被布置为将变形近眼显示设备固定在穿戴者的头上，其中变形近眼显示设备跨穿戴者的至少一只眼睛延伸。
本公开的第一方面至第九方面中的任何一个的光学系统可以进一步包括：输入波导，输入波导被布置为接收来自横向变形组件的光；部分反射镜，输入波导被布置为将来自横向变形组件的光沿着输入波导引导到部分反射镜，并且部分反射镜被布置为反射该光中的至少一些；中间波导，中间波导被布置为接收被部分反射镜反射的光中的至少一些；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，中间波导被布置为将从部分反射镜接收的光在第一方向上沿着中间波导引导到侧向变形组件；光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着中间波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着中间波导被引导到部分反射镜，部分反射镜被布置为使该光中的至少一些透射；并且其中提取波导被布置为接收已经沿着中间波导在第二方向上被引导的被部分反射镜透射的光中的至少一些。被输入波导和中间波导传递的光不通过光提取元件。有利地，杂散光可以被减少。
根据本公开的第十方面，提供一种变形定向照明装置，变形定向照明装置包括：照明系统，照明系统包括光源阵列，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为导引来自照明系统的光，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中光源阵列包括分布在侧向方向上的光源，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自光源阵列的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括至少一个提取特征，至少一个提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光，并且侧向变形组件包括：反射线性偏振器，反射线性偏振器被设置在光反向反射器和至少一个提取特征之间；以及偏振转换延迟器，偏振转换延迟器被设置在反射线性偏振器和光反向反射器之间，偏振转换延迟器被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过偏振转换延迟器的光的偏振态。侧向变形组件的像差可以被改进。光锥的保真度可以被提高，并且照明场可以被增大。外部场景的更高对比度的照明可以被提供。减少的眩光和提高的亮度可以被实现。
根据本公开的第十一方面，提供一种变形定向照明装置，变形定向照明装置包括：照明系统，照明系统包括光源阵列，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为导引来自照明系统的光，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中光源阵列包括分布在侧向方向上的光源，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自光源阵列的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括至少一个提取特征，至少一个提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向沿着提取波导被引导的光，并且横向变形组件包括：部分反射表面；反射线性偏振器，反射线性偏振器与部分反射表面串联设置，其中部分反射表面和反射线性偏振器中的至少一个在横向方向上具有正焦度；以及偏振转换延迟器，偏振转换延迟器被设置在部分反射表面和反射线性偏振器之间，偏振转换延迟器被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过偏振转换延迟器的光的偏振态。有利地，光锥输出的保真度可以被改进。外部场景的更高对比度的照明可以被提供。减少的眩光和提高的亮度可以被实现。
根据本公开的第十二方面，提供一种变形定向照明装置，变形定向照明装置包括：照明系统，照明系统包括光源阵列，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为导引来自照明系统的光，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中光源阵列包括分布在侧向方向上的光源，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自光源阵列的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括至少一个提取特征，至少一个提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光，并且其中侧向变形组件包括透镜，透镜由被形成在波导中的气隙的至少一个表面形成。有利地，光锥输出的保真度可以被改进。外部场景的更高对比度的照明可以被提供。减少的眩光和提高的亮度可以被实现。
根据本公开的第十三方面，提供一种变形定向照明装置，变形定向照明装置包括：照明系统，照明系统包括光源阵列，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为导引来自照明系统的光，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中光源阵列包括分布在侧向方向上的光源，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自光源阵列的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括至少一个提取特征，至少一个提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光，并且侧向变形组件的透镜是潘查拉特南-贝里透镜。有利地，光锥输出的保真度可以被改进。外部场景的更高对比度的照明可以被提供。减少的眩光和提高的亮度可以被实现。变形定向照明装置的紧凑性可以被提高。
根据本公开的第十四方面，提供一种变形定向照明装置，变形定向照明装置包括：照明系统，照明系统包括光源阵列，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为导引来自照明系统的光，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中光源阵列包括分布在侧向方向上的光源，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自光源阵列的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括至少一个提取特征，至少一个提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光，并且提取波导的输入端、横向变形组件和光源阵列中的至少一个在侧向方向上具有补偿侧向变形组件的像场弯曲的曲率。有利地，光锥输出的保真度可以被改进，并且照明场可以被增大。外部场景的更高对比度的照明可以被提供。减少的眩光和提高的亮度可以被实现。
根据本公开的第十五方面，提供一种变形定向照明装置，变形定向照明装置包括：照明系统，照明系统包括光源阵列，照明系统被布置为输出光；以及光学系统，光学系统被布置为导引来自照明系统的光，其中光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中光源阵列包括分布在侧向方向上的光源，并且光学系统包括：横向变形组件，横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中横向变形组件被布置为接收来自光源阵列的光，并且照明系统被布置为使得从横向变形组件输出的光被导引到分布在横向方向上的方向上；提取波导，提取波导被布置为接收来自横向变形组件的光；侧向变形组件，侧向变形组件在侧向方向上具有正光焦度，提取波导被布置为将来自横向变形组件的光在第一方向上沿着提取波导引导到侧向变形组件；以及光反向反射器，光反向反射器被布置为反射已经在第一方向上沿着提取波导被引导的光以使得经反射的光在与第一方向相反的第二方向上沿着提取波导被引导，其中提取波导包括至少一个提取特征，至少一个提取特征被布置为使在第一方向上沿着提取波导被引导的光透射并且提取在第二方向上沿着提取波导被引导的光，并且光源阵列包括光源的阵列，其中每个光源包括复数个颜色分量的子光源，并且每个颜色分量的子光源在侧向方向上跨光源的间距以补偿颜色分量的光之间的色差的方式在颜色分量之间变化。有利地，输出光锥的显色可以被减少。图像保真度可以被提高，并且照明场可以被改进。
根据本公开的第十六方面，提供一种车辆外灯设备，车辆外灯设备包括根据第十方面至第十五方面中的任何一个的变形定向照明装置。用于对道路场景进行照明的照明光锥的阵列可以被提供。光锥可以提供道路场景的被照明的区域的控制。照度在迎面而来的车辆的区域中可以被降低以减少对于迎面而来的驾驶者的眩光。对于道路危险物的照度可以在不在驾驶者的地点周围的区域中被提高。提高的驾驶者安全性可以被实现。
本公开的各方面中的任何一个方面可以按任何组合被应用。
本公开的实施方案可以被用于各种光学系统中。实施方案可以包含各种投影仪、投影系统、光学组件、显示器、微型显示器、计算机系统、处理器、自含投影仪系统、视觉和/或视听系统、以及电气装置和/或光学装置，或者与各种投影仪、投影系统、光学组件、显示器、微型显示器、计算机系统、处理器、自含投影仪系统、视觉和/或视听系统、以及电气装置和/或光学装置一起工作。本公开的各方面可以与光学装置和电气装置、光学系统、演示系统相关的几乎任何设备、或可以包含任何类型的光学系统的任何设备一起使用。因此，本公开的实施方案可以被用于光学系统、视觉呈现和/或光学呈现中使用的装置、视觉外设等中、以及若干计算环境和汽车环境中。
在继续详细地讨论所公开的实施方案之前，应理解本公开在其应用或创建中不限于所示的具体布置的细节，因为本公开能够有其他实施方案。而且，本公开的各方面可以按不同的组合和布置被阐述以限定其本身独特的实施方案。此外，本文中使用的术语是出于描述、而非限制的目的。
本公开的这些及其他优点和特征对于本领域的普通技术人员来说，在完整地阅读本公开后，将变得显而易见。
附图说明
实施方案在附图中被举例图示，在附图中，相似的标号指示类似的部分，并且在附图中：
图1A是图示说明变形近眼显示设备的前透视图的示意图；
图1B是图示说明用于图1A的变形近眼显示设备的坐标系布置的前透视图的示意图；
图1C是图示说明近眼显示器在横向平面中的操作的侧视图的示意图；
图1D是图示说明近眼显示器在与横向平面正交的侧向平面中的操作的侧视图的示意图；
图1E是图示说明用于图1A的变形近眼显示设备的坐标系映射的前透视图的示意图；
图1F是图示说明图1A的变形近眼显示设备针对多色照明的输出的视场绘图的示意图；
图2A、图2B和图2C是在前视图中图示说明用于在图1A的变形近眼显示设备中使用的包括空间复用的红色、绿色和蓝色子像素的空间光调制器的布置的示意图；
图2D是在前视图中图示说明用于在图1A的变形近眼显示设备中使用的用于与时间复用的光谱照明使用的空间光调制器的示意图；
图3A是图示说明输入到提取波导中的光的侧视图的示意图；
图3B是图示说明在提取波导中沿着第一方向的光传播的侧视图的示意图；
图3C是图示说明来自图1A的变形近眼显示设备的光提取的侧视图的示意图；
图3D是图示说明对于近眼变形显示设备的光学设计的示意性透视图的示意图；
图4A是图示说明针对单个提取反射器从变形近眼显示设备输出的光的侧视图的示意图；
图4B是图示说明针对多个提取反射器从变形近眼显示设备输出的实现在横向方向上输入到观察者的瞳孔中的全光锥的光的侧视图的示意图；
图4C是图示说明针对在横向方向上移动的观察者、针对多个位点从变形近眼显示设备输出的光的侧视图的示意图；
图5A是图示说明从图1A的变形近眼显示设备输出的光的前视图的示意图；
图5B是图示说明针对单个瞳孔位置的图1A的变形近眼显示设备的前视图的示意图；
图5C是图示说明针对多个瞳孔位置的图1A的变形近眼显示设备的前视图的示意图；
图6A是图示说明图1A的变形近眼显示设备中的偏振光传播的侧视图的示意图；
图6B是图示说明图1A的变形近眼显示设备中的偏振光传播的前视图的示意图；
图6C是图示说明通过图6A至图6B的偏振控制组件的光轴对准方向的示意图；
图7A是在前视图中图示说明变形近眼显示设备的示意图，其中侧向变形组件进一步包括平面反射偏振器和四分之一波延迟器，四分之一波延迟器被布置在反射端和反射偏振器之间；
图7B是图示说明通过图7A的偏振控制组件的光轴对准方向的示意图；
图7C是在前视图中图示说明变形近眼显示设备的示意图，其中侧向变形组件进一步包括曲面反射偏振器和四分之一波延迟器，四分之一波延迟器被布置在反射端和反射偏振器之间；
图7D是在前视图中图示说明变形近眼显示设备的示意图，其中侧向变形组件进一步包括平面反射端、曲面反射偏振器和四分之一波延迟器，四分之一波延迟器被布置在平面反射端和反射偏振器之间；
图7E是在前视图中图示说明变形近眼显示设备的示意图，其中侧向变形组件包括曲面反射端、曲面反射偏振器、四分之一波延迟器和折射透镜，四分之一波延迟器被布置在平面反射端和反射偏振器之间，折射透镜被布置在输入端和反射偏振器之间；
图7F是在前视图中图示说明变形近眼显示设备的示意图，其中侧向变形组件进一步包括平面反射偏振器、四分之一波延迟器和进一步的四分之一波延迟器，四分之一波延迟器被布置在反射端和反射偏振器之间，进一步的四分之一波延迟器被布置在输入端和反射偏振器之间，其中输入线性偏振器被合并在提取波导中；
图7G是图示说明通过图7F的偏振控制组件的光轴对准方向的示意图；
图7H是在前视图中图示说明变形近眼显示设备的示意图，其中侧向变形组件进一步包括平面反射偏振器、四分之一波延迟器和进一步的半波延迟器，四分之一波延迟器被布置在反射端和反射偏振器之间，进一步的半波延迟器被布置在输入端和反射偏振器之间；
图7I是图示说明通过图7H的偏振控制组件的光轴对准方向的示意图；
图8A是在侧视图中图示说明用于包括半镀银镜和反射偏振器的变形近眼显示设备的光学系统的一部分的示意图；
图8B是图示说明针对传播通过图8A的偏振控制组件的光的光轴对准方向和偏振态的示意图；
图8C是在侧视图中图示说明用于包括半镀银镜和反射偏振器的变形近眼显示设备的光学系统的一部分的示意图；
图8D是图示说明针对传播通过图8C的偏振控制组件的光的光轴对准方向和偏振态的示意图；
图8E是在侧视图中图示说明用于包括曲面半镀银镜和平面反射偏振器的变形近眼显示设备的光学系统的一部分的示意图；
图8F是在侧视图中图示说明用于包括平面半镀银镜和曲面反射偏振器的变形近眼显示设备的光学系统的一部分的示意图；
图9A是在前视图中图示说明包括侧向变形组件的变形近眼显示设备的示意图，侧向变形组件是折射的且反射的；
图9B是在前视图中图示说明包括侧向变形组件的变形近眼显示设备的示意图，侧向变形组件是包括菲涅耳(Fresnel)反射器的波导的反射端；
图9C是在前视图中图示说明包括侧向变形组件的变形近眼显示设备的示意图，侧向变形组件是包括气隙和气隙镜的折射组件；
图9D是在侧视图中图示说明图9C的变形近眼显示设备的示意图；
图10A是在前视图中图示说明包括反射端的变形近眼显示设备的示意图，反射端包括潘查拉特南-贝里透镜；
图10B是在端视图中图示说明潘查拉特南-贝里透镜的光学结构的示意图；
图10C是在前视图中图示说明图10B的潘查拉特南-贝里透镜的光学结构的示意图；
图10D是图示说明针对图10B的说明性潘查拉特南-贝里透镜的相位差随着侧向位置的变化的示意图；
图10E是在侧视图中图示说明图10A的潘查拉特南-贝里透镜的操作的示意图；
图11A是在前视图中图示说明变形近眼显示设备的示意图，其中提取波导的输入端在侧向方向上具有曲率；
图11B是在前视图中图示说明变形近眼显示设备的示意图，其中提取波导的输入端在侧向方向上具有曲率，并且横向变形组件在侧向方向上具有曲率；
图11C是在前视图中图示说明变形近眼显示设备的示意图，其中提取波导的输入端在侧向方向上具有曲率，横向变形组件在侧向方向上具有曲率，并且空间光调制器在侧向方向上具有曲率；
图11D是在前视图中图示说明变形近眼显示设备的示意图，其中提取波导的输入端在侧向方向上具有曲率，横向变形组件在侧向方向上具有曲率，并且空间光调制器在侧向方向上具有曲率，其中曲率方向在与图11C的曲率方向相反的方向上；
图11E是在前视图中图示说明变形近眼显示设备的示意图，其中提取波导的输入端在侧向方向上具有曲率，横向变形组件在侧向方向上具有曲率，并且空间光调制器在侧向方向上具有曲率，其中这些组件的曲率方向是不同的；
图12A是在端视图中图示说明从被白色像素照明的提取波导提取有色光的示意图，白色像素包括同位的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素；
图12B是在前视图中图示说明从被白色像素照明的提取波导提取有色光的示意图，白色像素包括同位的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素；
图12C是图示说明空间光调制器的表面上的像素位点的参考阵列的示意性图表；
图12D是图示说明变形近眼显示设备的说明性实施方案中的与图12C的像素位点的阵列相对应的角度输出方向的阵列的示意性图表；
图12E是图示说明图12D的图表的区域的示意性图表；
图13A是在端视图中图示说明从被白色像素照明的提取波导提取有色光的示意图，白色像素包括分离的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素；
图13B是在前视图中图示说明从被白色像素照明的提取波导提取有色光的示意图，白色像素包括分离的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素；
图13C是图示说明空间光调制器的表面上的像素位点的校正阵列的示意性图表；
图13D是图示说明图13C的图表的区域的示意性图表；
图13E是图示说明变形近眼显示设备的说明性实施方案中的与图13C的像素位点的阵列相对应的角度输出方向的阵列的示意性图表；
图13F是在前视图中图示说明用于空间光调制器上的第一位点和第二位点的颜色子像素的布置的示意图，其中每个颜色分量的子像素在侧向方向上跨像素的间距在侧向方向和横向方向上变化；
图13G是在前视图中图示说明用于空间光调制器上的第一位点和第二位点的颜色子像素的布置的示意图，其中每个颜色分量的子像素在侧向方向上跨像素的间距在侧向方向和横向方向上变化；
图13H是在前视图中图示说明用于空间光调制器上的第一位点和第二位点的颜色子像素的布置的示意图，其中像素的间距在侧向方向和横向方向上变化；
图13I是图示说明提供空间光调制器的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的阵列的位点的计算的方法的流程图，空间光调制器包括c个不同的颜色子像素、m个像素列和n个像素行；
图13J是图示说明提供空间光调制器的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的阵列的位点的计算的方法的可替代流程图，空间光调制器包括c个不同的颜色子像素、m个像素列和n个像素行；
图13K是在前视图中图示说明从被白色像素照明的提取波导提取有色光的示意图，其中提取波导进一步包括被布置在光反向反射器和提取反射器的阵列之间的分色衍射光学元件；
图13L是在前视图中图示说明分色衍射光学元件的操作的示意图；
图14A是在侧视图中图示说明输入聚焦透镜的布置的细节的示意图；
图14B是在前视图中图示说明图14A的输入聚焦透镜的布置的细节的示意图；
图15A是在侧视图中图示说明用于在图1A的变形近眼显示设备中使用的空间光调制器布置的示意图，变形近眼显示设备包括单独的红色空间光调制器、绿色空间光调制器和蓝色空间光调制器以及光束组合元件；
图15B是在侧视图中图示说明用于在包括鸟盆式(birdbath)折叠布置的图1A的变形近眼显示设备中使用的照明系统的示意图；
图16是在透视前视图中图示说明输入聚焦透镜的可替代布置的示意图；
图17是在侧视图中图示说明用于在图1A的变形近眼显示设备中使用的空间光调制器布置的示意图，变形近眼显示设备包括空间光调制器，空间光调制器包括激光扫描仪和光漫射屏；
图18A是在侧视图中图示说明包括激光源和扫描布置的提取波导的输入的示意图；
图18B是在前视图中图示说明空间光调制器布置的示意图，空间光调制器布置包括用于在图18A的布置中使用的激光光源的阵列；
图18C是在侧视图中图示说明空间光调制器布置的示意图，空间光调制器布置包括激光光源的阵列、光束扩展器和扫描镜；
图19A是图示说明变形近眼显示设备的前透视图的示意图，变形近眼显示设备包括台阶式提取波导；
图19B是在侧视图中图示说明图19A的变形近眼显示设备的操作的示意图；
图20A是在透视前视图中图示说明变形近眼显示设备的可替代布置的示意图，其中提取反射器包括复数个组成板；
图20B是在侧视图中图示说明图20A的变形近眼显示设备的操作的示意图；
图21A是图示说明变形近眼显示设备的前透视图的示意图，变形近眼显示设备包括偏振敏感反射器；
图21B是在侧视图中图示说明图21A的变形近眼显示设备对于沿着提取波导在第一方向上传播的光的操作的示意图；
图21C是在侧视图中图示说明图21A的变形近眼显示设备对于沿着提取波导在第二方向上传播的光的操作的示意图；
图21D是图示说明图21A的变形近眼显示设备中的偏振光传播的侧视图的示意图；
图21E是图示说明图21A的变形近眼显示设备中的偏振光传播的前视图的示意图；
图21F是图示说明穿过图21A至图21E的偏振控制组件的对准方向的示意图；
图21G是图示说明图7F至图7G的变形近眼显示设备中的偏振光传播的侧视图的示意图，其中波导包括偏振敏感反射器；
图21H是图示说明图7F至图7I的变形近眼显示设备中的偏振光传播的侧视图的示意图，其中波导包括偏振敏感反射器；
图21I是包括偏振敏感反射器的变形近眼显示设备的前透视图的示意图，其中提取元件是偏转元件；
图21J是图示说明图21I的变形近眼显示设备的侧视图的示意图；
图21K是图示说明图21I的变形近眼显示设备的一部分的侧视图的示意图；
图22A是在透视前视图中图示说明包括衍射光学元件的变形近眼显示设备的可替代布置的示意图；
图22B是在侧视图中图示说明图22A的变形近眼显示设备的操作的示意图；
图23A是在透视前视图中图示说明增强现实头戴式显示设备的示意图，增强现实头戴式显示设备包括在眉毛位置上被布置有空间光调制器的右眼变形显示设备；
图23B是在透视前视图中图示说明增强现实头戴式显示设备的示意图，增强现实头戴式显示设备包括在眉毛位置上被布置有空间光调制器的左眼变形显示设备和右眼变形显示设备；
图23C是在透视前视图中图示说明用于增强现实头戴式显示设备的目镜布置的示意图；
图24A是在透视前视图中图示说明在镜腿镜腿位置上具有空间光调制器的变形近眼显示设备的示意图；
图24B是在透视前视图中图示说明增强现实头戴式显示设备的示意图，增强现实头戴式显示设备包括在镜腿位置上被布置有空间光调制器的左眼变形显示设备；
图24C是在透视前视图中图示说明增强现实头戴式显示设备的示意图，增强现实头戴式显示设备包括在镜腿位置上被布置有空间光调制器的左眼变形显示设备和右眼变形显示设备；
图25是在前视图中图示说明包括左眼变形显示设备和右眼变形显示设备的虚拟现实头戴式显示设备的示意图；
图26A是图示说明变形近眼显示设备的前透视图的示意图；
图26B是图示说明图1A的变形近眼显示器的顶视图的示意图；
图26C是图示说明图1A的变形近眼显示器的前视图的示意图；
图27A是图示说明变形近眼显示设备的可替代布置中的偏振态传播的顶视图的示意图；
图27B是图示说明变形近眼显示设备的可替代布置中的偏振态传播的顶视图的示意图；
图28是在前视图中图示说明导包括输入波导、部分镜、中间波导和提取波导的变形近眼显示设备的中间波导的示意图，其中侧向变形组件进一步包括平面反射偏振器和四分之一波延迟器，四分之一波延迟器被布置在反射端和反射偏振器之间。
图29A是图示说明变形定向照明装置的前透视图的示意图；并且
图29B是图示说明包括车辆外灯设备的车辆的前透视图的示意图，车辆外灯设备包括图29A的变形定向照明装置。
具体实施方式
现在将描述与用于本公开的目的的光学延迟器相关的术语。
在包括单轴双折射材料的层中，存在控制光学各向异性的方向，而垂直于其(或者与其成给定角度)的所有方向都具有等同的双折射。
光学延迟器的光轴是指其中不经历双折射的单轴双折射材料中的光线的传播方向。这不同于光学系统的可以例如与对称线平行或垂直于主光线沿其传播的显示器表面的光轴。
对于在与光轴正交的方向上传播的光，当具有平行于慢轴的电矢量方向的线偏振光以最慢的速度传播时，光轴是慢轴。慢轴方向是以设计波长具有最高折射率的方向。类似地，快轴方向是以设计波长具有最低折射率的方向。
对于正介电各向异性单轴双折射材料，慢轴方向是双折射材料的非寻常轴。对于负介电各向异性单轴双折射材料，快轴方向是双折射材料的非寻常轴。
术语半波长和四分之一波长是指延迟器对于设计波长λ0的操作，设计波长λ0通常可以在500nm和570nm之间。在本说明性实施方案中，除非另有规定，否则示例性延迟值是针对550nm的波长提供的。
延迟器提供入射在其上的光波的两个垂直的偏振分量之间的相位移动，并且相位移动通过其赋予两个偏振分量的相对相位量Г表征；相对相位量Г通过以下方程与具有延迟Δn.d的延迟器的双折射Δn和厚度d相关：
Γ＝2.π.Δn.d/λ0方程1。
在方程1中，Δn被定义为非寻常折射率和寻常折射率之间的差值，即，
Δn＝ne-no方程2。
对于半波延迟器，d、Δn和λ0之间的关系被选择为使得偏振分量之间的相位移动为Г＝π。对于四分之一波延迟器，d、Δn和λ0之间的关系被选择为使得偏振分量之间的相位移动为Г＝π/2。
现在将描述通过一对偏振器之间的透明延迟器的光线传播的一些方面。
光线的偏振态(SOP)通过任何两个正交偏振分量之间的相对振幅和相位移动来描述。透明延迟器不改变这些正交偏振分量的相对振幅，而是仅作用于它们的相对相位。提供正交偏振分量之间的净相位移动改变SOP，而保持净相对相位保持SOP。在当前的说明书中，SOP可以被称为偏振态。
线性SOP具有非零振幅的偏振分量和具有零振幅的正交偏振分量。p偏振态是位于包括p偏振态的光线的入射平面内的线性偏振态，并且s偏振态是位于与包括p偏振态的光线的入射平面正交的线性偏振态。对于入射到延迟器上的线偏振的SOP，相对相位Г由延迟器的光轴和偏振分量的方向之间的角度确定。
线性偏振器使独特的线性SOP透射(该独特的线性SOP具有平行于线性偏振器的电矢量透射方向的线偏振分量)，并且使具有不同的SOP的光衰减。术语“电矢量透射方向”是指偏振器的非定向轴线，入射光的电矢量平行于该轴线透射，即使透射的“电矢量”总是具有瞬时方向。术语“方向”通常被用来描述该轴线。
吸收偏振器是吸收入射光的一个偏振分量并且使第二正交偏振分量透射的偏振器。吸收线性偏振器的示例是二向色偏振器。
反射偏振器是使入射光的一个偏振分量反射并且使第二正交偏振分量透射的偏振器。是线性偏振器的反射偏振器的示例是多层聚合物膜堆叠(如来自3M公司的DBEFTM或APFTM)或线栅偏振器(如来自Moxtek的ProFluxTM)。反射线性偏振器可以进一步包括串联布置的胆甾型反射材料和四分之一波延迟器。
被布置在线性偏振器和不引入相对净相位移动的平行的线性分析偏振器之间的延迟器提供除了线性偏振器内的残留吸收的光的全透射。
提供正交偏振分量之间的相对净相位移动的延迟器改变SOP，并且在分析偏振器处提供衰减。
消色差延迟器可以被提供，其中延迟器的材料被提供具有如下随着波长λ而变化的延迟Δn.d：
Δn.d/λ＝κ方程3
其中κ基本上为常数。
合适的材料的示例包含来自Teijin Films的改性聚碳酸酯。如下面将描述的，消色差延迟器可以在本申请实施方案中被提供来有利地使具有低亮度降低的极角观看方向和具有提高的亮度降低的极角观看方向之间的颜色变化最小化。
在本公开中，“A板”是指利用双折射材料层的光学延迟器，其中其光轴平行于层的平面。光学延迟器的光轴方向被布置为提供与入射光线的SOP相对应的延迟，例如以将线偏振光转换为圆偏振光，或者将圆偏振光转换为线偏振光。
现在将描述各种变形近眼显示设备的结构和操作。在该描述中，共同的元件具有共同的标号。注意到，与任何元件相关的公开内容经适当修改后适用于其中相同的或对应的元件被提供的每个装置。因此，为了简洁起见，这样的公开内容不被重复。类似地，以下示例中的任何一个的各种特征可以按任何组合被组合在一起。
将期望的是提供具有纤薄的形态因子、大的移动自由度、高分辨率、高明亮度和广视场的变形近眼显示设备100。现在将描述变形近眼显示设备100。
图1A是图示说明变形近眼显示设备100的前透视图的示意图；并且图1B是图示说明用于图1A的变形近眼显示设备100的坐标系布置的前透视图的示意图。
图1A图示说明变形定向照明装置1000，变形定向照明装置1000是变形近眼显示设备100。在本描述中，变形近眼显示设备100被提供在眼睛45的附近，以向观察者47的眼睛45提供光。在说明性实施方案中，眼睛45可以被布置在离变形近眼显示设备100的输出表面5mm和100mm之间并且优选地8mm和20mm之间的标称观看距离eR处。这样的显示器不同于直接观看显示器，在直接观看显示器中，观看距离通常大于100mm。标称观看距离eR可以被称为目视离隙。
变形近眼显示设备100包括照明系统240和光学系统250，照明系统240被布置为提供输出光(包括来自空间光调制器48的照明)，光学系统250被布置为将来自照明系统240的光导引到观察者47的眼睛45。照明系统240被布置为输出光线400，光线400包含输入到光学系统250中的说明性光线401、402。
在操作中，期望的是空间光调制器48上提供的空间像素数据作为角度像素数据被导引到眼睛45的瞳孔44。观察者的眼睛45的晶状体将角度空间数据中继转发给眼睛45的视网膜46处的空间像素数据以使得图像被变形近眼显示设备100提供给观察者47。
瞳孔44位于变形近眼显示设备100附近的空间体积(常被称为出瞳40或动眼框)中。当瞳孔44位于出瞳40内时，观察者47被提供整个图像，而不缺失图像的部分，也就是说，图像在观察者的视网膜46处不会显得晕影。出瞳40的形状至少通过变形近眼显示设备的变形成像性质和变形光学系统的各自的像差来确定。标称目视离隙距离eR处的出瞳40可以具有在侧向方向195上的尺寸eL和横向方向197上的尺寸eT。最大目视离隙距离eRmax指瞳孔44离变形近眼显示设备100的其中不存在图像晕影的最大距离。在本申请实施方案中，增大出瞳40的大小指增大尺寸eL、eT。如在下文中将进一步描述的，增大的出瞳40实现提高的观看者自由和eRmax的增大。
如在下文中(例如在图2A至图2D和图18A中)将进一步描述的，空间光调制器48包括至少分布在侧向方向195上的像素222。在图1A的说明性实施方案中，照明系统240包括透射空间光调制器48，透射空间光调制器48包括分布在侧向方向195(48)和横向方向197(48)上的空间分离的像素222的阵列。在图1A的实施方案中，空间光调制器48是TFT-LCD，并且照明系统240进一步包括背光源20，背光源20被布置为对空间光调制器48进行照明。
变形近眼显示设备100进一步包括控制系统500，控制系统500被布置为操作照明系统240来提供根据表示图像的图像数据被空间调制的光。
如以下所讨论的，光学系统250包括横向透镜61，横向透镜61形成图1A的实施方案中的横向变形组件60。在该示例中，横向透镜61包括柱面透镜。
在本公开中，如在下文中例如在图16中将描述的，术语透镜最通常指单个透镜元件，或者最常见指复合透镜(透镜元件组)；并且被布置为提供光焦度。透镜可以包括单个折射表面、多个折射表面或反射表面以使得透镜可以包括组合折射表面和反射表面的折反射透镜元件。透镜可以进一步或可替代地包括衍射光学元件。横向透镜是在横向方向上提供光焦度的透镜，并且可以在侧向方向上基本不提供光焦度。横向透镜可以被称为柱面透镜，尽管提供光焦度的一个表面或多个表面的横截面中的轮廓可以不同于圆的一段，例如抛物面的、椭圆的或非球面的。
图1A的实施方案中的横向透镜61在侧向方向195(60)上延伸，侧向方向195(60)平行于空间光调制器48的侧向方向195(48)。横向变形组件60在横向方向197(60)上具有正光焦度，横向方向197(60)平行于方向197(48)且正交于侧向方向195(60)；并且在侧向方向195(60)上不具有光焦度。横向变形组件60被布置为接收来自空间光调制器48的光线。光学系统250被布置为使得从横向变形组件60输出的光被导引到分布在横向方向197(60)上的方向上。
用数学来表达，对于变形近眼显示设备100内的任何位点，光轴方向199可以被称为O单位矢量，横向方向197可以被称为T单位矢量，并且侧向方向195可以被称为L单位矢量，其中光轴方向199是横向方向197和侧向方向195的交叉积：
O＝T×L方程4
变形近眼显示设备100的各种表面变换或复制光轴方向199；然而，对于任何给定的光线，方程4的表达式可以被应用。
光学系统250进一步包括提取波导1，提取波导1被布置为将来自横向变形组件60的锥体491中的光线400在第一方向191上沿着提取波导1引导到侧向变形组件110。提取波导1具有平面的且平行的相对的后引导表面6和前引导表面8。提取波导1进一步具有在侧向方向195(60)和横向方向197(60)上延伸的输入端2，提取波导1被布置为通过输入端2接收来自照明系统240的光400。输入端2在侧向方向195上在提取波导1的边缘22、24之间延伸，并且在横向方向上在提取波导1的相对的后引导表面6和前引导表面8之间延伸。
光学系统250进一步包括光反向反射器140，光反向反射器140被布置为反射已经沿着提取波导1被引导的光锥491中的光线400，以使得光锥493中的经反射的光线400在与第一方向191相反的第二方向193上沿着提取波导1被引导，并且使得反射的锥体493被往回引导通过提取波导1。
在图1A的实施方案中，光反向反射器140是提取波导1的反射端4。此外，光反向反射器140形成侧向变形组件110。具体地说，提取波导1的反射端4在提供正光焦度的侧向方向195上具有曲面形状，从而影响在侧向方向195(110)上锥体491中的光线，并且在横向方向197(110)上不提供正光焦度。光学系统250因此被布置为使得从侧向变形组件110输出的光被导引到分布在横向方向197(110)和侧向方向195(110)上的方向上。如在下文中将进一步描述的，反射端4的曲面形状可以是为球形、椭圆形、抛物面或其他非球面形状的横截面的形状以实现来自空间光调制器48的光线到眼睛45的瞳孔44的期望的成像。
提取波导1包括被设置在提取波导1内部的提取反射器170的阵列，提取反射器170被布置为使在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光400透射并且提取在第二方向193上沿着提取波导1被引导的光朝向观看者的眼睛45。提取反射器170的阵列沿着提取波导1分布以便提供出瞳扩展。
如在下文中将进一步描述的，提取反射器170是反射提取特征169的示例，并且每个包括一组层，该组层是反射层。在其他实施方案中，如图20A至图20D中描述的，提取反射器170的功能可以由本文中描述的其他形式的提取特征中的任何一个(例如反射提取特征169)执行，反射提取特征169是衍射特征(包括例如相位光栅)。
提取波导1被进一步布置为接收来自横向变形组件60和侧向变形组件110的光锥493；并且包括被设置在提取波导1内部的提取反射器170A至170E的阵列。提取反射器170沿着提取波导1的光轴199相对于第一方向191和第二方向193倾斜。提取反射器170部分地跨提取波导1、在相对的后引导表面6和前引导表面8之间延伸。
提取波导1包括中间表面172，中间表面172沿着提取波导在相邻的提取反射器170对之间延伸。在图1A的实施方案中，中间表面172被布置在提取反射器对170A至170B、170B至170C、170C至170D和170D至170E之间。
如在下文中将进一步描述的，提取反射器170被布置为使在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光锥491中的至少一些透射并且提取在第二方向193上沿着提取波导1被往回引导的光锥493中的至少一些朝向观看者47的眼睛45。
现在将进一步描述变形近眼显示设备100的坐标系和操作原理。光学系统250具有光轴199，并且在彼此垂直且垂直于光轴199的侧向方向195和横向方向197上具有变形性质。
图1B图示说明随着光线传播通过光学系统250、光轴199方向、侧向方向195和横向方向197的变化。在本描述中，侧向方向195和横向方向197是相对于照明系统240或光学系统250的任何部分中的光轴199方向定义的，并且不在空间中的恒定方向上。在图1B的实施方案中，横向方向197(60)图示说明由横向透镜61形成的横向变形组件60处的横向方向197；横向方向197(110)图示说明侧向变形组件110处的横向方向197；并且横向方向197(44)图示说明观察者47的眼睛45处的横向方向197。横向变形组件60具有与侧向变形组件110的侧向方向195(110)和眼睛45的瞳孔44处的侧向方向195(44)相同的侧向方向195(60)。通过x方向、y方向、z方向图示说明的欧几里得坐标系是不变的，而横向方向197、侧向方向195和光轴方向199在各种光学组件处可以被变换，特别是通过来自变形近眼显示设备100的光学组件的反射。
现在将描述图1A的布置的进一步的特征。
光学系统250可以包括输入线性偏振器70，输入线性偏振器70被设置在空间光调制器48和提取波导1的提取反射器170之间。在图1A中，输入线性偏振器70被布置在横向变形组件60和提取波导1之间。输入线性偏振器70是吸收偏振器，如被布置为使线性偏振态透射并且吸收正交偏振态的二向色性碘偏振器。
进一步地，光学系统250可以包括偏振转换延迟器72，偏振转换延迟器72被设置在光反向反射器140和提取反射器170的阵列之间。偏振转换延迟器72可以是具有光轴方向的A板，其被布置为将线偏振光转换为圆偏振光并且将圆偏振光转换为线偏振光。在图1A的实施方案中，偏振转换延迟器72被布置具有提取波导1的光引导部分，光引导部分被布置在偏振转换延迟器72和光反向反射器140之间。有利地，偏振转换延迟器72的平坦度的变化不提供图像模糊。在图1B的可替代实施方案中，光反向反射器140被布置在偏振转换延迟器72上。有利地，组装的复杂性可以被降低。
在下文中将针对至少图6A至图6F进一步描述输入线性偏振器70和偏振转换延迟器72的操作。
在操作中，提取波导1被布置为如通过被引导的光线401、402的之字形路径图示说明的在相对的后引导表面6和前引导表面8之间引导光线400。
在第一方向191上，光线400中的至少一些传播通过提取反射器170。波导1进一步包括反射端4，反射端4被布置为接收来自输入端2的被引导的光线401、402。侧向变形组件110包括提取波导1的反射端4，其中反射材料被提供在反射端4上。反射材料可以是反射膜，如来自3M的ESRTM，或者可以是被蒸镀的或被溅射的金属材料。在图1A的实施方案中，侧向变形组件110因此是在侧向方向195上具有正光焦度并且在横向方向197上不具有光焦度的曲面镜。
对于在第二方向193上传播的光锥493，提取反射器170被定向为提取被沿着提取波导1往回引导的光通过第二光引导表面8并且朝向被布置在动眼框40中的眼睛45的瞳孔44。
现在将进一步描述变形近眼显示设备100作为增强现实显示器的操作。
提取波导1对于通过中间表面172的光是透射的，以使得真实世界物体30上的同轴实像点31通过光线32经由提取波导1被直接看到。类似地，具有对准的同轴虚拟像素36的虚像34期望地利用虚拟光线37被观看到。这样的虚拟光线37通过同轴光线401在从提取反射器170C反射到眼睛45的瞳孔44之后被提供。类似地，用于观看虚拟像素38的离轴虚拟光线39通过离轴光线402在从提取反射器170D反射之后被提供。有利地具有外部光线32的高透射的增强现实显示器可以被提供。
现在将使用展开的示意性图示来进一步描述变形近眼显示设备100的成像性质，其中为了说明的目的，坐标系的所述变换被移除。
图1C是图示说明变形近眼显示设备100在横向平面中的操作的侧视图的示意图；并且图1D是图示说明变形近眼显示设备100在与横向平面正交的侧向平面中的操作的侧视图的示意图；并且图1E是图示说明用于图1A的变形近眼显示设备100的坐标系映射的前透视图的示意图。图1C至图1E的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
为了说明的目的，在图1C至图1D中，如图1A至图1B中图示说明的光轴方向199的变化被省略。图1C至图1D以展开的说明性布置图示说明图1A的变形近眼显示设备100以对于与观察者47相同的侧向视场φT和横向视场φL实现近眼图像的操作原理，也就是说，为了说明的目的，正方形图像被提供给视网膜46。瞳孔44被示出为在离光学系统250的输出光引导表面8的常见的观看距离eR处。
图1C图示说明变形近眼显示设备100的横向成像性质。照明系统240被提供具有跨横向方向197的顶部被照明像素222T、中心被照明像素222C和底部被照明像素222B，其中光线被输出到横向变形组件60，横向变形组件60仅在横向方向上具有光焦度，对来自每个像素222L、222C、222R的输出进行准直并且朝向眼睛45导引。光线460T通过眼睛45的瞳孔44传到眼睛45的视网膜46上并且创建离轴像点461T。光线460C传到视网膜46上并且创建中心像点461C，并且光线460B传到视网膜46上并且创建离轴像点461B。
图1D图示说明变形近眼显示设备100的侧向成像性质。照明系统240被提供具有跨侧向方向195的右边被照明像素222L、中间被照明像素222M和左边被照明像素222R，其中光线被输出到侧向变形组件110，侧向变形组件110仅在侧向方向上具有光焦度，对来自每个像素222L、222M、222R的输出进行准直并且朝向眼睛45的瞳孔44导引。光线460L通过眼睛45的瞳孔44传到眼睛45的视网膜46上并且创建离轴像点461L。光线460M传到视网膜46上并且创建像点461M，并且光线460R传到视网膜46上并且创建像点461R。
观察者利用被布置在虚像34和眼睛45之间的光学系统250感知在侧向方向195和横向方向197中的每个方向上具有相同的视场φ的放大的虚像。
在本申请实施方案的变形近眼显示设备100中，光学系统250的横向变形组件60的第一主平面之间的距离fT不同于光学系统250的侧向变形组件110的第一主平面之间的距离fL。类似地，对于正方形输出视场(φT与φL相同)，横向方向上像素222T、222B的间隔DT不同于侧向方向195上像素222R、222L的间隔DL。
在本描述中，通过光学系统250的侧向变形组件110提供的侧向角度放大率ML可以被给出为：
ML＝φpL/PL方程5
并且通过光学系统250的横向变形组件60提供的横向角度放大率MT可以被给出为：
MT＝φpT/PT方程6
其中φpL是眼睛在侧向方向195上看见的虚拟像素36的角度大小，PL是侧向方向195上的像素间距，φpT是眼睛在横向方向197上看见的虚拟像素36的角度大小，并且PT是横向方向197上的像素间距。在角度虚拟像素36是正方形的情况下，那么φpL和φpT是相等的，并且通过侧向变形组件110提供的角度放大率可以被给出为：
ML＝MT*PT/PL方程7。
侧向变形光学元件110和横向变形光学元件60的角度放大率ML、MT与所述元件60、110的各自的光焦度KL、KT成比例。空间光调制器48可以包括在侧向方向195和横向方向197上具有间距PL、PT的像素222，间距PL、PT的比率PL/PT与KT/KL相同，KT/KL是侧向变形光学元件110和横向变形光学元件60的光焦度的比率的倒数。
输出坐标系在图1E中被图示说明，其中来自中心像素225的输出光沿着光轴199(60)被导引通过横向变形组件60并进入到提取波导1中，该光从提取波导1沿着瞳孔44处的光轴199(44)是可见的。
在侧向方向195上延伸的穿过中心像素225的像素222的行221Tc作为光线扇形493L被输出，每束光线表示虚拟像素38跨侧向方向195以其被提供给瞳孔44的角度。
在横向方向197上延伸的穿过中心像素225的像素222的列221Lc作为光线扇形493T被输出，每束光线表示虚拟像素38跨横向方向197以其被提供给眼睛45的角度。
对于被布置在空间光调制器48的象限中的像素227，输出光线427被提供给瞳孔44，瞳孔44首先通过横向变形组件60成像，然后通过侧向变形组件110成像。
现在将描述图1A的变形近眼显示设备100的说明性成像性质。
图1F是图示说明图1A的变形近眼显示设备100针对多色照明的输出的视场绘图的示意图。
图1F是横向观看角度相比于侧向观看角度的图。侧向视场φL为60度，并且横向视场φT为60度。
具有0度侧向视场的点位于横向光锥493L中，而具有0度横向视场的点位于横向光锥493T中。各种像点处的相对像差通过模糊点扩散函数452来图示说明。
模糊PSF 452的侧向大小454L和横向大小454T由光学系统250的像差确定。椭圆形模糊PSF 452是来自空间光调制器48上的像素227处的点作为角锥输出到眼睛45时来自该点的相对模糊的说明性轮廓，因此表示侧向方向195和横向方向197上眼睛45的视网膜46处的相对PSF大小和位点。
为了说明的目的，模糊点扩散函数(PSF)452在图1F中被图示为具有侧向大小454L和横向大小454T的椭圆形。更一般地，模糊PSF的形状可以是圆形的、椭圆形的、彗形的、散光的或其他轮廓(可以包含散射伪像)。图示说明的模糊椭圆形PSF 452轮廓可以被用来描述侧向方向195和横向方向197上的加权模糊PSF 452。由于说明的原因，模糊PSF 452的大小454T、454L被图示为在图1F的绘图的尺度上被放大，并且不表示瞳孔44处每个角度像素的模糊的实际角度大小。
用于红色像素222R的模糊PSF 452R的大小454TR、454LR可以不同于用于蓝色像素222B的模糊PSF 452B的大小454TB、454LB。进一步地，模糊PSF 452B的重心可以在侧向方向195和横向方向197上分别被移置颜色模糊455L、455T。
在下文中在图12A至图12E中进一步描述针对说明性变形近眼显示设备100的色差。
现在将描述空间复用的空间光调制器48的像素222的说明性布置。
图2A至图2C是在前视图中图示说明用于在图1A的变形近眼显示设备100中使用的包括空间复用的红色子像素222R、绿色子像素222G和蓝色子像素222B的空间光调制器48的示意图。图2A至图2C的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
空间光调制器48可以是透射空间光调制器48，如图1A中图示说明的LCD。可替代地，空间光调制器48可以是反射空间光调制器48，如硅上液晶(LCOS)或微镜(如来自德州仪器的DMD)的微光机电(MOEMS)阵列。可替代地，空间光调制器48可以是使用如OLED或无机微LED的材料系统的发射空间光调制器48。硅背板可以被提供来实现像素222的高分辨率阵列的高速寻址。
在图2A至图2C中，空间光调制器48的像素222分布在侧向方向195(48)上，而且还分布在横向方向197(48)上，以使得从横向变形组件60输出的光被导引到分布在横向方向197上的方向上，并且从侧向变形组件110输出的光在朝向眼睛45的瞳孔44输出时被导引到分布在侧向方向195上的方向上。
包括红色子像素222R、绿色子像素222G和蓝色子像素222B的白色像素222被空间分离地提供在侧向方向195上，并且子像素222R、222G、222B是细长的，在侧向方向上具有间距PL，间距PL大于横向方向197上的间距PT。
考虑图2A至图2D的实施方案和图1C至图1D，可能期望的是在最终感知到的虚像34中提供正方形白色像素。间距PL被侧向变形组件放大到角度大小φL(在视网膜46处具有空间间距δL)，并且间距PT被横向变形组件放大到角度大小φT(在视网膜46处具有空间间距δT)。间距PL、PT可以通过所述不同的角度放大率来确定以有利地实现来自变形近眼显示设备100的正方形角度像素。
像素222被布置为列211L，其中列221L分布在侧向方向195上，并且沿着列221L的像素分布在横向方向197上；并且像素222进一步被布置为行221T，其中行221T分布在横向方向197上，并且沿着行221T的像素分布在侧向方向195上。
在图2A中，子像素222R、222G、222B分布在红色像素、绿色像素和蓝色像素的列中。有利地，垂直像线和水平图像线可以被提供具有高保真度。
在图2B的可替代实施方案中，子像素222R、222G、222B沿着对角线分布。有利地，与图2A的实施方案相比，自然影像的再现可以被改进。
子像素222R、222G、222B可以通过白光发射和图案化滤色器来提供，或者可以通过各自的有色光的直接发射来提供。本申请实施方案包括子像素222间距PL，子像素222间距PL大于包括用于薄波导的对称的输入透镜的其他已知布置。
在图2C的可替代实施方案中，多个蓝色像素222B1和222B2可以被提供。蓝色像素222B1、222B2可以针对期望的输出亮度以减小的电流被驱动。有利地，像素的寿命可以被提高，例如当空间光调制器48通过OLED微显示器来提供时。在其他实施方案中，附加的或可替代的白色像素(例如没有滤色器)或第四种颜色(如黄色)可以被提供。色域和/或明亮度以及效率可以有利地被实现。
图2D是在前视图中图示说明用于在图1A的变形近眼显示设备100中使用的具有用于与时间复用的光谱照明使用的像素222的空间光调制器48的示意图。图2D的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
空间光调制器48可以被用于单色照明。在可替代实施方案中，广色域影像可以通过时间顺序的照明(例如，通过与空间光调制器48上提供的红色、绿色和蓝色图像数据同步的红色、绿色和蓝色照明)来提供。有利地，图像分辨率可以被提高。
与非变形图像投影仪(其中相等的角度放大率被提供在侧向方向195和横向方向197之间)相比，本申请实施方案提供像素间距PL，针对给定的角度图像大小和横向方向197上的放大率，像素间距PL的大小大幅增大。这样的增大的大小可以有利地针对空间光调制器48和照明系统240实现提高的明亮度、提高的效率和减小的对准公差。
在滤色器类型的空间光调制器48中，滤色器的大小可以被增大。有利地，滤色器的成本和复杂性可以被降低。像素222的开口率可以被提高。在直接发射显示器中，发射区域的大小可以被增大。有利地，制作像素的成本和复杂性可以被降低，并且明亮度可以被提高。在无机微LED空间光调制器48中，由于像素的边缘处的复合损耗而导致的效率损失可以被降低，并且系统效率和明亮度可以有利地被提高。
现在将进一步描述输入到图1A的变形近眼显示设备100中的光输入。
图3A是图示说明输入到提取波导1中的光的侧视图的示意图；图3B是图示说明在提取波导1中沿着第一方向191的光传播的侧视图的示意图；图3C是图示说明从提取波导1的光提取的侧视图的示意图；并且图3D是图示说明对于变形近眼显示设备100的光学设计的示意性透视图的示意图。图3A至图3D的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
现在将参照图3A来描述输入到提取波导1中的横向光锥491T的输入。
在图3A的说明性实施方案中，提取波导1的输入端2是倾斜的，特别是具有相对于垂直于后引导表面6和前引导表面8的表面以角度δ倾斜的表面法线，也就是说，输入端2相对于沿着提取波导1的第一方向191和第二方向193以角度δ倾斜。
空间光调制器48和由横向透镜61形成的横向变形组件60相对于后引导表面6和前引导表面8的法线以角度δ倾斜。穿过横向变形组件60的光轴199(60)的方向因此相对于沿着提取波导1的第一方向191和第二方向193倾斜。光轴199(60)方向通常平行于输入端2的表面法线，使得光轴方向199(60)相对于第一方向191和第二方向193以角度90-δ倾斜。参照图1F，有利地，改进的像差可以被实现，并且像素模糊PSF 452的大小454可以在至少横向方向197上被降低。
光学系统250进一步包括锥形表面18，锥形表面18是在输入端2附近提供的以角度χ倾斜的表面，以将来自横向变形组件60的在横向方向197上的光束以期望的传播角度导引到提取波导1中。锥形表面18被布置在输入端2和光引导表面8之间，其中表面法线方向相对于垂直于光引导表面8的表面以角度χ倾斜。在可替代实施方案中，锥形表面18可以被布置在第一光引导表面6上。
表1示出图3A的布置的几何构造针对提取波导1折射率1.5的说明性实施方案。
与沿着波导的方向191相比的角度 说明性实施方案
输入侧2倾角δ 60°
锥形表面18倾角χ 44°
波导的材料中的锥体491T半角，τ 10°
提取反射器170倾角α 60°
中间表面172倾角ν 0°
输出表面8处的中心输出光线460C的入射角κ 90°
表1
中心像素222C用说明性光线460CA、460CB向横向变形组件60提供照明。光线460CA通过输入端2没有偏转地被输入，并且被导引以正好错过锥形表面18和第二光引导表面8的界面19，并且因此不被偏转。然而，光线460CB入射在第一光引导表面6的与锥形表面18相对的区域上，并且通过全内反射被反射到同一界面19中，在界面19处，它正好被全内反射，使得光线460CA、460CB重叠并且被引导到沿着提取波导1的第一方向191上。
提取反射器170期望地具有表面法线方向nR，表面法线方向nR相对于沿着波导的方向191倾斜范围20度到40度内的角度α’(其在图3A中为90-α)，优选地倾斜范围25度到35度内的角度，并且最优选地倾斜范围27.5度到32.5度内的角度。有利地，这样的布置减少杂散光线。
在可替代实施方案中，提取反射器可以具有范围50度到70度内的角度α’，优选地具有范围55度到65度内的角度，并且最优选地具有范围57.5度到62.5度内的角度。当光线460C在从光引导表面8反射之后尚未从中间表面172被反射时，这样的布置导引光线460C通过光引导表面8。
表1的实施方案例示说明针对折射率1.5的设计。提取波导1的折射率可以被提高，例如被提高到折射率1.7或更大。有利地，光锥的大小φT可以被增大，并且更大的角度图像可以在横向方向上被看见。
侧向方向195(48)上的外层像素222T、222B限定在光线460CA、460CB的两侧以角度τ传播的光锥491TA、491TB的外界限。锥形表面18被提供为使得整个光锥491TA不被偏转到输入端2附近，从而有利地实现减少的串扰和高效率。在光锥491TA、491TB通过界面19之后，然后它们重组以沿着提取波导1传播。
现在将参照图3B来描述横向光锥491T在第一方向191上沿着提取波导1的传播，对于图3B，为了解释清楚，提取反射器170被省略。
考虑图3B，锥体491中的分布在横向方向197上的光线的传播被图示说明。来自空间光调制器48的中心像素222的同轴光线37通过横向变形组件60被导引到提取波导1中。
通过横向变形组件60的光轴199(60)的方向以角度δ倾斜，与沿着提取波导1的第一方向191以角度90-δ倾斜。
在界面19之后，光锥491T以入射角δ入射在第一光引导表面6上，并且通过全内反射被反射以使得复制的光锥491Tf被提供在方向191上沿着提取波导1传播。
图3C图示说明对应的反射的光锥493T、493Tf在光反向组件140处反射之后的传播。在横向方向上，侧向变形组件110不具有光焦度，并且具有表面法线方向n4，表面法线方向n4期望地平行于第一方向191、193。由杂散光(包含重像和鬼像)引起的伪像的可见性可以被降低。
反射的光锥493T、493Tf以关于光轴199(60)和199f(60)的角度τ沿着第二方向193传播。对应的横向方向197(60)、197f(60)也被指示。
两个锥体493T、493Tf都包括图像数据，该图像数据在锥体493T、493Tf之间，是关于方向191翻转的，因此提供针对空间光调制器48上的给定像素222的光线方向的简并性。期望的是移除这样的简并性以使得锥体493T、493Tf中只有一个被提取并且二次图像不被导引到眼睛45的瞳孔44。
中心输出光线37通过相对的表面6、8的全内反射而传播，直到它入射在中间表面172上(在中间表面172处，至少一些光被反射)、然后入射在提取反射器170处，在提取反射器170处，至少一些光如在下文中将进一步描述的那样被进一步反射以使得光锥493T优先被朝向第二光引导表面8导引。在光引导表面8处折射之后，锥体495T中的光被朝向眼睛45以具有与锥体493T相比增大的大小的锥角提取。
提取反射器170A至170E以相同的角度α倾斜以使得对于图1A的光提取反射器170A至170E中的每个，光锥493T是平行的，并且对于从跨波导的不同的提取反射器170提取到瞳孔44的光的图像模糊有利地被减少。
通过比较，围绕中心光线460C的光锥493T具有不同于入射角δ的入射角，中心光线460C入射在表面8上，然后直接入射在提取反射器170上，而不首先从中间表面72反射。入射角的差异提供优先透射通过提取反射器170，并且光锥493Tf不被朝向眼睛45导引。简并性被降低或者被移除，并且图像串扰有利地被减少。
倾斜的输入端2和倾斜的横向变形组件60因此提供不重叠的锥体493T、493Tf，其中所述锥体中的一个优先被朝向眼睛45提取，并且另一个优先保留在提取波导内。倾斜的输入端2和倾斜的横向变形组件60因此有利地实现眼睛45可见的单幅图像，并且重像被最小化。在下文中的说明性实施方案中的一些中，输入端2的表面法线不向第一方向191和第二方向193倾斜，不过这是为了简化下文中的图示说明，而不是典型的布置。
在可替代实施方案(未被示出)中，中心输出光线37可以向垂直于光引导表面8的表面倾斜，例如以调整提取的光锥495T的视场的中心的角度位点。
在图3D的可替代实施方案中，为了提取光，波导1包括提取特征，提取特征是被设置在提取波导1内部并且在前光引导表面6和后光引导表面8之间全程延伸的反射提取反射器174。这是对于图1中示出的部分地跨提取波导1在相对的后引导表面6和前引导表面8之间延伸的提取反射器170的替代方案，但是如图1A中示出的这样的提取特征170可以可替代地被采用。
在图3D的可替代实施方案中，锥形表面18由两个表面18A、18B提供。这样的表面18A、18B可以被布置为透射或吸收入射在其上的光。有利地，入射到表面18A、18B上的杂散光线的可见性可以被降低。图像对比度可以被提高。图3D进一步图示说明复合透镜61，复合透镜61包括组成透镜61A至61D，并且具有表示下文中描述的用于图12A至图12E的光学设计的表面轮廓。
提取反射器可以具有表面法线方向n，表面法线方向n可以相对于沿着波导193的方向倾斜范围20度到40度内的角度α’，优选地倾斜范围25度到35度内的角度α’，并且最优选地倾斜范围27.5度到32.5度内的角度α’。所述期望的表面法线n方向可以降低横向方向197上的翻转的图像的可见性。这样的可见性降低例如如在图3C中通过光锥493Tf和光锥495T图示说明的那样，光锥493Tf将包括翻转的图像并且不被提取，光锥495T包括未翻转的图像。
现在将描述横向方向197上的出瞳40扩展。
图4A是图示说明针对单个提取反射器170从变形近眼显示设备100输出的光的侧视图的示意图；图4B是图示说明针对多个提取反射器170A至170N从变形近眼显示设备100输出的实现在横向方向197(44)上输入到观察者的瞳孔44中的全光锥的光的侧视图的示意图；并且图4C是图示说明针对在横向方向197(44)上移动的观察者47、针对多个位点从变形近眼显示设备100输出的光的侧视图的示意图。图4A至图4C的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
如现在将描述的，提取反射器170的阵列沿着提取波导1分布以便提供出瞳40扩展，也就是说，增大动眼框40在横向方向197上的大小eT。
提取反射器170部分地跨提取波导1、在提取波导1的相对的后引导表面6和前引导表面8之间以连续移位的位置延伸。连续移位的位置在方向191上沿着波导布置。换句话说，在横向方向197上，提取反射器170部分地跨提取波导1以连续移位的位置延伸。
考虑图4A，单个提取反射器170被布置为朝向瞳孔44输出光锥495T。然而，瞳孔44的受限大小确定只有在部分光锥496T内的那些光线才被眼睛45接收到，并且在横向方向197(44)上在视网膜上观察到的图像的视场小于输入到提取波导1中的视场。将期望的是增大观察视场。
考虑图4B，多个提取反射器170A至170M被提供足以提供来自整个锥体495T的光线37C、37T、37B。瞳孔44具有大于提取反射器170的间距的高度。例如，提取反射器170的间距可以为1mm，并且瞳孔44的标称直径可以为3mm至6mm。瞳孔接收来自多个提取反射器170A至170M的光，并且观察到的视场φT与在输入端处输入到提取波导1中的视场相同。在这种限制情况下，出瞳40具有大小eT，eT与瞳孔44高度相同。
考虑图4C，进一步地，提取波导170A至170M被提供足以提供瞳孔44在瞳孔44A位点和瞳孔44B位点之间的移动。以这种方式，eT被增大，并且横向方向上的出瞳扩展被实现。横向视场φT在延伸的瞳孔44位点上被提供，有利地实现提高的使用舒适度和全图像可见性。
如在下文中在图5A至图5E中将描述的，侧向变形组件110进一步提供侧向方向195上的出瞳40扩展，也就是说，增大动眼框40在侧向方向195上的大小eL。
现在将进一步考虑变形近眼显示设备100在侧向方向195上的成像性质。
图5A至图5C是图示说明从图1A的变形近眼显示设备输出的光的前视图的示意图。图5A至图5C的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图5A图示说明非提取光引导区域178A被布置在锥形表面18和提取反射器170A至170N的阵列的第一提取反射器170之间；并且非提取光引导区域178B被布置在提取反射器170A至170N的阵列和侧向变形组件110之间。非提取引导部段178A、178B可以在没有提取反射器170的情况下提供提取波导1在第一方向191上的增加的高度。提取效率有利地被提高，并且侧向变形组件110的像差性能被进一步改进。
在图5A的实施方案中，眼睛45在平面视图中被对准，并且平面外光线未被示出，然而，这样的描述提供对于变形近眼显示设备100在侧向方向195上的操作的洞悉。多于一个的提取反射器170覆盖眼睛45的瞳孔44。例如，提取反射器170的间距为1mm，并且三个到六个提取反射器170跨眼睛45的瞳孔44被提供，取决于眼睛45的瞳孔44的扩张。有利地，亮度随着眼睛位置45的变化可以被减小。
瞳孔44看见来自空间光调制器48的边缘处的像素222L的从侧向变形组件110的区域478L反射之后的离轴光线，区域478L是提取波导1的反射端4。虽然侧向变形组件110整体是相对较快的光学元件，并且因此易于有像差，特别是来自其边缘的像差，但是侧向变形组件110的针对任何一只眼睛45位点将光导引到瞳孔44中的区域478很小，因此来自侧向变形组件110的像差被对应地减小。考虑图1F，模糊PSF 452的期望地小的侧向大小454L可以被实现。
在图5B的实施方案中，眼睛45与平面外光线对准以图示说明侧向方向195上的出瞳40扩展。
光线470、471从空间光调制器48的跨侧向方向195的中心像素222M被导引，并且透射通过横向变形组件60并进入到提取波导1中，横向变形组件60由在侧向方向195上没有光焦度的横向透镜61形成。所述光线470、471在提取波导1的第一方向191上传播到光反向反射器140，光反向反射器140借助于反射端4在侧向方向195上提供正光焦度，反射端4提供侧向变形组件110。
这样的光线470、471在第二方向193上从侧向变形组件110的区域478MA被反射到提取波导1中，并且在提取反射器170A处被远离提取波导1的平面反射到观看距离eR处的眼睛45A的瞳孔44。眼睛45收集光线470、471，并且将它们导引到视网膜46上的同一点以提供如本文中其他地方描述的虚拟像素位点。
类似地对于在侧向方向195(48)上偏移的离轴像素222L，在空间光调制器48的边缘处，提供被导引到提取波导1中的光线472、473，在侧向变形组件110的区域478LA处被反射，并且被提取反射器170A反射到眼睛45A以在视网膜46上在侧向方向195(44)上提供离轴像点。
侧向变形组件110在侧向方向195上具有正光焦度，正光焦度提供来自每个像点222L、222M的准直光线。以这种方式，场点的侧向分布借助于侧向变形组件110的光焦度而被跨视网膜46提供，而横向变形组件60具有光焦度以提供跨视网膜46的场点的横向分布。在如图1E中关于像素227的成像图示说明的对角场角度处，场点是分别通过侧向变形组件110和横向变形组件60的侧向光焦度和横向光焦度的组合提供的。
图5C图示说明侧向方向195上和横向方向197上的出瞳扩展。针对像素222R、222L的光线474、475通过分别从侧向变形组件110的区域478RB、478LB反射而被导引到瞳孔44B。瞳孔44B在侧向方向195上与瞳孔44A偏移，其中光线474、475至少被提取反射器170A反射。出瞳40的宽度eL因此通过侧向变形组件110的相对较大的宽度而被增大，使得区域478可以被布置在期望的宽度上。眼睛45在出瞳40中的观看自由度被提高，有利地提高对于眼睛45的观看舒适度，同时在侧向方向上实现整个视场。
图5C进一步图示说明横向方向197上的瞳孔扩展。如在前文中针对图4C所讨论的，从提取反射器170D反射的光被导引到瞳孔44C，瞳孔44C具有不同于瞳孔44A的高度。
现在将描述图1A的说明性实施方案中的偏振光传播。
图6A是图示说明图1A的变形近眼显示设备100中的偏振光传播的侧视图的示意图；图6B是图示说明图1A的变形近眼显示设备100中的偏振光传播的前视图的示意图；并且图6C是图示说明针对传播通过图6A至图6B的展开的偏振控制组件的光的光轴对准方向和偏振态的示意图。图6A至图6C的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
如以上针对图1A所描述的，光学系统包括输入线性偏振器70，输入线性偏振器70被设置在空间光调制器48和提取反射器170的阵列之间。偏振转换延迟器72被设置在光反向反射器140和提取反射器170的阵列之间。
在图6A至图6C的可替代实施方案中，光学系统250包括输入线性偏转器70和偏振转换延迟器72，输入线性偏振器70被设置在空间光调制器48和提取反射器170的阵列之间，偏振转换延迟器72被设置在光反向反射器140和提取反射器170的阵列之间，偏振转换延迟器72被布置为分别在线性偏振态902、904和圆偏振态922、924之间转换通过偏振转换延迟器72的光的偏振态。偏振转换延迟器72在可见光波长(例如550nm)处具有四分之一波长的延迟；也就是说，偏振转换延迟器72在可见光波长(如550nm)处可以是四分之一波延迟，并且可以包括复合延迟器的堆叠，复合延迟器的堆叠被布置为在增大的光谱带上实现四分之一波延迟器的操作，例如包括潘查拉特南(Pancharatnam)堆叠。
图6C进一步图示说明偏振转换延迟器72的光轴方向872的布置；和输入线性偏振器70的线性偏振态电矢量透射轴线870。为了说明的目的，几何构造在光反向反射器140处反射之后被展开。进一步地，在本描述的光轴对准图中，元件70、72、140的纵横比出于说明的目的被减小；在说明性实施方案中，所述元件可以具有5mm的横向方向197长度和40mm的侧向方向195长度。
图6C图示说明偏振态的传播和各种光学组件的对准。偏振器70具有成90度的电矢量透射方向870，以使得线性偏振态902被透射并且通过反射器170以光轴方向872传到偏振转换延迟器72以输出圆偏振态922。圆偏振态924从提供π相位移动的镜子(如说明性展开几何构造所示)被反射，然后线性偏振态904被输出到反射器170上。线性偏振器70被布置为吸收具有偏振态904的往回反射的光。
图6A至图6C图示说明输入线性偏振器70被布置为在提取波导中传递处于p偏振态的光；也就是说，偏振态902具有提供p偏振的线性偏振态902的电矢量透射方向900，p偏振的线性偏振态902在提取波导1的横截面的平面中，并且在后引导表面6和前引导表面8的平面外，也就是说，在输出光线37在其中分布在横向方向197上的平面中。
输出光线37通过相对的后引导表面6和前引导表面8处的全内反射在第一方向191上被朝向侧向变形组件110引导，侧向变形组件110包括光反向反射器140，在图1A和图6A的实施方案中，光反向反射器140包括提取波导1的端部4和反射涂层。
如在下文中将进一步描述的，p偏振态902至少部分地且优选地优先透射通过提取反射器170和中间表面172。
偏振转换延迟器72被提供在提取反射器170A至170E和光反向反射器140之间。偏振光线37被转换为左旋圆偏振态922，并且在光反向反射器140处反射时发生的π相位移动提供反射的右旋圆偏振态924。偏振转换延迟器72输出s偏振的偏振态904，s偏振的偏振态904沿着光线37在第二方向193上往回传播到提取波导1。
偏振转换延迟器72最一般地用于提供偏振修改以为光线37提供从偏振态902到偏振态904的转换。偏振转换延迟器72在550nm的波长处可以具有四分之一波长的延迟，或者可以针对另一可见波长被调谐，例如以与单色显示器的峰值亮度匹配。偏振转换延迟器72的延迟可以不同于四分之一波长，而是被选择来提供相同的效果。例如，偏振转换延迟器72可以具有例如四分之三波长或四分之五波长的延迟。偏振转换延迟器72可以包括延迟器的堆叠以在增大的光谱范围上提供期望的相位修改，例如利用潘查拉特南延迟器堆叠(其不同于下文中描述的潘查拉特南-贝里透镜)。有利地，颜色均匀性可以被提高。偏振转换延迟器72可以被提供具有附加的延迟器层以增大四分之一波延迟器功能的视场，以实现跨观察视场的提高的均匀性。
在图1A中，偏振转换延迟器72被布置在提取波导1和侧向变形组件110之间，侧向变形组件110是光反向反射器140。偏振转换延迟器72可以被附接到波导的曲面反射端4。有利地，组装的成本和复杂性可以被降低。在图6B的可替代实施方案中，偏振转换延迟器72跨侧向变形组件110的弦被布置。这样的布置可以适合于提取波导1，其中光反向反射器作为单独的组件被组装到包括提取反射器170的波导的提取区域。
如在下文中将进一步描述的，s偏振态904优先被提取反射器170和中间表面172反射，并且被朝向眼睛45的瞳孔44输出。
来自真实世界物体30的非偏振光被导引通过提取波导1。具有p偏振的电矢量透射方向90的可选的偏振器90可以被提供，可选的偏振器90使线性偏振态920透射，并且可以被布置为使得提取波导1被布置在物体30和眼睛45之间。偏振器90可以提供太阳镜功能，并且与变形近眼显示设备100的亮度相比，降低背景物体亮度。进一步地，光线32可以优先透射通过提取反射器170，而不是在提取反射器170处被反射。有利地，叠加的虚像的图像对比度可以被提高，并且重像可以被减少。
将期望的是改进来自侧向变形组件110的像差。
图7A是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中侧向变形组件110进一步包括平面反射线性偏振器99和偏振转换延迟器89，偏振转换延迟器89被布置在光反向反射器140和反射线性偏振器99之间，光反向反射器140是反射端4；并且图7B是图示说明通过图7A的偏振控制组件的光轴对准方向的示意图。图7A至图7B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图7A的可替代实施方案图示说明变形近眼45显示设备100，变形近眼45显示设备100包括：照明系统240，照明系统240包括空间光调制器48，照明系统240被布置为输出光；以及光学系统250，光学系统250被布置为将来自照明系统240的光导引到观看者的眼睛45。光学系统250具有光轴199，并且在彼此垂直且垂直于光轴199的侧向方向195和横向方向197上具有变形性质。空间光调制器48包括分布在侧向方向195上的像素222。光学系统250包括：横向变形组件60，横向变形组件60在横向方向197上具有正光焦度，其中横向变形组件60被布置为接收来自空间光调制器48的光，并且照明系统240被布置为使得从横向变形组件60输出的光被导引到分布在横向方向197上的方向上。提取波导1被布置为接收针对各像素222和来自横向变形组件60的光线480。侧向变形组件110在侧向方向195上具有正光焦度，并且提取波导1被布置为将来自横向变形组件60的光沿着提取波导1引导到侧向变形组件110。光反向反射器140被布置为反射已经在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光以使得反射的光在与第一方向191相反的第二方向193上沿着提取波导1被引导，其中提取波导1包括提取特征169阵列，提取特征169包括提取反射器174A至174C，提取特征169被布置为使在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光透射并且提取在第二方向193上沿着提取波导1被引导的光朝向观看者的眼睛45，提取特征169阵列沿着提取波导1分布以便提供出瞳40扩展。提取反射器174A至174C被设置在提取波导1的内部，并且在前光引导表面6和后光引导表面8之间全程延伸，如图3所示。这是对于图1中示出的部分地跨提取波导1在相对的后引导表面6和前引导表面8之间延伸的提取反射器170的替代方案，但是如图1所示的这样的提取特征170可以可替代地被采用。
在图7A的可替代实施方案中，侧向变形组件110包括：反射线性偏振器99，反射线性偏振器99被设置在光反向反射器140和提取反射器174A至174C的阵列，其中光反向反射器140在侧向方向195上是曲面的；以及偏振转换延迟器89，偏振转换延迟器89被设置在反射线性偏振器99和光反向反射器140之间，偏振转换延迟器89被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过偏振转换延迟器89的光的偏振态。
反射线性偏振器99被布置在波导部分911A、911B之间，并且偏振转换延迟器89被布置在波导部分911B、911C之间。在如在下文中在图7F中图示说明的可替代实施方案中，偏振转换延迟器89可以被布置在反射线性偏振器99上或光反向反射器140上以使得波导部分911C被省略。
在图7B中，偏振转换延迟器89的光轴方向889的说明性布置分别被图示说明；并且分别地偏振器70、99的线性偏振态透射轴870、899。为了说明的目的，几何构造在光反向反射器140处反射之后被展开。
考虑光线489，输入线性偏振器70在波导1中提供p偏振态902。光线489被反射线性偏振器99透射。偏振转换延迟器89在可见光波长处具有四分之一波长的延迟；也就是说，偏振转换延迟器89在可见光波长(如550nm)处可以是四分之一波延迟，并且可以包括被布置为在增加的光谱带上实现四分之一波延迟器的操作的复合延迟器的堆叠(例如包括潘查拉特南堆叠)。偏振转换延迟器89的延迟可以不同于四分之一波长，而是被选择来提供相同的效果。例如，偏振转换延迟器89可以具有例如四分之三波长或四分之五波长的延迟。
光学系统250进一步包括被设置在空间光调制器48和提取反射器174A至174C的阵列之间的输入线性偏振器70，其中输入线性偏振器70和侧向变形组件110的反射线性偏振器99被布置为传递共同的偏振态。
反射线性偏振器99可以是线栅偏振器或多层偏振器膜(如3M APF反射偏振器)，并且可以被结合在提取波导1的部分911A、911B之间。
图7A的偏振转换延迟器89输出圆偏振态980。在光反向反射器140处反射之后，圆偏振态982由于反射时的相位移动而被提供，并且被转换为s偏振态984，s偏振态984被反射线性偏振器99反射。光线489然后被光反向反射器140反射第二次以提供偏振态902，偏振态902透射通过反射线性偏振器99并且被提取反射器174A至174C反射。因此，偏振转换延迟器89具有与例如图6A的偏振转换延迟器72不同的功能。
光线489因此两次入射到光反向反射器140上。这样的布置与光反向反射器141相比可以减少光反向反射器140的下垂，如果反射线性偏振器99和偏振转换延迟器89被省略，则光反向反射器141将被使用。光学系统的像差可以被减小，并且MTF可以被增大。进一步地，光焦度是消色差的，从而使颜色模糊最小化。有利地，眼睛45可以看见针对离轴观看方向的减少的图像模糊。视场可以针对高图像质量被增大。
在对于本文中其他地方描述的那些实施方案的可替代实施方案中，偏振态902可以通过另一偏振态(如例如线偏振的s偏振态或圆偏振态)来提供。传播通过系统的对应的偏振态可以被提供来实现类似的操作。偏振态902可以被提供来实现针对从波导1远离观看者47的眼睛45离开的光的期望地低的眩光以及在从光反向反射器140反射之后从反射提取反射器174的高效反射。如下文中描述的像差的进一步的改进可以被实现。
图7C是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中侧向变形组件110进一步包括曲面反射线性偏振器99和偏振转换延迟器89，偏振转换延迟器89被布置在光反向反射器140和反射线性偏振器99之间，光反向反射器140是反射端4。图7C的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
与图7A的实施方案相比，在图7C的可替代实施方案中，反射偏振器99在侧向方向195上是曲面的。反射从表面140C、然后表面99，然后再次表面140C连续发生。光焦度在每次反射被提供以使得每个表面的曲率可以被减小以实现侧向变形组件110的期望的光焦度。光学系统的像差可以被进一步减小，并且MTF可以被增大。进一步地，光焦度是消色差的，从而使颜色模糊最小化。有利地，眼睛45可以看见针对离轴观看方向的减少的图像模糊。本申请实施方案的光反向反射器140可以是非球面的。视场可以针对高图像质量被进一步增大。
进一步地，反射线性偏振器99可以在制造中借助于将反射线性偏振器99的表面关于单条轴线制成曲面来提供。反射线性偏振器99的失真可以有利地被减小。
图7D是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中侧向变形组件110进一步包括平面光反向反射器140、曲面反射线性偏振器99和偏振转换延迟器89，平面光反向反射器140是反射端4，偏振转换延迟器89被布置在平面光反向反射器140和反射线性偏振器99之间，平面光反向反射器140是反射端4；并且图7E是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中侧向变形组件110包括曲面光反向反射器140、曲面反射线性偏振器99、偏振转换延迟器89和折射透镜，曲面光反向反射器140是反射端4，偏振转换延迟器89被布置在平面光反向反射器140和反射线性偏振器99之间，平面光反向反射器140是反射端4，折射透镜被布置在输入端2和反射线性偏振器99之间。图7D至图7E的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
在图7D的可替代实施方案中，光反向反射器140在侧向方向195上不是曲面的并且是平面的；并且反射线性偏振器99被布置为提供侧向变形组件110的光焦度。有利地，提取波导1的长度L可以针对光反向反射器的期望的焦距被缩短。像差可以有利地在更小的封装中被改进。
进一步地，反射线性偏振器99可以具有轮廓，轮廓具有非球面形状以有利地实现改进的像差。
在图7E的可替代实施方案中，偏振转换延迟器89在侧向方向上是曲面的，并且被布置在波导部分911C、911D之间，波导部分911C、911D具有不同的折射率和/或折射率随着波长的不同的分布。有利地，像差的进一步的校正可以被实现。
图7E的可替代实施方案进一步示出折射透镜95，折射透镜95包括在波导部分911A、911B之间的表面91、反射线性偏振器99的表面92和材料93，材料93具有与波导部分911A的材料不同的折射率。这样的布置可以进一步提供像差的加强的控制。针对期望的图像模糊的离轴视场可以进一步被增大。
图7A至图7G的实施方案示出相同的偏振态902在波导1中在第一方向191和第二方向193上传播。可能期望的是减少杂散光。
图7F是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中侧向变形组件110进一步包括吸收偏振器85、反射线性偏振器99、偏振转换延迟器89、偏振控制延迟器87，偏振转换延迟器89被布置在光反向反射器140和反射线性偏振器99之间，光反向反射器140是反射端4，偏振控制延迟器87被布置在输入端2和反射线性偏振器99之间；并且
图7G是图示说明说明性偏振态传播通过图7F的偏振控制组件的示意图。图7F至图7G的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
在图7F的可替代实施方案中，光学系统250包括被设置在空间光调制器48和提取反射器170的阵列之间的输入线性偏振器70，并且侧向变形组件110进一步包括：偏振控制延迟器87，偏振控制延迟器87被设置在反射线性偏振器99和提取反射器170的阵列之间；偏振控制延迟器87，偏振控制延迟器87被布置为改变通过偏振控制延迟器87的光的偏振态；以及吸收线性偏振器85，吸收线性偏振器85被设置在偏振控制延迟器87和反射线性偏振器99之间，其中吸收线性偏振器85和反射线性偏振器99被布置为传递共同的线性偏振态，共同的线性偏振态是从偏振控制延迟器87在沿着波导1的方向上输出的偏振态的分量。
在图7F中，偏振控制延迟器87在可见光波长(如550nm)处具有四分之一波长延迟器的延迟，并且可以是潘查拉特南延迟器。偏振控制延迟器87被布置为在线性偏振态902、997和圆偏振态990、998之间转换通过偏振控制延迟器87的光的偏振态。偏振控制延迟器87具有被布置为提供所述转换的延迟和光轴方向887。
光学系统250包括被设置在空间光调制器48和提取反射器170的阵列之间的输入线性偏振器70，并且偏振转换延迟器89在侧向方向195上是曲面的。
在图7G中，分别地四分之一波延迟器71、87、89的光轴方向871、887、889的说明性布置被图示说明；并且分别地偏振器70、85、99的线性偏振态透射轴870、885、899。为了说明的目的，几何构造在光反向反射器140处反射之后被展开。四分之一波延迟器71、87、89中的至少一些在可见光波长(如550nm)处可以具有四分之一波延迟，并且可以包括复合延迟器的堆叠，复合延迟器的堆叠被布置为在增加的光谱带上实现四分之一波延迟器的操作，例如包括潘查拉特南堆叠。
考虑图7F中的偏振态沿着光线489的传播，那么线性偏振态在吸收偏振器85的前面被转换为圆偏振态990，吸收偏振器85具有与反射线性偏振器99的电矢量透射方向平行的电矢量透射方向。
光的一半透射通过反射线性偏振器99，并且偏振态991、992、993、994、995、996、997通过各种反射来提供，并且通过如在上文中针对图7A描述的偏振转换延迟器89。偏振控制延迟器87提供圆偏振态998，其中具有偏振态999S的一些光被偏振敏感提取反射器174A至174C反射，而具有偏振态999P的光被透射到输入端2。
如本文中其他地方所描述的，偏振转换延迟器71可以被布置为反射残留的透射的光以在输入线性偏振器70处被吸收。有利地，未被提取的光的可见性被降低。
图7F进一步图示说明偏振器和延迟器位点的可替代布置。偏振器和延迟器位点的这样的可替代说明性布置在如本文中其他地方描述的其他实施方案中可以被一起提供或者被单独提供。
在图7F的可替代实施方案中，输入线性偏振器70不被布置在输入端2处，并且提取波导1的区域178被提供在输入端2和输入线性偏振器70之间。在操作中，线性偏振器70被布置在提取反射器174C附近，并且针对输入光线489在入射到提取反射器174C上之前提供提高的偏振态均匀性。进一步的偏振器85被靠近提取反射器174A布置。
在区域178A、178B中，在提取波导1的块体材料(bulk material)中可能存在例如一些残留的双折射，残留的双折射可能引起对输入线性偏振态的一些偏振态修改。图7F的布置对于入射到提取反射器174A至174C上的光线489实现更均匀的偏振态902。有利地，均匀性可以被提高，并且作为对于外部环境的眩光而丢失的光被减少。
进一步地，偏振转换延迟器89是曲面的，并且被布置在光反向反射器140上。有利地，制作复杂性被降低。
图7H是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中侧向变形组件110进一步包括吸收偏振器85、平面反射线性偏振器99、偏振转换延迟器89和进一步的四分之一波延迟器87，偏振转换延迟器89被布置在光反向反射器140和反射线性偏振器99之间，光反向反射器140是反射端4，进一步的四分之一波延迟器87被布置在输入端2和反射线性偏振器99之间；并且图7I是图示说明说明性偏振态通过图7H的偏振控制组件传播的示意图。图7H至图7I的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
通过与图7F至图7G进行比较，在图7H至图7I的可替代实施方案中，偏振控制延迟器87在可见光波长处具有半波长的延迟，并且被布置为旋转线性偏振态，例如在线性偏振态902和线性偏振态971之间以及在线性偏振态998和线性偏振态979之间。
偏振控制延迟器87具有被布置为提供线性偏振态971的延迟和光轴方向887，线性偏振态971与反射线性偏振器99和吸收偏振器85的电矢量透射方向成45度倾斜。光的一半被作为偏振态992透射，如在图7F中所描述的，偏振态992提供透射通过反射线性偏振器99和吸收偏振器85的线性偏振态998。偏振控制延迟器87将该偏振态转换为45度线性态979。具有偏振态999S的一些光被偏振敏感提取反射器174A至174C反射，而具有偏振态999P的光则被透射到输入端2。
偏振控制延迟器87在可见光波长(如550nm)处可以具有半波延迟，并且可以包括复合延迟器的堆叠，复合延迟器的堆叠被布置为在增加的光谱带上实现半波延迟器的操作，例如包括潘查拉特南堆叠。
可能期望的是改进横向变形组件60的像差和/或减小横向变形组件60的大小。
现在将描述提取特征的各种可替代布置。一般来说，来自不同实施方案的提取特征是可互换的。也就是说，在上述实施方案中的任何一个中提供的提取特征都可以被替换为本文中其他地方描述的提取特征的可替代布置，包含下面的示例。
提取特征169可以包括提取反射器170，提取发射器170部分地跨提取波导1在提取波导1的前引导表面8和后引导表面6之间延伸，例如如图1A中图示说明。在可替代方案中，提取特征可以是反射提取反射器174A至174C，反射提取反射器174A至174C被设置在提取波导1的内部，并且整个地跨提取波导1在前光引导表面表面6和后光引导表面8之间延伸，例如如图3D和图7A至图7I中图示说明。在这两个可替代方案中，提取反射器170、174可以包括被部分反射涂层间隔开的中间表面。部分反射涂层可以包括至少一个电介质层。提取反射器170、174可以具有表面法线方向，表面法线方向相对于沿着波导的方向倾斜范围20度到40度内的角度a，优选地倾斜范围25度到35度内的角度，并且最优选地倾斜范围27.5度到32.5度内的角度。
在另一个可替代方案中，提取波导1可以具有前引导表面8和后引导表面6，并且后引导表面6包括提取小平面12、172，提取小平面12、172是提取特征169，每个提取小平面12、172被布置为使在第二方向193被引导的光反射通过前引导表面8朝向观看者的眼睛45，例如如下文中图19A至图19B和图21A至图21F中图示说明。
在又一个可替代方案中，提取波导1具有前引导表面8和后引导表面6，并且后引导表面6包括例如图22A中图示说明的衍射光学元件11B，衍射光学元件11B包括提取特征169。
提取特征169的这些可替代布置中的任何一个都可以被提供在用于下文中公开的图8A至图8F、图9A至图9D、图10A至图10F、图11A至图11E和图13A至图13K的实施方案的提取波导1中。
图8A是在侧视图中图示说明用于包括半镀银镜214和反射偏振器218的的变形近眼显示设备100的光学系统250一部分的示意图；并且图8B是图示说明针对传播通过图8A的偏振控制组件的光的光轴对准方向和偏振态的示意图。图8A至图8B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图8A的可替代实施方案图示说明变形近眼45显示设备100，变形近眼45显示设备100包括：照明系统240，照明系统240包括空间光调制器48，照明系统240被布置为输出光；以及光学系统250，光学系统250被布置为将来自照明系统240的光导引到观看者的眼睛45。光学系统250具有光轴199，并且在彼此垂直且垂直于光轴199的侧向方向195和横向方向197上具有变形性质。空间光调制器48包括分布在侧向方向195上的像素222(通过顶部像素222T图示说明)、中心像素222C和底部像素222B。光学系统250包括：横向变形组件60，横向变形组件60在横向方向197上具有正光焦度，其中横向变形组件60被布置为接收来自空间光调制器48的光，并且照明系统240被布置为使得从横向变形组件60输出的光被导引到分布在横向方向197上的方向上。提取波导1被布置为接收针对各自的像素222T、222C、222B并且来自横向变形组件60的光线480T、480C、480B。侧向变形组件110(在图8A至图8B中未被示出，但是例如如图1A中图示说明)在侧向方向195上具有正光焦度，并且提取波导1被布置为将来自横向变形组60件的光在第一方向191上沿着提取波导1引导到侧向变形组件110。光反向反射器140(未被示出)被布置为反射已经在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光以使得反射的光在与第一方向191相反的第二方向193上沿着提取波导1被引导，其中提取波导1包括提取特征169阵列(未被示出)，提取特征169被布置为使在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光透射并且提取在第二方向193上沿着提取波导1被引导的光朝向观看者的眼睛45，提取特征169阵列沿着提取波导1分布以便提供出瞳40扩展。
横向变形组件60包括光透射光学堆叠610，光透射光学堆叠610包括部分反射表面214、反射线性偏振器218和偏振转换延迟器216。
部分反射表面214可以包括例如部分透射金属层，部分透射金属层被形成在折射透镜61的透射构件234A的表面232A上。反射线性偏振器218可以是如上文中其他地方描述的类型。
在图8A至图8B的实施方案中，偏振转换延迟器261被设置在来自空间光调制器48的光的透射方向上、部分反射表面214的后面并且被设置在部分反射表面214和反射线性偏振器218之间。
部分反射表面214和反射线性偏振器218中的至少一个在横向方向197上具有正光焦度。在图8A的说明性实施方案中，部分发射表面214和反射线性偏振器218中的每个都是曲面的以为光线480T、480C、480B提供横向方向197上的光焦度。
偏振转换延迟器216被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过偏振转换延迟器216的光的偏振态。例如，线性偏振态964被转换为圆偏振态962，或者圆偏振态966被转换为线性偏振态902。
横向变形组件60进一步包括至少一个透镜元件61，透镜元件61包括透射构件234A、234B，透射构件234A、234B具有被布置在偏振转换延迟器216的每侧上的各自的外表面232A、232B。
部分反射表面214和反射线性偏振器218中的在横向方向197上具有正光焦度的至少一个在侧向方向195上不具有光焦度。有利地，部分反射表面214和/或反射线性偏振器218可以被作为可以方便地由单个曲率平面形成的没有扭曲的膜提供。例如，膜可以方便地以低成本和复杂性被粘附到圆柱形表面，而膜的光学性质没有退化。
现在将描述光线480T、480C、480B的传播。
考虑图8A的光线480T、480C、480B，空间光调制器48可以被布置为分别从各自的像素222T、222C、222B输出线偏振光，并且最典型地，照明系统240进一步包括被设置在空间光调制器48和横向光学组件之间60之间的输出偏振器210，输出偏振器210被布置为输出具有偏振态960的线偏振光。
提取波导1具有在侧向方向195和横向方向197上延伸的输入端2，提取波导1被布置为通过输入端2接收来自照明系统240的光，并且横向变形组件60被设置在空间光提取48和提取波导1的输入端2之间。
横向变形组件60包括进一步的偏振转换延迟器212，偏振转换延迟器212被设置在来自空间光调制器48的光的透射方向191上、部分反射表面214和反射线性偏振器218的前面，偏振转换延迟器212被布置为将线性偏振态960转换为圆偏振态962。偏振转换延迟器212可以被光学结合到线性偏振器210，有利地减少反射和杂散光。
在入射在部分反射表面214上时，光线480T、480C、480B中的一些被透射和折射，而一些光被作为具有偏振态961的光线482反射，因为在部分反射表面214处反射具有π相位移动。图8A的部分反射表面214是曲面的以在横向方向上提供折射力(refractive折射power)。有利地，一些光焦度可以通过表面232曲率来提供。
圆偏振态962被偏振转换延迟器216转换为线性偏振态964。在图8A的实施方案中，偏振转换延迟器216被布置在透镜61的透明构件234A、234B之间。有利地，来自偏振转换延迟器216的平坦性的失真的图像退化可以被减少。
光线480T、480C、480B在反射线性偏振器218处被反射，反射线性偏振器218是曲面的以提供侧向方向197上的光焦度与宽光谱带宽。线性偏振态964第二次通过偏振转换延迟器216被进一步转换为圆偏振态962；光中的一些以偏振态966从部分反射表面214被反射；第三次通过偏振转换延迟器216被透射以提供偏振态902，偏振态902被反射线性偏振器218透射。透镜61的表面232B的曲率进一步在进入到空气中的输出处提供折射光焦度。
清理偏振器70可以被提供来将偏振态902输入到提取波导1的输入端2中。
在图8A的实施方案中，反射光焦度通过曲面的部分反射表面214和反射线性偏振器218处的反射和折射来提供。表面232A、232B的轮廓可以被布置为提供期望的像差减小，减少图像模糊和失真并且进一步实现与如本文中其他地方描述的折射透镜61相比横向变形组件60的减小的厚度。
变形近眼显示设备100可以进一步包括线性偏振器70，线性偏振器70被布置在横向变形组件60和提取波导1的输入端2之间。
图8C是在侧视图中图示说明用于包括半镀银镜214和反射偏振器218的变形近眼显示设备100的光学系统250的一部分的示意图；并且图8D是图示说明针对传播通过图8C的偏振控制组件的光的光轴对准方向和偏振态的示意图。图8C至图8D的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
在图8C至图8D的可替代实施方案中，横向变形组件60包括进一步的偏振转换延迟器212，偏振转换延迟器212被设置在来自空间光调制器48的光的透射方向191上、部分反射表面214和反射线性偏振器218的后面。偏振态960、970、972、902的传播被相应地图示说明。
与图8A的实施方案相比，偏振转换延迟器216被布置在透镜61透明主体234的表面232A上以及反射线性偏振器218和主体234之间。有利地，组装的复杂性可以被降低。延迟器212可以进一步被布置在偏振器70上，有利地减少表面反射和杂散光。延迟器212远离空间光调制器48以使得延迟器212的加热可以被减少，有利地提高寿命。
现在将描述横向变形组件60的可替代布置。
图8E是在侧视图中图示说明用于包括曲面半镀银镜214和平面反射偏振器218的变形近眼显示设备100的光学系统250的一部分的示意图；并且图8F是在侧视图中图示说明用于包括平面半镀银镜214和曲面反射偏振器218的变形近眼显示设备100的光学系统250的一部分的示意图。图8E至图8F的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
在图8E的可替代实施方案中，只有部分反射表面是曲面的并且被布置在第一透镜61A的表面232AA上，第一透镜61A进一步包括曲面表面232AB和透明主体234A。透镜61B的表面232BA是平面的，并且具有透明主体234B的曲面表面232BB。反射线性偏振器218和偏振控制延迟器216被布置在平面表面232BA上。光焦度通过表面232AA、232AB、232BA和232BB处的折射以及从曲面的部分反射表面214的反射来提供。附加的折射表面232AB、232BA可以被布置为进一步改进像差。透明主体234A的材料可以不同于透明主体234B的材料以有利地实现减小的色差。
通过比较，在图8F的可替代实施方案中，只有反射线性偏振器218是曲面的，并且被布置在第一透镜61A的表面232AA上。部分反射表面214和偏振转换延迟器216被布置在平面表面232BA上。光焦度通过表面232AA、232AB、232BA和232BB处的折射以及从曲面的部分反射表面218的反射来提供。
图8E至图8F进一步图示说明偏振器70可以被省略，有利地降低成本。
将期望的是改进变形近眼显示设备100的像差性能，例如减少针对离轴方向的图像模糊。
图9A是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中侧向变形组件110包括曲面的反射端4和进一步的折射组件，特别是形成提取波导1的一部分并且被设置在反射端4和反射提取特征169之间的表面91、92和中间材料93、94。图9A的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图9A图示说明侧向变形组件110进一步包括透镜95，在该示例中，透镜95包括表面91、92和中间材料93、94。透镜95可以被布置具有与波导的相对的光引导表面6、8共平面的相对的后引导表面6和前引导表面8。有利地，高效率可以被实现。
在操作中，透镜95可以被布置为提供更宽的出口孔径eL上的侧向方向195上的改进的像差。因此，如图1F中图示说明的图像模糊454可以有利地被减少。
在图9A的可替代实施方案中，提取波导1被图示具有台阶式提取反射器170，但是图9A至图9B的实施方案不限于台阶式提取反射器170，并且前文中描述的任何其他的反射提取特征169都可以被作为替代方案提供。
可能期望的是缩小反射端的大小。
图9B是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中侧向变形组件110包括波导的反射端4，在该示例中，反射端4被形成为菲涅耳(Fresnel)反射器97。图9B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
菲涅耳反射器84被布置为有利地移除如图9A中图示说明的穹顶状反射端4的下垂。
在图9B的可替代实施方案中，提取波导1被图示具有被布置在复数个板180之间的提取反射器174，但是前文中描述的其他提取反射器可以被作为替代方案提供。
将期望的是增大图9A中图示说明的透镜95的光焦度，以实现增大的图像模糊减少。
图9C是在前视图中图示说明包括变形近眼显示设备100的示意图，其中侧向变形组件110包括折射组件95，折射组件95包括气隙和气隙镜96；并且图9D是在侧视图中图示说明图9C的变形近眼显示设备100的示意图。图9C至图9D的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图9A的可替代实施方案图示说明变形近眼45显示设备100，变形近眼45显示设备100包括：照明系统240，照明系统240包括空间光调制器48，照明系统240被布置为输出光；以及光学系统250，光学系统250被布置为将来自照明系统240的光导引到观看者的眼睛45。光学系统250具有光轴199，并且在彼此垂直且垂直于光轴199的侧向方向195和横向方向197上具有变形性质。空间光调制器48包括分布在侧向方向195上的像素222。光学系统250包括：横向变形组件60，横向变形组件60在横向方向197上具有正光焦度，其中横向变形组件60被布置为接收来自空间光调制器48的光，并且照明系统240被布置为使得从横向变形组件60输出的光被导引到分布在横向方向197上的方向上。提取波导1被布置为接收针对各自的像素222并且来自横向变形组件60的光线480。侧向变形组件110在侧向方向195上具有正光焦度，并且提取波导1被布置为将来自横向变形组件60的光沿着提取波导1在第一方向191上引导到侧向变形组件110。光反向反射器140被布置为反射已经在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光以使得反射的光在与第一方向191相反的第二方向193上沿着提取波导1被引导，其中提取波导1包括提取特征169的阵列，提取特征169被布置为使在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光透射并且提取沿着提取在第二方向193上沿提取波导1被引导的光朝向观看者的眼睛45，提取特征169的阵列沿着提取波导1分布以便提供出瞳40扩展。
在图9C至图9D的可替代实施方案中，侧向变形组件110包括透镜95，透镜95由被形成在波导中的气隙97的至少一个表面91、92形成。有利地，与例如图1A的布置相比，侧向方向上的像差可以被减小。调制传递函数可以被增大，并且图像模糊被减少。针对细节的图像对比度可以被提高，并且图像现实性有利地被改进。
气隙97具有边缘83，并且变形近眼显示设备100进一步包括反射器，反射器是跨气隙97的边缘83延伸的气隙镜96。气隙镜96提供气隙97的区域中的引导光的捕获。有利地，效率被提高，并且空间均匀性被提高。
气隙97被形成于其中的波导是提取波导1，并且光反向反射器140是提取波导1的反射端4。侧向变形组件110进一步包括光反向反射器140。有利地，大小和复杂性被降低，并且效率被提高。
通过与图9A进行比较，在图9C的可替代实施方案中，中间材料93被替换为气隙97，气隙97具有面对气隙97的表面91、92。表面91、92的折射力可以被修改，有利地提供侧向方向195上的像差的加强的控制。表面91、92可以具有圆形、椭圆形或其他非球面的顶视图轮廓以有利地使被导引到眼睛45的图像性能最大化。
将期望的是缩小侧向变形组件110的大小。现在将描述包括潘查拉特南-贝里透镜的侧向变形组件110的可替代布置。
图10A是在前视图中图示说明包括反射端4的变形近眼显示设备100的示意图，反射端4包括潘查拉特南-贝里透镜350。图10A的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
在图10A的变形近眼显示设备100的可替代实施方案中，侧向变形组件110的透镜95是潘查拉特南-贝里透镜350，并且光反向反射器140是平面镜。因此，潘查拉特南-贝里透镜350被布置在提取波导1和反射端4之间。
在图10A的可替代实施方案中，提取波导1被图示具有被布置在复数个板180之间的提取反射器174，但是前文中描述的其他提取反射器可以作为替代方案被提供。
在操作中，潘查拉特南-贝里透镜350在侧向方向195(350)上提供光焦度，并且在横向方向197(350)上不提供光焦度。潘查拉特南-贝里透镜350因此提供与前文中描述的曲面反射端4和具有透镜95的曲面反射端4类似的操作。在可替代实施方案(未被示出)中，反射端4可以包括曲面镜，并且侧向变形组件110的光焦度可以在潘查拉特南-贝里透镜350和曲面反射端4之间被共享。有利地，像差可以被改进。
图10B是在端视图中图示说明潘查拉特南-贝里透镜350的光学结构的示意图；图10C是在前视图中图示说明图10B的潘查拉特南-贝里透镜的光学结构的示意图。图10B至图10C的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图10B和图10C的可替代实施方案图示说明潘查拉特南-贝里透镜350，潘查拉特南-贝里透镜350包括被布置在取向层352和支撑基板355上的液晶分子354。取向层352提供在侧向方向195上跨潘查拉特南-贝里透镜350变化的液晶分子354指向矢方向(通常是非寻常折射率的方向)的分量357。在横向方向197(350)上，不存在指向矢方向的分量357的变化，所以潘查拉特南-贝里透镜350不提供相位移动调制。
在制造期间，取向层352可以例如通过用具有期望的相位轮廓的圆偏振光曝光和固化光取向层来形成以实现光轴方向357的变化。更具体地说，干涉图案在两个相反圆偏振的波前之间被创建，该干涉图案创建其方位在取向层的平面中变化的局部线偏振光以通过取向层352提供期望的取向轮廓。取向层因此用线偏振光被定向以在液晶材料354的层中提供光轴方向357，液晶材料354的层提供期望的光焦度轮廓。
液晶材料354的层可以具有厚度g，厚度g在期望的光波长(例如550nm)处具有半波厚度。液晶材料354可以是固化的液晶材料(如液晶聚合物)或者可以是被布置在相对的取向层之间的向列相液晶材料。
图10D是图示说明针对图10B的说明性潘查拉特南-贝里透镜的相位差随着侧向位置的变化的示意性曲线。图10D图示说明针对入射到潘查拉特南-贝里透镜350上的单色圆偏振平面波、在侧向方向195上跨端部4跨潘查拉特南-贝里透镜350的相位延迟的轮廓358A。跨潘查拉特南-贝里透镜350的相位的轮廓的间距Λ跨侧向方向195变化以实现所述轮廓358A，其中位点161处的间距大，位点161可以是潘查拉特南-贝里透镜350的中心，并且两侧的间距Λ减小。如图10B中图示说明的，液晶材料指向矢跨间距Λ旋转，这对圆偏振的入射光提供相位差、并且因此提供入射波前的偏转。
在潘查拉特南-贝里透镜350的一个位点161(通常是提取波导1的端部4的中心)处，液晶分子354取向使得没有相对相位差。轮廓358A图示说明对于第一圆偏振态(其可以是右旋圆偏振态)的相位调制，并且轮廓358B图示说明针对与第一偏振态正交的第二圆偏振态(其可以是左旋圆偏振态)的相位调制。
图10E在前视图中图示说明潘查拉特南-贝里透镜350的一部分在侧向方向195上跨提取波导1的端部4提供侧向变形组件110的操作的示意图。图10E的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
入射到潘查拉特南-贝里透镜350上沿着提取波导1的方向191传播的光线440、442以线性偏振态902被偏振。
对于位点161处的光线440，入射偏振态902被偏振控制延迟器72以相位差被透射以提供圆偏振态922。潘查拉特南-贝里透镜350对提取反射器170、174的电介质层的偏振光使用偏振控制延迟器72(其与用于优化透射和反射率的延迟器相同)，从而有利地实现改进的效率。
潘查拉特南-贝里透镜350在位点161处不提供相对相位调制，以使得光线440从光反向反射器140的反射提供正交的圆偏振态924，圆偏振态924作为偏振态924沿着方向193往回朝向提取反射器169透射，提取反射器169可以是如上文中描述的提取反射器170、174、218的反射器。
对于在侧向方向195上与位点161偏移距离XL的位点处的光线442，入射偏振态902再次被偏振控制延迟器72以相位差透射以提供圆偏振态922。潘查拉特南-贝里透镜350提供相位差梯度，以使得表示平面相前的光线442与说明性的未被偏转的光线444相比被偏转。在从光反向反射器140反射之后，进一步的相位移动被潘查拉特南-贝里透镜350提供以使得光线442经历进一步的偏转。沿着提取波导1在方向193上传播的反射的光线442平行于返回的光线440。因此，潘查拉特南-贝里透镜350、光反向反射器140和偏振控制延迟器72实现侧向变形组件110的期望的光学功能。
有利地，侧向变形组件110的物理大小被缩小，并且更紧凑的布置被实现。相位轮廓可以进一步提供对于侧向变形组件110的像差的校正。
在其他实施方案中，复数个潘查拉特南-贝里透镜350或与例如如图9A中图示说明的折射透镜95组合的潘查拉特南-贝里透镜350可以被提供，折射透镜95可以在沿着提取波导1的方向191上分开。改进的像差控制可以被实现，并且出瞳40可以在侧向方向195上被扩展。有利地，图1F的模糊PSF 452可以具有缩小的侧向模糊大小454L。
可能期望的是减少更高的侧向场角度处的图像模糊。
图11A是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中提取波导1的输入端2在侧向方向195上具有曲率。图11A的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图11A的可替代实施方案图示说明变形近眼45显示设备100，变形近眼45显示设备100包括：照明系统240，照明系统240包括空间光调制器48，照明系统240被布置为输出光；以及光学系统250，光学系统250被布置为将来自照明系统240的光导引到观看者的眼睛45。
光学系统250具有光轴199，并且在彼此垂直且垂直于光轴199的侧向方向195和横向方向197上具有变形性质。空间光调制器48包括分布在侧向方向195上的像素222。
光学系统250包括：横向变形组件60，横向变形组件60在横向方向197上具有正光焦度，其中横向变形组件60被布置为接收来自空间光调制器48的光，并且照明系统240被布置为使得从横向变形组件60输出的光被导引到分布在横向方向197上的方向上。
提取波导1被布置为接收针对各自的像素222并且来自横向变形组件60的光线489。
侧向变形组件110在侧向方向195上具有正光焦度，并且提取波导1被布置为将来自横向变形组件60的光在第一方向191sh昂沿着提取波导1引导到侧向变形组件110。
光反向反射器140被布置为反射已经在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光以使得反射的光在与第一方向191相反的第二方向193上沿着提取波导1被引导，其中提取波导1包括提取特征169的阵列，提取特征169包括提取反射器174A至174C，提取特征169被布置为使在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光透射并且提取在第二方向193上沿着提取波导1被引导的光朝向观看者的眼睛45，提取特征169的阵列沿着提取波导1分布以便提供出瞳40扩展。
返回到图5A的描述，并且通过与本实施方案进行比较，图5A图示说明在侧向方向195上不具有曲率的输入端2、横向变形组件60和具有位于像素表面224上的像素的空间光调制器48。
在实践中，侧向变形组件110的像差对图11A中示出的说明性曲面像场表面98B来说具有佩兹瓦尔(Petzval)像场弯曲，曲面像场表面98B与像素表面224相隔距离δ。表面224上的在方向191上与像场表面98B的间隔更宽的图像像素222具有减小的调制传递函数(MTF)，表现出更模糊。考虑像场表面98B，那么在侧向方向195上离轴的像素222与同轴的像素222相比，可以以增加的图像模糊被感知到。
将期望的是提供空间光调制器48的在像场表面98A上的像素222，像场表面98A在侧向方向195上跨空间光调制器48靠近照明系统240的像素表面224。
考虑图11A的实施方案，提取波导的曲面输入端2提供修改的像场表面98A。
在操作中，光线480是针对横向变形组件60上的来自像素222的输出光的说明性光线，该光线被朝向观察者的眼睛45导引。指示性光线450A、451A、450B、451B图示说明如果光源被布置在与眼睛45的视网膜46相对应的位点处、则将从眼睛45朝向空间光调制器48传播的光线。指示性光线450A、451A形成指示性像点223A，并且指示性光线450B、451B形成指示性像点223B，其中指示性像点223A、223B位于表面98A中。
考虑最佳焦点223B，与表面98B提供的将提供最佳焦点223C的间隔δB相比，表面98A与空间光调制器48的像素222的平面的间隔跨视场被减小。
在图11A的可替代实施方案中，提取波导1的输入端2因此在侧向方向195上具有补偿侧向变形组件110的佩兹瓦尔像场弯曲的曲率。因此，通过图11B提供的期望的像场表面98A与空间光调制器48的像素平面224更接近地对准。针对离轴像点的MTF被增大，并且有利地，图像模糊被减少。
现在将描述减小像场弯曲的可替代实施方案。
图11B是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中提取波导1的输入端2在侧向方向上具有曲率，并且横向变形组件60在侧向方向195上具有曲率；图11C是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中提取波导1的输入端2在侧向方向195上具有曲率，横向变形组件60在侧向方向195上具有曲率，并且空间光调制器48在侧向方向195上具有曲率；图11D是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中提取波导1的输入端2在侧向方向195上具有曲率，横向变形组件60在侧向方向195上具有曲率，并且空间光调制器48在侧向方向195上具有曲率，其中输入端2、横向变形组件和空间光调制器48中的每个的曲率方向与图11C的曲率方向相反；并且图11E是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，其中提取波导1的输入端2在侧向方向195上具有曲率，横向变形组件60在侧向方向195上具有曲率，并且空间光调制器48在侧向方向195上具有曲率，其中输入端2和横向变形组件中的每个的曲率方向与图11C的曲率方向相反，并且空间光调制器48的曲率方向与图11C的曲率方向相同。图11B至图11E的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图11B至图11E的可替代实施方案是图示说明以下情况的示例，即，提取波导1的输入端2、横向变形组件60和空间光调制器48中的至少一个可以以补偿侧向变形组件110的佩兹瓦尔像场弯曲的方式在侧向方向195上具有曲率。各元件2、60、48的曲率方向可以被修改以实现优化的图像性能，以使得针对离轴场点的MTF被进一步增大，并且有利地，图像模糊被减少。
与非变形组件相比，曲率可以仅关于一条轴线被布置。具体地说，空间光调制器48可以包括硅或玻璃背板。这样的背板通常不适合于关于两条轴线的曲率。然而，在本申请实施方案中，单轴线曲率可以实现对于像场弯曲的期望的校正。有利地，实现适当地呈曲面的空间光调制器48的成本可以被降低。
返回到图1F的描述，将期望的是减少本申请实施方案的变形近眼显示设备100的侧向颜色模糊455L和横向颜色模糊455T。
图12A是在端视图中图示说明从被白色像素222RGB照明的提取波导1提取有色光的示意图，白色像素222RGB包括同位的红色子像素222R、绿色子像素222G和蓝色子像素222B；并且图12B是在前视图中图示说明从被白色像素222RGB照明的提取波导1提取有色光的示意图，白色像素222RGB包括同位的红色子像素222R、绿色子像素222G和蓝色子像素222B。
图12A图示说明白色光线404RGB在从提取反射器170反射之后从说明性白色像素222RGB上的单个点的传播的视图。白色光线404RGB入射在前引导表面8上的位点229处，并且被朝向眼睛45输出。形成提取波导1的材料的色散意味着对于给定的入射角φRGB(具有侧向方向分量和横向方向分量)，输出方向404R、404G、404B分别针对说明性红色波长光(如625nm)、绿色波长光(如550nm)和蓝色波长光(如465nm)被提供，提供输出方向φR’、φG’、φB’。对于典型的色散材料，φR’小于φB’。颜色模糊454在被成像到视网膜46上时提供红色像素、绿色像素和蓝色像素的不合需要的分裂。
图12B进一步图示说明光线404RGB的传播的不同视图。在操作中，光线404RGB以光束被输出到眼睛45，该光束在方向191上传播时，最通常的是从说明性白色像素222RGB沿靠近光轴199(110)方向的方向被输出。这样的操作可以被称为远心操作。
光线404RGB在位点229处被提取反射器170反射到前引导表面8，提供相隔颜色模糊角度455的输出光线404R、404G、404B。
图12C是图示说明空间光调制器48的表面上的像素222位点的参考阵列的示意性图表；图12D是图示说明变形近眼显示设备的说明性实施方案中的与图12C的像素位点阵列相对应的角度输出方向的阵列的示意性图表；并且图12E是图示说明图12D的图表的区域的示意性图表。
图12C图示说明规则阵列上的参考像素225、227的位点，并且图12D图示说明针对用于图12C的位点处的像素222的像素225、227在通过变形近眼显示设备100的说明性实施方案成像之后的对应的角像场位点，变形近眼显示设备100具有结构类似于图3D中图示说明的结构的表面轮廓。
图12D至图12E图示说明输出角方向阵列被提供具有跨方向阵列的枕形失真，并且进一步地，色度模糊455如图12A至图12B中描述的那样被看见。
将期望的是减少颜色模糊455。
图13A是在端视图中图示说明从被白色像素照明的提取波导1提取有色光的示意图，白色像素包括分离的红色子像素222R、绿色子像素222G和蓝色子像素222B；并且图13B是在前视图中图示说明从被白色像素照明的提取波导1提取有色光的示意图，白色像素包括分离的红色子像素222R、绿色子像素222G和蓝色子像素222B。图13A至图13B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
与图12A至图12B相比，图13A至图13B图示说明输出光线方向404RGB，输出光线方向404RGB对于入射到前引导表面8处的位点229上的光线404R、404G、404B是相同的。因此，在图13A中，对于光线404R、404G、404B的入射角φR、φG、φB分别以共同的折射角φRGB’被输出，并且且对于图13A，对于光线404R、404G、404B的入射角θR、θG、θB分别以共同的折射角θRGB’被输出。为了实现光线404R、404G、404B，像素222R、222G、222B在空间光调制器48上被空间分隔。
图13C是图示说明空间光调制器48的表面上的像素位点222R、222B的校正阵列的示意性图表；图13D是图示说明图13C的图表的区域的示意性图表；并且图13E是图示说明变形近眼显示设备的说明性实施方案中的与图13C的像素位点阵列相对应的角度输出方向阵列的示意性图表。图13C至图13E的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
在图13C至图13D的可替代实施方案中，对于被导引到角位点227的光线，对应的子像素222R、222B被指示，图示说明对于红色波长和蓝色波长，侧向位点已经移位。
图13E图示说明如下实施方案，在这些实施方案中，空间光调制器48上的颜色子像素222R、222G和222B的相对位点被移动位点以调整失真，并且色移可以实现角位点的均匀分布。
现在将描述提供图13C的像素阵列的颜色子像素222R、222G、222B的布置。
图13F是在前视图中图示说明用于空间光调制器48上的第一位点225和第二位点227的颜色子像素222R、222G、222B的布置的示意图，其中侧向方向上的间距PLR、PLG、PLB变化；图13G是在前视图中图示说明用于空间光调制器上48的第一位点225和第二位点227的颜色子像素222R、222G、222B的布置的示意图，其中每个颜色分量的子像素222R、222G、222B在侧向方向上跨像素222的间距PLR、PLG、PLB在侧向方向195上变化，并且每个颜色分量的子像素222R、222G、222B在横向方向上跨像素222的横向方向上的间距PTR、PTG、PTB在侧向方向197上变化；并且图13H是在前视图中图示说明用于空间光调制器48上的第一位点225和第二位点227的颜色子像素222R、222G、222B的布置的示意图，其中像素222的间距在侧向方向和横向方向上变化，但是用于单个像素222的子像素222R、222G、222B在侧向方向上的间隔是恒定的。图13F至图13H的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图13F至图13H的可替代实施方案图示说明如图1A中图示说明的变形近眼45显示设备100，变形近眼45显示设备100包括：照明系统240，照明系统240包括空间光调制器48，照明系统240被布置为输出光；以及光学系统250，光学系统250被布置为将来自照明系统240的光导引到观看者的眼睛45。光学系统250具有光轴199，并且在彼此垂直且垂直于光轴199的侧向方向195和横向方向197上具有变形性质。空间光调制器48包括分布在侧向方向195上的像素222。光学系统250包括：横向变形组件60，横向变形组件60包括透镜61，透镜61在横向方向197上具有正光焦度，其中横向变形组件60被布置为接收来自空间光调制器48的光，并且照明系统240被布置为使得从横向变形组件60输出的光被导引到分布在横向方向197上的方向上。提取波导1被布置为接收针对各自的像素222并且来自横向变形组件60的光线480。侧向变形组件110在侧向方向195上具有正光焦度，并且提取波导1被布置为将来自横向变形组件60的光在第一方向191上沿着提取波导1引导到侧向变形组件110。光反向反射器140被布置为反射已经在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光以使得反射的光在与第一方向191相反的第二方向193沿着提取波导1被引导，其中提取波导1包括提取特征169的阵列，提取特征169的阵列包括提取反射器170A至170N，提取特征169被布置为使在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光透射并且提取在第二方向193上沿着提取波导1被引导的光朝向观看者的眼睛45，提取特征169阵列沿着提取波导1分布以便提供出瞳40扩展。
考虑图13F的可替代实施方案，空间光调制器48包括像素222阵列，其中每个像素222包括复数个颜色分量的子像素222R、222G、222B。每个颜色分量的子像素222R、222G、222B在侧向方向195上跨像素222的间距PLG、PLR、PLB以补偿颜色分量的光404R、404G、404B之间的色差的方式在颜色分量之间变化。考虑位点225，间距PLG(225)、PLR(225)、PLB(225)不同于位点227(在空间光调制器48上在侧向方向195和横向方向197上分别相隔距离ΔL、ΔT)处的间距PLG(227)、PLR(227)、PLB(227)。每个像素222的子像素222R、222G、222B被设置在横向方向197上具有相同的间距，以使得间距PTG、PTR、PTB在横向方向197上跨像素222阵列是恒定的。有利地，侧向方向195上的色度模糊455的可见性和图像失真的可见性可以被降低。
在图13F的可替代实施方案中，每个像素222的子像素222R、222G、222B在横向方向197上被对准。进一步地，每个颜色分量的子像素222R、222G、222B在横向方向197上跨像素222的间距PTR、PTG、PTB对于每个颜色分量都是相同的。有利地，空间光调制器48的结构的复杂性被降低。
在图13G的可替代实施方案中，每个颜色分量的子像素222R、222G、222B在横向方向197上跨像素222的间距PTR、PTG、PTB以补偿颜色分量的光之间的色差的方式在颜色分量之间变化。考虑图13G的可替代实施方案，与图13F的实施方案相比，每个像素222的子像素222R、222G、222B被设置在横向方向197上具有不同的间距，所以间距PTG(227)、PTR(227)、PTB(227)在横向方向197上跨像素222阵列变化。有利地，侧向方向195和横向方向197上的色度模糊455L、455T的可见性分别可以被降低。
考虑图13H的可替代实施方案，与图13F的实施方案相比，每个像素222的子像素222R、222G、222B被设置在侧向方向195上具有形同的间隔d1、d2，并且间隔PL(227)、PT(227)在侧向方向195和横向方向197上跨像素222阵列变化。有利地，失真的可见性可以被降低。
可能期望的是降低空间光调制器48的复杂性，同时实现减少的色度模糊455和图像失真。
图13I是图示说明提供空间光调制器的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的阵列的位点的计算的方法的流程图，空间光调制器包括c个不同的颜色子像素、m个像素列和n个像素行；并且图13J是图示说明提供空间光调制器的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的阵列的位点的计算的方法的可替代流程图，空间光调制器包括c个不同的颜色子像素、m个像素列和n个像素行。
参照图13I中图示说明的示例性方法，在第一步骤S1中，图像角度被选择，例如与图13E中的面板位点227相对应的图像角度。
在第二步骤S2中，颜色通道被选择，例如红色颜色通道。
在第三步骤S3中，空间光调制器48上的校正的颜色子像素位点222R被计算。对于三个颜色子像素222G、222B，重复步骤S2和S3。
在第四步骤S4中，图像数据被寻址到各自的像素位点以使得校正的图像数据被发送到正确的方向。然后对每个图像角位点(例如如图13E的阵列和阵列的元件之间的图像角度位点图示说明)，重复步骤S1至S4。
参照图13I中图示说明的示例性方法，在第一步骤S1中，具有c个颜色通道的m列n行的期望图像被读取到计算机存储器中，并且变量K、J和c被初始化为与图像阵列中的第一像素相对应的值(例如0、0、R)，然后在测试条件不被满足时，步骤S2被执行，在步骤S2中，像素的光学位置基于系统的已知的光学失真被计算。然后，步骤S3被执行，在步骤S3中，逆失真针对图像像素位置被数学计算，以使得当它被系统写入或输出时，它将被显示在最初期望的位置上。步骤S4写入或输出修改的像素位置。c、K和J的值然后被递增，直到整个原始图像被处理并且新的输出图像被生成为止。在步骤S5中，SLM 48然后可以用将消除失真的预校正图像被写入或寻址，然后渲染原始图像的外观。
包括图13I至图13J的方法的可替代实施方案可以针对例如图2A至图2D的像素布置被提供。在这样的固定的像素222阵列中，图像数据被提供来补偿颜色误差和失真误差。
在可替代实施方案中，图13I至图13J的方法可以被提供给图13F至图13H的像素布置。有利地，色度图像模糊455和图像失真可以被进一步减少。
可能期望的是提供由前光引导表面8处的折射引起的色度图像模糊455的进一步减少。
在本描述中，颜色像素222R、222G、222B可以更一般地通过其他或可替代的波段(包含但不限于，白色子像素、黄色子像素、品红子像素和青色子像素)来提供。像素222可以包括三个子像素或若干个不同于三个的子像素，例如在单色显示设备100中，一个子像素，或者在扩展色域显示设备100中，四个子像素。
图13K是在前视图中图示说明从被白色像素222RGB照明的提取波导1提取有色光的示意图，其中提取波导1进一步包括被布置在光反向反射器140和提取反射器170阵列之间的分色衍射光学元件142；并且图13L是在前视图中图示说明图13K的分色衍射光学元件142的操作的示意图。
在图13K至图13I的可替代实施方案中，分色衍射光学元件142被布置为使入射光线404RGB折射，以使得入射到光反向反射器140上的光以不同的角度θR、θG、θB入射，分别作为光线404R、404G、404B被输出。衍射扩散可以具有如通过前光引导表面8处的色散折射提供的反色散的反色散。有利地，色度模糊455可以被减少。
分色衍射光学元件142可以是具有如本文中其他地方针对例如图10A至图10B描述的操作的光栅，如潘查拉特南-贝里透镜，或者可以是另一类型的衍射光学元件，如体积全息照相。
现在将描述照明系统和横向变形组件60的可替代布置。
图14A是在侧视图中图示说明横向透镜61的布置的细节的示意图，横向透镜61形成横向变形组件60；并且图14B是在前视图中图示说明图14A的横向透镜61的布置的细节的示意图。图14A至图14B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
在图14A的可替代实施方案中，形成横向变形组件60的横向透镜61包括复合透镜61A至61C。进一步地，复合透镜可以包括透镜61D，透镜61D包括提取波导1的曲面输入端2。图14B图示说明照明系统240和横向变形组件60在侧向方向195上不提供光焦度，也就是说，复合透镜61A至61D是具有非球面表面轮廓(例如如通过透镜61A至61B的形状图示说明的非球面)的圆柱形或细长形以实现改进的场像差并且有利地增大更高的场角度处的MTF。
有利地，横向方向197(60)上的像差可以被改进。
进一步地，照明系统可以包括反射空间光调制器48、照明阵列302和光束组合器立方体，照明阵列302包括光源304，光束组合器立方体被布置为对空间光调制器48进行照明。照明阵列302可以包括不同颜色的光源以使得空间光调制器48可以提供时间顺序的彩色照明。
图14A进一步图示说明横向变形组件60可以包括横向衍射组件67，横向衍射组件67被提供在横向方向197上具有光焦度。组件67可以具有随角度变化的色差以便对横向方向197上来自折射组件60A至60D的色差进行校正。横向方向197上的颜色模糊可以有利地被减少。
图15A是在侧视图中图示说明用于在包括单独的红色空间光调制器48R、绿色空间光调制器48G和蓝色空间光调制器48B以及光束组合元件82的图1A的变形近眼显示设备100中使用的空间光调制器布置50的示意图。图15A的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图15A的可替代实施方案图示说明照明系统240可以包括红色空间光调制器48R、绿色空间光调制器48G和蓝色空间光调制器48B以及颜色组合棱镜，颜色组合棱镜被布置为将光线412R、412G、412B朝向横向变形组件60导引。这样的布置可以被用来提供来自例如发射空间光调制器48的高分辨率彩色影像。发射显示器可以例如是硅上OLED或硅上微型LED空间光调制器48。有利地，高分辨率彩色虚像可以被提供。
图15B是在侧视图中图示说明用于在包括鸟盆式折叠布置的图1的变形近眼显示设备100中使用的照明系统240和横向变形组件60的示意图。图15B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
在图15B的可替代实施方案中，空间光调制器48对折反射照明系统240进行照明，折反射照明系统240包括输入透镜79、曲面镜86A和部分反射镜81以使得光线412被导引到提取波导1的输入侧2中。有利地，横向方向197上的色差可以被减小。部分反射镜81可以是偏振分束器，或者可以是例如金属化薄层。
另外或可替代地，曲面镜86B可以被提供来提高操作效率。
图16是在透视前视图中图示说明输入聚焦透镜61的可替代布置的示意图。图16的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
空间光调制器48包括有源区49A和边界49B，并且与横向变形组件60的透镜对准，横向变形组件60的透镜是包括透镜60A至60F的复合透镜。透镜60A至60F中的一些可以包括具有恒定半径的表面，并且一些可以包括可变半径表面以使得在组合中像差校正有利地被改进。透镜60A至60F中的一些可以包括非球面表面以实现改进的像差，如减小像场弯曲。
现在将描述空间光调制器48、照明系统240和光学系统250的可替代布置。
图17是在侧视图中图示说明用于在图1A的变形近眼显示设备中使用的空间光调制器布置的示意图，空间光调制器布置包括空间光调制器48，空间光调制器48包括激光器50、扫描布置51和光漫射屏52。图17的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
在图17的可替代实施方案中，空间光调制器48包括激光器50，激光器50被布置为朝向扫描布置51导引光束490，扫描布置51可以是例如具有与图像数据同步的振荡53的旋转镜。
光束490被布置为对屏幕52进行照明以在屏幕处提供漫射光源55。屏幕52可以包括漫射布置以使得透射的光被漫射到光锥491中，光锥491被布置为将输入光线492提供到横向变形组件60和提取波导1中。
屏幕52可以可替代地包括光发射层，如磷光体激光器，激光束490被布置为在磷光体激光器处从光发射层产生发射。输出颜色可以有利地与激光器50发射波长无关。进一步地，激光散斑可以被减少。
激光器50可以包括跨行221T的激光发射像素222的一维阵列，并且扫描布置51可以在屏幕52处为空间光调制器48的每一可寻址行提供光源55的一维阵列。扫描布置51的扫描速度被降低，从而有利地实现降低的成本和复杂性。
可替代地，激光器50可以包括单个激光器发射器，并且扫描布置51可以提供光束490的二维扫描以在屏幕52处实现发射器55的二维像素阵列。有利地，激光器50成本可以被降低。
现在将描述包括激光源的进一步的布置。
图18A是在侧视图中图示说明包括空间光调制器48的提取波导1的输入的示意图，空间光调制器48包括激光源和扫描布置51；图18B是在前视图中图示说明空间光调制器48的示意图，空间光调制器48包括用于在图18A的布置中使用的一行激光光源172；并且图18C是图示说明可替代照明布置的示意图。图18A至图18C的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图18A的可替代实施方案包括横向变形组件60，横向变形组件60由偏转器元件50形成，偏转器元件50包括扫描镜51。
图18B图示说明适合用于图18A的布置中的包括像素222A至222N的一维阵列的空间光调制器48，其中像素222A至222N各自包括激光源。控制系统500被布置为将一次一行图像数据供应给空间光调制器48控制器505，空间光调制器48控制器505借助于驱动器509将像素数据输出到激光器像素222A至222N，并且借助于扫描仪驱动器511将位点数据输出到扫描布置51。激光器像素222A至222N被布置成在侧向方向195上具有间距PL的在一行，侧向方向195上的间距PL与例如图2D中图示说明的间距相同。
返回到图18A的描述，在操作中，用于图像数据的第一被寻址行的图像数据被应用于激光器像素222A至222N，并且扫描布置51被调整以使得来自空间光调制器48的激光被作为光线490A导引到跨横向方向197的第一方向上。在不同的时间，用于图像数据的不同的被寻址行的图像数据被应用于激光器像素222A至222N，并且扫描布置51被调整以使得来自空间光调制器48的激光被作为光线490B导引到跨横向方向197的不同方向上。横向变形组件60因此被布置为接收来自空间光调制器48的光，并且照明系统240被布置为使得从横向变形组件60输出的光以锥体491被导引到光线490A、490B图示说明的分布在横向方向上的方向上。
换句话说，扫描布置51关于侧向方向197(60)进行扫描，并且用于顺序地提供说明性光线490A、490B。借助于顺序扫描，扫描布置51针对来自空间光调制器48的光有效地在横向方向197(60)上具有正光焦度，从而以顺序的方式实现输出锥体491。以这种方式，扫描布置51将光导引到分布在横向方向上的方向上，从而使得它可以用作横向变形组件60。扫描布置51的扫描可以被布置为不将光导引到沿着提取波导1的方向191的附近或平行于方向191。有利地，双重成像被减少。
有利地，照明系统240和横向变形组件60的成本和复杂性可以被降低。
图18C的可替代实施方案提供光束扩展器61A、61B，光束扩展器61A、61B增大来自照明系统240的输出光束的宽度63。在图18C中，照明系统240进一步包括偏转器元件50，偏转器元件50被布置为将从横向变形组件60输出的光偏转可选量，偏转器元件50可选择性地操作来将从横向变形组件60输出的光导引到分布在横向方向197上的方向上。有利地，来自整个出瞳40的输出图像的均匀性被提供。
现在将描述包含对于图1A的那些反射提取特征的可替代形式的反射提取特征169的实施方案。可能期望的是降低波导1的制造成本和复杂性。
图19A是图示说明包括台阶式提取波导1的变形近眼显示设备100的前透视图的示意图；并且图19B是在侧视图中图示说明图19A的变形近眼显示设备100的操作的示意图。图19A至图19B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
在图19A的可替代实施方案中，提取特征169通过被中间区域10隔开的台阶12A至12D来提供。后引导表面8因此具有台阶式形状，台阶式形状包括多个小平面12和在小平面12之间的中间区域10，小平面12跨提取波导1在侧向方向195上延伸，并且被定向成使来自输入端2的输入光作为输出光反射通过前引导表面8，中间区域10被布置为导引光通过提取波导1，而不提取它。台阶式提取波导在美国专利No.9,594,261中被进一步描述，该专利整个通过引用并入本文。
通过与图1A进行比较，图19A至图19B的布置可以提供更方便地被制造并且有利地成本更低的提取波导1。
图19A至图19B的变形近眼显示设备100可以包括如本文中其他地方描述的被布置为改进像差并且改进图像质量的各种实施方案。横向变形组件60可以包括如参照图8F图示说明的光透射光学堆叠610。侧向变形组件110可以包括参照图7A至图7I图示说明的布置。像场弯曲可以通过图9A至图9D的布置来改进。变形组件60、110的像差控制和焦度可以通过用于在侧向变形组件110和/或横向变形组件60中使用的图10A至图10F的潘查拉特南-贝里透镜来进一步改进。色差和图像失真可以如例如上文中在图13A至图13K中图示说明的那样被改进。
可能期望的是改进图像亮度均匀性。
图20A是在透视前视图中图示说明变形近眼显示设备100的可替代布置的示意图，其中提取反射器169包括提取反射器174A至174D，提取反射器174A至174D包括复数个组成板180A至180E；并且图20B是在侧视图中图示说明图20A的变形近眼显示设备100的操作的示意图。图20A至图20B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
与图1A相比，在图20的可替代实施方案中，提取波导1包括被光学耦合在一起的复数个组成板180A至180E，其中提取反射器174A至174D被形成在组成板180A至180E之间。提取反射器174A至174D在提取波导1的相对的后引导表面6和前引导表面8之间延伸。换句话说，提取反射器174A至174E跨整个提取波导1在相对的后引导表面6和前引导表面8之间延伸；然而，通常，沿着提取波导1的一些区域178A、178B被提供不具有提取反射器174。
在图20A至图20B的可替代实施方案中，提取反射器174具有相同的反射区域。有利地，亮度随着观看角度的变化可以被减小。
图20A至图20B的变形近眼显示设备100可以包括如本文中其他地方描述的被布置为改进像差并且改进图像质量的各种实施方案。横向变形组件60可以包括如参照图8F图示说明的光透射光学堆叠610。侧向变形组件110可以包括参照图7A至图7I图示说明的布置。像场弯曲可以通过图9A至图9D的布置来改进。变形组件60、110的像差控制和焦度可以通过用于在侧向变形组件110和/或横向变形组件60中使用的图10A至图10F的潘查拉特南-贝里透镜来进一步改进。色差和图像失真可以如图13A至图13K中图示说明的那样被改进。
可能期望的是提高操作效率并且降低制造的复杂性。
图21A是图示说明变形近眼显示设备100的前透视图的示意图，变形近眼显示设备100包括偏振敏感反射器700；图21B是在侧视图中图示说明图21A的变形近眼显示设备100对于沿着提取波导1在第一方向191上传播的光的操作的示意图；图21C是在侧视图中图示说明图21A的变形近眼显示设备100对于沿着提取波导1在第二方向193上传播的光的操作的示意图；图21D是图示说明图21A的变形近眼显示设备中的偏振光传播的侧视图的示意图；图21E是图示说明图21A的变形近眼显示设备中的偏振光传播的前视图的示意图；并且图21F是图示说明穿过图21D至图21E的偏振控制组件的对准方向的示意图。图21A至图21F的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
变形近眼显示设备100包括：照明系统240，照明系统240包括空间光调制器48，照明系统240被布置为输出光；以及光学系统250，光学系统250被布置为将来自照明系统240的光导引到观看者的眼睛45的瞳孔44，其中光学系统250具有光轴199，并且在彼此垂直且垂直于光轴199的侧向方向195和横向方向197上具有变形性质，其中空间光调制器48包括分布在侧向方向195上的像素222，并且光学系统250包括：横向变形组件60，横向变形组件60在横向方向197上具有正光焦度，其中横向变形组件60被布置为接收来自空间光调制器48的光，并且照明系统240被布置为使得从横向变形组件60输出的光被导引到分布在横向方向197上的方向上；提取波导1，提取波导1被布置为接收来自横向变形组件60的光；侧向变形组件110，侧向变形组件110在侧向方向195上具有正光焦度，提取波导1被布置为将来自横向变形组60件的光在第一方向191上沿着提取波导1引导到侧向变形组件110；以及光反向反射器140，光反向反射器140被布置为反射已经在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光以使得反射的光在与第一方向191相反的第二方向193上沿着提取波导1被引导。
提取波导1包括：前引导表面8；偏振敏感反射器702，偏振敏感反射器702与前引导表面8相对；以及提取元件169，提取元件169被设置在偏振敏感反射器702的外部，提取元件169包括：后引导表面6，后引导表面6与前引导表面8相对；以及提取特征272A至272D阵列。
变形近眼显示设备100被布置为在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光401到达偏振敏感反射器702之前，为该光提供输入线性偏振态902；并且光学系统250进一步包括被设置在偏振敏感反射器702和光反向反射器140之间的偏振转换延迟器72，其中偏振转换延迟器72被布置为在线性偏振态902和圆偏振态922之间转换通过偏振转换延迟器72的光的偏振态，并且偏振转换延迟器72和光反向反射器140被组合布置为旋转在第一方向191上被引导的光的输入线性偏振态902以使得在第二方向193上被引导并且从偏振转换延迟器72输出的光具有正交于输入线性偏振态902的正交线性偏振态904；偏振敏感反射器72被布置为反射在第一方向上被引导的具有输入线性偏振态902的光并且传递在第二方向193上被引导的具有正交线性偏振态194的分量，以使得前引导表面8和偏振敏感反射器702被布置为在第一方向191上引导光，并且前引导表面8和后引导表面6被布置为在第二方向193上引导光；并且提取特征172阵列被布置为提取在第二方向193上沿着提取波导1被引导的光通过前引导表面8朝向观看者的眼睛45，提取特征172的阵列沿着提取波导1分布以便提供横向方向197上的出瞳扩展40。
提取波导1包括波导构件111A和波导构件111B，波导构件111A在前引导表面8和偏振敏感反射器170之间，波导构件111B在偏振敏感反射器700和后引导表面6之间。
考虑图21B，锥体491中的分布在横向方向197上的光线的传播被图示说明。来自空间光调制器48的像素222的同轴光线401被导引通过横向变形组件60进入到提取波导1中。
偏振敏感反射器700可以包括反射线性偏振器702或例如电介质堆叠。光线401具有通过输入偏振器70提供的偏振态902，并且通过在偏振敏感反射器700和前引导表面8之间引导而传播。
光锥491T入射在反射线性偏振器702上，并且被反射以使得复制的光锥491Tf被提供在方向191上沿着提取波导1传播。
图3C图示说明对应的反射的光锥493T、493Tf在光反向组件140处反射之后的传播。在横向方向197上，侧向变形组件110不具有光焦度，并且具有平行于第一方向191、193的表面法线方向。由杂散光(包括重像和鬼像)引起的伪像的可见性可以被降低。
反射的光锥493T、493Tf沿着第二方向193关于光轴199(60)和199f(60)传播。对应的横向方向197(60)、197f(60)也被指示。
沿着提取波导1在第二方向193上传播的反射的光线具有偏振态904，偏振态904通过侧向变形组件110处的或附近的偏振转换延迟器72(其可以是例如四分之一波片)和从光反向反射器140的反射来提供。
两个锥体493T、493Tf都包括图像数据，该图像数据在锥体493T、493Tf之间，是关于方向191翻转的，因此提供针对空间光调制器48上的给定像素222的光线方向的简并性。期望的是移除这样的简并性以使得锥体493T、493Tf中只有一个被提取并且二次图像不被导引到眼睛45的瞳孔44。
输出光线401通过相对的表面6、8的全内反射而传播，直到它入射在引导表面176上、然后在提取小平面172处，在引导表面176处，至少一些光被反射，在提取小平面172处，至少一些光如在下文中将进一步描述的那样被进一步反射以使得光锥493T优先被朝向前引导表面8导引。在光引导表面8处折射之后，锥体495T中的光被朝向眼睛45以具有与锥体493T相比增大的大小的锥角提取。
提取小平面172A至172E以相同的角度倾斜以使得对于图1A的光提取小平面172A至172E中的每个，光锥493T是平行的，并且对于从跨波导的不同的提取小平面172提取到瞳孔44的光线401的图像模糊有利地被减少。
通过比较，围绕光线461的光锥493Tf入射在表面8上，然后直接入射在提取小平面172上，而不首先从引导表面176反射以用于优先透射通过提取小平面172，并且光锥493Tf不被朝向眼睛45导引。简并性被降低或者被移除，并且图像串扰或反射的图像有利地被减少。
本申请实施方案使得输出的均匀性与图19A至图19B的变形近眼显示设备100相比能够被改进，并且与图20A至图20B的变形近眼显示设备100相比，被更方便地制造。
图21G是图示说明图7F至图7G的变形近眼显示设备100中的偏振光传播的侧视图的示意图，其中提取波导1包括偏振敏感反射器702；并且图21H是图示说明图7H至图7I的变形近眼显示设备100中的偏振光传播的侧视图的示意图，其中波导包括偏振敏感反射器702。图21G至图21H的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
在图21G的可替代实施方案中，变形近眼显示设备100包括：提取波导1，提取波导1包括：前引导表面8；偏振敏感反射器702，偏振敏感反射器702与前引导表面8相对；以及提取元件270，提取元件270被设置在偏振敏感反射器702的外部，其中提取元件270包括：后引导表面6，后引导表面6与前引导表面8相对；以及提取特征169的阵列，提取特征169的阵列包括倾斜的提取反射器272A至272D。
变形近眼显示设备100被布置为在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光到达偏振敏感反射器702之前，为该光提供输入线性偏振态902。
偏振转换延迟器89被设置在反射线性偏振器99和光反向发射器140之间，是第一偏振转换延迟器89。变形近眼显示设备100包括被布置在偏振敏感反射器702和反射线性偏振器99之间的第二偏振转换延迟器87，第二偏振转换延迟器87被布置为将平行于或正交于输入线性偏振态902的状态转换为偏振态900，偏振态900具有平行于输入线性偏振态902的分量和正交于输入线性偏振态902的分量。
变形近眼显示设备100包括吸收线性偏振器85，吸收线性偏振器85被布置为传递正交于输入线性偏振态902的分量991。在可替代实施方案中，吸收线性偏振器85可以被布置为传递平行于输入线性偏振态902的分量。
反射线性偏振器99被布置为传递与吸收线性偏振器85相同的分量991。
第二偏振转换延迟器87、吸收线性偏振器85、反射线性偏振器99、第一偏振转换延迟器89和光反向反射器140被组合布置为旋转在第一方向191上被引导的光的输入线性偏振态902以使得在第二方向193上被引导并且从第二偏振转换延迟器87输出的光具有线性偏振态997，线性偏振态997可以具有平行于输入线性偏振态902的分量999P和正交于输入线性偏振态902的分量999S。
偏振敏感反射器702被布置为反射在第一方向191被引导的具有输入线性偏振态902的光并且传递在第二方向193上被引导的正交于输入线性偏振态902的光的分量999S，以使得前引导表面8和偏振敏感反射器702被布置为在第一方向191上引导光，并且前引导表面8和后引导表面6被布置为在第二方向193上引导正交于输入线性偏振态902的光的分量999S。
偏振敏感反射器702可以包括反射线性偏振器或至少一个电介质层。
与图21G的第二偏振转换延迟器87(其被布置为提供线性偏振态和圆偏振态之间的转换，如四分之一波片)相比，图21H的可替代实施方案提供第二偏振转换延迟器88，第二偏振转换延迟器88被布置为提供线性偏振态的旋转，如半波片。对于在第一方向191上传播的光的输入光损耗控制可以与对于在第二方向193上传播的光的输出光损耗相平衡，可以被实现。
有利地，改进的像差可以至少在侧向方向195上被实现，并且具有降低的成本和复杂性的提取波导1可以被提供。
现在将描述可替代提取布置。
图21I是包括偏振敏感反射器的变形近眼显示设备的前透视图的示意图，其中提取元件是偏转元件；图21J是图示说明图21I的变形近眼显示设备的侧视图的示意图；并且图21K是图示说明图21I的变形近眼显示设备的一部分的侧视图的示意图。图21I至图21K的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
通过与图21A进行比较，在图21I至图21K的可替代实施方案中，提取波导1包括后引导表面6和与后引导表面6相对的偏振敏感反射器700；可以是变形近眼显示设备的变形定向照明装置1000进一步包括被设置在偏振敏感反射器700外部的偏转布置112，变形定向照明装置1000被布置为在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光到达偏振敏感反射器700之前，为该光提供输入线性偏振态902。光学系统250进一步包括被设置在偏振敏感反射器700和光反向反射器140之间的偏振转换延迟器72，其中偏振转换延迟器72被布置为在线性偏振态和圆偏振态922之间转换通过偏振转换延迟器72的光的偏振态902，并且偏振转换延迟器72和光反向反射器140被组合布置为旋转在第一方向191上被引导的光的输入线性偏振态902以使得在第二方向193上被引导并且从偏振转换延迟器72输出的光具有正交于输入线性偏振态902的正交线性偏振态904。偏振敏感反射器700被布置为：反射在第一方向191上被引导的具有输入线性偏振态902的光以使得后引导表面6和偏振敏感反射器700被布置为在第一方向191上引导光，并且传递在第二方向193上被引导的具有正交线性偏振态904的光以使得传递的光入射在偏转布置112上；并且偏转布置112被布置为使入射在偏振敏感反射器700上的被偏振敏感反射器700传递的光的至少一部分朝向变形定向照明装置1000前面的输出方向偏转。
在图21A至图21K的实施方案中，提取特征作为偏转元件116、偏转特征118和反射器117被提供在偏转布置112中。
考虑图21K，在操作中，光线460C(191)可以沿着提取波导1以高效率被透射。反射的光线460C(193)被偏振敏感反射器700以光轴方向773透射到中间偏振转换延迟器73上，中间偏振转换延迟器73被布置为将入射的p偏振态904转换为s偏振态902。偏转布置112包括偏转元件116，偏转元件116包括偏转特征118A，偏转特征118A是反射器117，反射器117可以是部分反射的。具有s偏振态902的光460CR(193)中的至少一些被抽调小平面(draftfacet)118B透射，并且被反射以朝向观看者的眼睛45输出。光460CT(193)中的一些被透射，并且在前波导114内引导，前波导114包括前引导表面8。这样的光被导引以在第二反向193上的不同位点处的偏转特征118A处输出。有利地，出瞳40大小被增大，并且图像均匀性被改进。
偏振敏感反射器700可以包括反射偏振器702、二向色堆叠712或其他类型的偏振敏感反射器。部分反射层275可以通过二向色堆叠276、金属层或其他部分反射层来提供。部分反射层275可以是偏振敏感的。
通过与图21A至图21H的实施方案进行比较，图21I至图21K的可替代实施方案提供输出光460CR(193)，输出光460CR(193)在偏转之后不往回传递通过偏振敏感反射器700。有利地，杂散光被减少，并且图像质量被改进。
图21A至图21K的变形近眼显示设备100可以包括如本文中其他地方描述的被布置为改进像差并且改进图像质量的各种实施方案。横向变形组件60可以包括如参照图8A至图8F图示说明的光透射光学堆叠610。侧向变形组件110可以包括参照图7A至图7I图示说明的布置。像场弯曲可以通过图9A至图9D的布置来改进。变形组件60、110的像差控制和焦度可以通过用于在侧向变形组件110和/或横向变形组件60中使用的图10A至图10F的潘查拉特南-贝里透镜来进一步改进。色差和图像失真可以如图13A至图13K中图示说明的那样被改进。上述特征可以被单独提供或组合提供。
可能期望的是进一步减低提取波导1的成本和复杂性。
图22A是在透视前视图中图示说明变形近眼显示设备100的可替代布置的示意图，其中提取波导1包括衍射光学元件11B；图22B是在侧视图中图示说明图22A的变形近眼显示设备100的操作的示意图。图22A至图22B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
考虑图22A的可替代实施方案，提取波导1包括透射元件11A和被光学耦合到透射元件11A的衍射光学元件11B。横向变形组件60和侧向变形组件110的操作如本文中其他地方所描述。
衍射光学元件11B被布置为提供在提取波导1中在相对的后引导表面6和前引导表面8之间被引导的光中的一些的提取，其中衍射光学元件11B被布置在相对的后引导表面6和前引导表面8之间。光轴199(60)上的沿着提取波导1的第一方向191的中心光线460C被衍射光学元件11B部分反射以输出远离眼睛45的光464。在光反向反射器处反射之后，光被进一步反射。
有利地，提取特征169(其是衍射光学元件11B)可以被方便地制造并且被附接到透射元件11A。
图22A至图22B的变形近眼显示设备100可以被修改为包含如本文中其他地方(例如如下)描述的被布置为改进像差并且改进图像质量的上述各种特征中的任何一个。横向变形组件60可以包括如参照图8F图示说明的光透射光学堆叠610。侧向变形组件110可以包括参照图7A至图7I图示说明的布置。像场弯曲可以通过图9A至图9D的布置来改进。变形组件60、110的像差控制和焦度可以通过用于在侧向变形组件110和/或横向变形组件60中的潘查拉特南-贝里透镜来进一步改进。色差和图像失真可以如图13A至图13K中图示说明的那样被改进。
上述图7A至图7I、图8A至图8F、图9A至图9D、图10A至图10F、图11A至图11E和图13A至图13K的特征可以被单独提供或组合提供。
现在将描述包括变形近眼显示设备100的头戴件600。
图23A是在透视前视图中图示说明增强现实头戴式显示设备600的示意图，增强现实头戴式显示设备600包括在眉毛位置上被布置有空间光调制器48和横向变形组件60的单眼变形显示设备，横向变形组件60由横向透镜61形成；并且图23B是在透视前视图中图示说明增强现实头戴式显示设备600的示意图，增强现实头戴式显示设备600包括在眉毛位置上被布置有空间光调制器48R、48L和横向变形组件60R、60L的双眼变形显示设备100L、100R。图23A至图23B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
头戴式显示设备600可以包括一副眼镜600，该副眼镜600包括本文中其他地方描述的变形近眼显示设备100，变形近眼显示设备100被布置为当头戴式显示设备600被穿戴上时跨观看者47的至少一只眼睛45延伸。头戴式显示设备600可以包括一副眼镜，该副眼镜包括具有镜框603和臂部604的眼镜框架602，眼镜框架602用作头部固定布置，头部固定布置被布置为将变形近眼显示设备100安装在穿戴者的头上，其中变形近眼显示设备100跨穿戴者的至少一只眼睛延伸。一般来说，任何其他的头部固定布置可以可替代地被提供。镜框603和/或臂部604可以包括至少用于照明系统240的电源、感测和控制的电气系统。本申请实施方案的变形近眼显示设备100可以被提供具有轻重量，并且可以是透明的。头戴式显示设备600可以通过线材被系到远程控制系统，或者为了无线控制，可以不被系上。有利地，增强现实内容的舒适观看可以被提供。
可能期望的是提供变形近眼显示设备100的美观外观。
图23C是在透视前视图中图示说明用于增强现实头戴式显示设备600的目镜布置102的示意图。图23C的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
目镜布置102可以被布置在头戴式显示设备600内，并且可以包括变形近眼显示设备100。提取波导1可以被与基板103一起嵌入，基板103围绕变形近眼显示设备100的组件170、110延伸。基板103的形状的轮廓可以被形成为适合各种成形的头戴式显示设备，例如眼镜。有利地，美观外观可以被改进。
基板103的边缘105可以被提供具有光吸收表面，光吸收表面吸收来自变形近眼显示设备100的入射光。光吸收表面可以是被涂覆吸收材料的结构化防反射表面。有利地，图像对比度可以被提高。
可能期望的是改变照明系统240在头戴式显示设备600中的定位。
包括基板103的目镜布置102可以进一步被提供给本公开的实施方案中的其他实施方案。
图24A是在透视前视图中图示说明在镜腿位置上具有空间光调制器48的变形近眼显示设备100的示意图；图24B是在透视前视图中图示说明增强现实头戴式显示设备600的示意图，增强现实头戴式显示设备600包括在镜腿位置上被布置有空间光调制器的左眼变形显示设备；并且图24C是在透视前视图中图示说明增强现实头戴式显示设备600的示意图，增强现实头戴式显示设备600包括在镜腿位置上被布置有空间光调制器的左眼变形显示设备和右眼变形显示设备。图24A至图24C的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
与图1A的布置相比，照明系统240被布置在提取波导1的侧面和方向191上，在方向191上，提取波导1沿针对用户的眼睛45的水平方向延伸。因此，针对瞳孔44的侧向方向195是垂直的，并且横向方向197是水平的。变形近眼显示设备100可以被布置在头戴件600的臂部内，减小头戴式显示设备600的镜框603的体积。有利地，头戴式显示设备600的美观外观可以被改进。进一步地，照明系统240和被布置在臂部604中的控制电子器件之间的连接可以以降低的复杂性被提供从而降低的成本。
将期望的是提供其中头戴式显示设备对于外部图像不透明的虚拟现实头戴式显示设备600。
图25是在前视图中图示说明包括左眼变形显示设备100R和右眼变形显示设备100L的虚拟现实头戴式显示设备600的示意图。图25的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图25的头戴式显示设备600的可替代实施方案可以包括被固定在头部装备601上的显示设备100R、100L，显示设备100R、100L的大小大于图23B的眼镜头戴式显示设备600的期望大小。参照图1F，像差可以针对给定的场角被减小，视场可以针对给定的椭圆形模糊PSF 452限值被增大。进一步地，图像明亮度可以被提高。
现在将描述包括输入波导和分离的提取波导的变形近眼显示设备的可替代布置。
图26A是图示说明变形近眼显示设备100的前透视图的示意图；图26B是图示说明图26A的变形近眼显示设备100的顶视图的示意图；并且图26C是图示说明图26A的变形近眼显示设备100的前视图的示意图。
图26A图示说明变形近眼显示设备100，变形近眼显示设备100包括：照明系统240，照明系统240包括空间光调制器48，照明系统240被布置为输出光(例如光线401)；以及光学系统250，光学系统250被布置为将来自照明系统240的光导引到观看者的眼睛45，其中光学系统250具有光轴199，并且在彼此垂直且垂直于光轴199的侧向方向195和横向方向197上具有变形性质，其中空间光调制器48包括分布在侧向方向195上的像素222，并且光学系统250包括：横向变形组件60，横向变形组件60在横向方向197上具有正光焦度，其中横向变形组件60被布置为接收来自空间光调制器48的光401，并且照明系统240被布置为使得从横向变形组件60输出的光被导引到分布在横向方向197上的方向上；提取波导1A，提取波导1A被布置为接收来自横向变形组件60的光；部分反射镜7，输入波导1A被布置为将来自横向变形组件60的光沿着输入波导1A引导到部分反射镜7，并且部分反射镜7被布置为反射该光中的至少一些；中间波导1C，中间波导1C被布置为接收被部分反射镜7反射的光中的至少一些，侧向变形组件110，侧向变形组件110在侧向方向195上具有正光焦度，中间波导1C被布置为将从部分反射镜7接收的光在第一方向191C上沿着中间波导1C引导到侧向变形组件110；光反向反射器140，光反向反射器140被布置为反射已经在第一方向191C上沿着中间波导1C被引导的光以使得反射的光在与第一方向191C相反的第二方向193C上沿着中间波导1C被引导，部分反射镜7被布置为使该光中的至少一些透射；以及提取波导1B，提取波导1B被布置为接收已经在第二方向193C上沿着中间波导1C被引导的被部分反射镜7透射的光中的至少一些，其中提取波导1B包括反射提取特征170a至170n的阵列，反射提取特征170a至170n被布置为提取沿着提取波导1B被引导的光朝向观看者的眼睛45，反射提取特征170a至170n的阵列沿着提取波导1B分布以便提供出瞳40扩展。
输入波导1A被布置为将来自横向变形组件60的锥体491A中的光线400沿着输入波导1A沿方向191A引导到部分反射镜7。输入波导1A具有平面的且平行的相对的后引导表面6A和前引导表面8A。输入波导1A进一步具有在侧向方向195(60)和横向方向197(60)上延伸的输入面2A，输入波导1A被布置为通过输入面2A接收来自照明系统240的光400。输入面2A在侧向方向195上在输入波导1A的边缘22A、24A之间延伸，并且在横向方向197上在输入波导1A的相对的后引导表面6A和前引导表面8A之间延伸。输入波导1B的输出面4A被布置为朝向部分反射镜7输出光。
输入波导1A和中间波导1C不包括被布置为提取沿着其被引导的光的提取特征。在操作中，输入波导1A被布置为如两个输入波导1A中的被引导的光线401的之字形路径图示说明的在相对的后引导表面6和前引导表面8之间引导光线400。有利地，光可以以高效率从横向变形组件60被导引到部分反射镜7，并且图像可以以减少的图像模糊被提供。
部分反射镜7被布置为接收来自输入波导1A的光。部分反射镜7可以被布置在镜波导1D内，镜波导1D具有边缘22D、24D、输入面2D、波导输出面4DC和波导输出面4DB。
气隙3AD、3DC和3DB分别被布置在镜波导1D和输入波导1A、中间波导1C和提取波导1B之间。一些光线可以在镜波导1D内引导。在下文中将针对图6G至图6K来进一步描述气隙3的操作。
一般来说，镜波导1D的镜7被布置为将来自输入波导1A的光中的至少一些导引到中间波导1C中。
部分反射镜7可以包括部分反射层，如气隙、反射偏振器或电介质层。部分反射镜7可以提供偏振敏感反射率，并且偏振器70可以如下文中例如在图7A至图7B中描述的那样被提供。
部分反射镜7可以被进一步布置为使被中间波导1C的光反向反射器140反射的光透射。在可替代实施方案中，部分反射镜7可以被布置为使来自输入波导1A的光透射并且使来自中间波导1C的光反射。
中间波导1C被布置为接收来自部分反射镜7的光中的至少一些，并且包括光反向反射器140，光反向反射器140被布置为反射已经在第一方向191C上沿着中间波导1C被引导的光锥491C中的光以使得光锥493C中的反射的光在与第一方向191C相反的第二方向193C上沿着中间波导1C朝向部分反射镜7和提取波导1B被引导。
中间波导1C进一步具有在侧向方向195(60)和横向方向197(60)上延伸的输入面2C，中间波导1C被布置为接收来自部分反射镜7的光400。输入面2C在侧向方向195上在中间波导1C的边缘22C、24A之间延伸，并且在横向方向197C上在中间波导1C的相对的后引导表面6C和前引导表面8C之间延伸。
中间波导1C可以不包括被布置为提取沿着其被引导的光的提取特征。中间波导1C的前引导表面8C和后引导表面6C是平面的且平行的。有利地，光可以以高效率沿着中间波导1C被引导，并且输出图像的图像模糊被减少。
在图26A的实施方案中，光反向反射器140是中间波导1C的反射端4C。此外，光反向反射器140形成侧向变形组件110。具体地说，中间波导1C的反射端4C具有曲面形状，并且进一步在侧向方向195上包括提供正光焦度的反射材料，反射材料在侧向方向195(110)上影响锥体491C中的光线，并且在横向方向197(110)上不具有光焦度。反射材料可以是反射膜，如来自3M的ESRTM，或者可以是蒸镀的或溅射的金属材料。在图26A的实施方案中，侧向变形组件110因此是在侧向方向195上具有正光焦度并且在横向方向197上不具有光焦度的曲面镜。
光学系统250因此被布置为使得从侧向变形组件110输出的光被导引到分布在横向方向197(110)和侧向方向195(110)上的方向上。反射端4C的曲面形状可以是实现如在下文中将进一步描述的来自空间光调制器48的光线到眼睛45的瞳孔44的期望的成像的形状，即，球体的截面、椭圆形、抛物线或其他非球面形状。
来自光反向反射器140的反射的光从中间波导1C被输出，并且以偏振态902入射在镜波导1D上，偏振态902优先被部分反射镜7透射。有利地，效率可以被提高。
提取波导1B被布置为接收来自侧向变形组件110的光。
提取波导1B进一步具有在侧向方向195(60)和横向方向197(60)上延伸的输入面2B，提取波导1B被布置为接收来自部分反射镜7的光400。输入面2B在侧向方向195上在提取波导1B的边缘22B、24B之间延伸，并且在横向方向197B上在提取波导1B的相对的后引导表面6B和前引导表面8B之间延伸。提取波导1B的输出面4B可以例如包括光吸收材料。有利地，杂散光可以被减少。
提取波导1B具有前引导表面8B和后引导表面6B，并且后引导表面6B包括提取小平面270，提取小平面270是反射提取特征169。提取波导包括反射提取特征170a至170n的阵列，反射提取特征170a至170n被布置为提取沿着提取波导1B被引导的光朝向观看者的眼睛45，反射提取特征170a至170n的阵列沿着提取波导1B分布以便提供出瞳扩展。
提取波导1B包括提取小平面270和中间表面272，中间表面272沿着提取波导在相邻的提取反射器270对之间延伸，并且被布置在后光引导表面6B上。在图26A的实施方案中，中间表面272被布置在提取反射对170A至170B、170B至170C、170C至170D和170D至170E之间。这样的外表面可以借助于中间表面272处的全内反射和提取小平面270处的全内反射来反射被引导到眼睛45的光401，因此是偏振独立的，使得偏振转换延迟器72B可以被省略，并且偏振态904可以在提取波导1B内传播。输入线性偏振器因此被布置为在提取波导中传播处于s偏振态904的光。有利地，提高的效率可以被实现。
在图26A的实施方案中，方向193C、191B是相同的。在下文中描述的其他实施方案中，方向193C、191B可以是不同的。如在下文中将进一步描述的，提取反射器270被布置为提取沿着提取波导1B在方向191B上被引导的光锥491B中的至少一些朝向观看者47的眼睛45。
图27A至图27B是图示说明变形近眼显示设备的可替代布置中的偏振态传播的顶视图的示意图。图27A至图27B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
通过与图26B进行比较，图27A的可替代实施方案包括被设置在提取波导1B内部的提取反射器170。然而，适合于部分反射镜7处的高效反射的光传播在图26B和图27A中是相同的。
提取反射器170部分地跨提取波导1B在提取波导1B的相对的后引导表面6和前引导表面8之间以连续移位的位置延伸。连续移位的位置沿着波导沿方向191B被布置。换句话说，在横向方向197上，提取反射器170部分地跨提取波导1B以连续移位的位置延伸。
输入线性偏振器70被设置在空间光调制器48和部分反射镜7之间，在图26B的实施方案中，部分反射镜7在横向变形组件60和输入波导1A之间。输入线性偏振器70是吸收偏振器，如被布置为分别使线性偏振态904、902透射并且吸收正交偏振态902、904的二向色性碘偏振器。
在图27A的可替代实施方案中，偏振器70可以被布置为使s偏振的偏振态904透射，s偏振的偏振态904可以优先从部分反射镜7被反射朝向中间波导1C。偏振转换延迟器72C被设置在部分反射镜7和光反向反射器140之间，偏振转换延迟器72C被布置为在线性偏振态904和圆偏振态924之间转换通过偏振转换延迟器72C的光的偏振态，其中偏振转换延迟器72C在可见光波长(例如550nm)处具有四分之一波长的延迟；也就是说，偏振转换延迟器72C在可见光波长(如550nm)处可以是四分之一波延迟，并且可以包括复合延迟器堆叠，复合延迟器堆叠被布置为在增大的光谱带上实现四分之一波延迟器的操作，例如包括潘查拉特南堆叠。输出的改进的色度可以被实现。
在光反向反射器140处反射之后，正交的圆偏振态922被提供，并且偏振转换延迟器72C往回朝向部分反射镜7提供p偏振线性态902，p偏振线性态902优先被朝向提取波导1B透射。部分反射镜7的增大的透射可以针对朝向提取波导1B传播的光线被实现。
光学系统250进一步包括被设置在部分反射镜7和提取波导1B之间的进一步的偏振转换延迟器72B，偏振转换延迟器72B被布置为在线性偏振态902和正交的线性偏振态904之间转换通过偏振转换延迟器72B的光的偏振态，其中进一步的偏振转换延迟器72B在可见光波长具有半波长的延迟。如在下文中将描述的，进一步的偏振转换延迟器72B提供入射到提取反射器170上的偏振态904。有利地，如在下文中将描述的，改进的效率可以被实现。
图27B的可替代实施方案包括被设置在提取波导1B内部的提取反射器170。输入线性偏振器70被设置在空间光调制器48和横向变形组件60之间。偏振器70可以被布置为使p偏振的偏振态902透射，p偏振的偏振态902可以优先被部分反射镜7透射朝向中间波导1C。偏振转换延迟器被布置为在线性偏振态902和圆偏振态922之间转换通过偏振转换延迟器的光的偏振态。在光反向反射器140处反射之后，正交的圆偏振态924被提供，并且偏振转换延迟器72C往回朝向部分反射镜7提供s偏振线性态904，s偏振线性态904优先被朝向提取波导1B反射。部分反射镜7的提高的反射率可以针对朝向提取波导1B传播的光线被实现。
图27A的进一步的偏振转换延迟器72C被省略，以使得偏振态904优先被反射提取器170反射。有利地，效率被提高。
通过与图1A至图25进行比较，图26A至图27B的可替代实施方案包括与提取波导1B分离的输入波导1A。中间波导1C可以被布置具有如上文中所描述的针对侧向方向195和横向方向197提供的像差校正实施方案。进一步地，提取波导1B可以被提供具有如上文中所描述的提取特征169的各种实施方案。此外，图26A至图27B的实施方案针对沿第一方向191传递的光不提供入射到提取特征169上的光入射，例如如在上文中在图1B中图示说明。有利地，效率可以被提高，并且杂散光可以被减少。
图28是在前视图中图示说明变形近眼显示设备100的示意图，图26A至图27B中图示说明的类型的变形近眼显示设备100的中间波导1C，变形近眼显示设备100包括输入波导1A、部分镜7、中间波导1C和提取波导1B，其中侧向变形组件110进一步包括平面反射线性偏振器99和偏振转换延迟器89，偏振转换延迟器89被布置在光反向反射器140和反射线性偏振器99之间，光反向反射器140是反射端4。
与图7A的实施方案相比，在图28的可替代实施方案中，侧向变形组件110被提供在中间波导1C的端部4C处，而不是图7A的提取波导1的端部4处。进一步地，提取波导1B被布置为通过输入波导1A和中间波导1C接收来自横向变形组件60的光。
这样的布置可以实现图7A的期望的像差和大小改进。在其他示例中，侧向变形组件110和横向变形组件60的特定示例被示出(例如，包括反射线性偏振器99、图7A和图28的偏振转换延迟器89、以及图8A的半镀银镜214和反射偏振器218、图10A的Pancharatnum-Berry透镜350等)，但是这不是限制性的，并且一般来说，本文中公开的用于在包括提取波导1的实施方案中使用的像差增强实施方案中的任何一个都可以可替代地被应用于包括中间波导1C的实施方案中。类似地，各种特征可以按任何组合被组合在一起。
上文中的实施方案的照明系统240和光学系统250可以被提供给用于对外部场景479进行照明的变形定向照明装置。
图29A是图示说明被布置为对外部场景479进行照明的变形定向照明装置1000的前透视图的示意图。图29A的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图29A的可替代实施方案图示说明变形定向照明装置1000，变形定向照明装置1000包括照明系统240，照明系统240包括光源阵列948，照明系统被布置为输出光。光源阵列948可以例如包括发光二极管的阵列，或者可以通过如本文中其他地方描述的空间光调制器48来提供。
光学系统250被布置为导引来自照明系统240的光。光锥499中的光可以被朝向外部被照明场景479导引。被照明场景479可以包含，但不限于，道路、房间、外部空间、处理装备、计量环境、戏剧舞台、人体(如用于出于面部检测和测量目的的面部照明)。
光学系统250具有光轴199，并且在彼此垂直且垂直于光轴199的侧向方向195和横向方向197上具有变形性质，其中光源阵列948包括分布在侧向方向195上的光源949a至949n，如本文中其他地方描述的，光源949a至949n可以进一步分布在横向方向197上。
光学系统250进一步包括在横向方向197上具有正光焦度的横向变形组件60，其中横向变形组件60被布置为接收来自光源阵列948的光，并且照明系统250被布置为使得从横向变形组件60输出的光被导引到分布在横向方向197上的方向上。
光学系统250进一步包括提取波导1和侧向变形组件110，提取波导1被布置为接收来自横向变形组件60的光，侧向变形组件110在侧向方向195上具有正光焦度，提取波导1被布置为将光锥491中的光在第一方向191上沿着提取波导1引导到侧向变形组件110。
光反向反射器140被布置为反射已经在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光以使得光锥493中的经反射的光在与第一方向191相反的第二方向193上沿着提取波导1被引导。
提取波导1包括被设置在提取波导1内部的至少一个反射提取特征970，至少一个反射提取特征970被布置为使在第一方向191上沿着提取波导1被引导的光透射并且提取在第二方向193上沿着提取波导1被引导的光以提供被朝向被照明场景479导引的输出光锥499。
图29A的变形定向照明装置1000可以包括如对于本文中其他地方描述的变形近眼显示设备100的实施方案描述的被布置为提高效率、像差和图像质量的各种实施方案。
如例如图7A中图示说明的，侧向变形组件110可以包括：反射线性偏振器99，反射线性偏振器99被设置在光反向反射器140和至少一个提取特征970之间；以及偏振转换延迟器89，偏振转换延迟器89被设置在反射线性偏振器99和光反向反射器140之间，偏振转换延迟器89被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过偏振转换延迟器89的光的偏振态。侧向变形组件110的像差可以在侧向方向上被改进。光锥499的保真度可以被提高，并且照明场可以被增大。外部场景479的更高对比度的照明可以被提供。减少的眩光和提高的亮度可以被实现。
如例如在图8A中图示说明的，横向变形组件60可以包括：部分反射表面214；反射线性偏振器218，反射线性偏振器218与部分反射表面214串联设置，其中部分反射表面214和反射线性偏振器218中的至少一个在横向方向197上具有正光焦度；以及偏振转换延迟器216，偏振转换延迟器216被设置在部分反射表面214和反射线性偏振器218之间，偏振转换延迟器216被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过偏振转换延迟器216的光的偏振态。在未被示出的可替代实施方案中，提取波导1可以包括例如图26A的中间波导1C。有利地，光锥输出的保真度可以在横向方向上被改进。外部场景的更高对比度的照明可以被提供。减少的眩光和提高的亮度可以被实现。
如例如图9A中图示说明的，侧向变形组件111可以包括透镜95，透镜95由气隙97的至少一个表面91、92形成。在未被示出的可替代实施方案中，提取波导1可以包括例如图26A的中间波导1C。有利地，光锥输出的保真度可以在横向方向上被改进。外部场景的更高对比度的照明可以被提供。减少的眩光和提高的亮度可以被实现。
如例如图10A中图示说明的，侧向变形之间110的透镜是潘查拉特南-贝里透镜350。在未被示出的可替代实施方案中，提取波导1可以包括例如图26A的中间波导1C。有利地，光锥输出的保真度可以在横向方向上被改进。外部场景的更高对比度的照明可以被提供。减少的眩光和提高的亮度可以被实现。变形定向照明装置的紧凑性可以被改进。
如例如图11A至图11C中图示说明的，提取波导1的输入端2、横向变形组件60和光源阵列948中的至少一个在侧向方向195上具有补偿侧向变形组件110的像场弯曲的曲率。在未被示出的可替代实施方案中，提取波导1可以包括例如图26A的中间波导1C。有利地，光锥输出的保真度可以在横向方向上被改进。外部场景的更高对比度的照明可以被提供。减少的眩光和提高的亮度可以被实现。
如例如图13F至图13H中图示说明的，光源阵列948可以被提供(代替空间光调制器48)，光源阵列948包括光源949(代替像素222)的阵列，其中每个光源949(代替像素222)包括复数个颜色分量的子光源949R、949G、949B(代替像素222R、222G、222B)，并且每个颜色分量的子光源949R、949G、949B在侧向方向195上跨光源的间距P以补偿颜色分量的光之间的色差的方式在颜色分量之间变化。有利地，输出光锥499的显色可以被减少。图像保真度可以被提高，并且照明场可以被改进。
通过与上文中描述的变形近眼显示设备100进行比较，与用于对瞳孔44和视网膜46进行照明的角度像素信息相比，来自变形定向照明装置1000的输出光被作为用于对场景479进行照明的照明锥体951a至951n提供。被照明场景479的高分辨率成像可以以高效率和低成本在紧凑的封装中被实现。
光源949可以输出光，该光是可见光或红外光。有利地，场景479的定向照明可以被提供用于对其他检测器(如LIDAR检测器)的可见照明或场景照明。光源949可以具有不同的光谱输出。不同的光谱输出包含：白色光光谱、复数个不同的白色光光谱、红色光、橙色光和/或红外光。可见照明可以被提供，并且用于检测目的的进一步的照明也可以被提供，这些照明可以具有不同的照明结构来实现检测的改进的信噪比。
在可替代实施方案中，场景479可以包括投影屏幕，并且变形定向照明装置1000可以将图像的投影提供到投影屏幕上。有利地，具有高效率的轻重量便携式图像投影仪可以以薄封装被提供。
图29A的反射提取特征970可以可替代地通过光提取特征970a至970n的阵列来提供。有利地，定向照明外观的美观外观可以被修改。可替代地，反射提取特征970可以通过如上文中其他地方描述的反射提取特征169中的至少一个来提供，并且可以包括至少一个特征，如但不限于，提取反射器170、172、174和衍射提取特征112B。光源阵列948的可替代实施方案可以通过如上文中(例如在图2A至图2D、图17和图18A至图18C中)描述的空间光调制器48的实施方案来提供。横向变形组件60可以可替代地包括如参照图8A至图8F图示说明的光透射光学堆叠610。侧向变形组件110可以可替代地包括参照图7A至图7I图示说明的布置。像场弯曲可以通过如图9A至图9D的布置来改进。变形组件60、110的像差控制和焦度可以通过用于在侧向变形组件110和/或横向变形组件60中使用的图10A至图10F的潘查拉特南-贝里透镜来进一步改进。色差和图像失真可以如图13A至图13K中图示说明的那样被改进。波导布置可以包括如图1A中图示说明的提取波导1；如图21A至图21H中图示说明的偏振敏感反射器700；或输入波导1A、部分反射器7、中间波导1C和提取波导1B。上述特征可以被单独提供或组合提供。
波导1布置、横向变形组件60布置、侧向变形组件110布置和提取特征970布置的可替代实施方案可以如上文中其他地方描述的那样被提供。
图29B是图示说明包括车辆600的道路场景479的侧视图的示意图，车辆600包括车辆外灯设备106，车辆外灯设备106包括图29A的变形定向照明装置1000。图29B的实施方案的没有被进一步详细讨论的特征可以被假定对应于如以上所讨论的具有等同的标号的特征，包含特征中的任何可能的变化。
图29B的可替代实施方案图示说明车辆外灯设备106，车辆外灯设备106包括如图29A中图示说明的变形定向照明装置1000，变形定向照明装置1000是被安装在用于安装到车辆600的壳体108上的车辆外灯装置。车辆外灯设备106被布置为对外部场景479(如道路环境)进行照明。
车辆外灯设备106提供输出光锥499以使得水平面499和道路表面494可以被照明。在图29B的示例中，光锥499的横截面跨横向方向197分布。在可替代实施方案中，光锥499的横截面可以跨侧向方向195分布。
光源阵列948可以由控制器500响应于物体(如被照明场景479中的其他驾驶者或道路危险物)的位点来控制。光锥499可以被布置为对与各自的光源949相对应的光锥951的二维阵列进行照明。光源949a至949n可以单独可控或共同可控，以使得场景479的一些部分被照明，并且其他部分不被照明或者以不同的照度被照明。有利地，对于其他驾驶者的眩光可以被减少，同时提供道路场景479的提高水平的照度。
虽然根据本文中公开的原理的各种实施方案已经在上面被描述，但是应理解它们仅仅是作为示例而呈现的，而不是限制。因此，本公开的广度和范围不应受上述示例性实施方案中的任何一个限制，而是应仅根据从本公开公布的任何权利要求和它们的等同形式限定。此外，以上优点和特征是在所描述的实施方案中提供的，但是不应使这样的公布的权利要求的应用限于实现以上优点中的任何一个或所有优点的过程和结构。
此外，本文的段落标题是被提供用于37CFR 1.77下的建议一致性，或者用于提供组织线索。这些标题不应限制或表征可以从该公开公布的任何权利要求中所阐述的一个或多个实施方案。具体地并且作为示例，尽管标题指“技术领域”，但是权利要求书不应被该标题下所选择的语言限制为描述所谓的技术领域。进一步，“背景技术”部分中的技术的描述不是要被解读为承认某个技术是该公开中的任意一个或多个实施方案的现有技术。“发明内容”也不是要被认为是在公布的权利要求书中所阐述的一个或多个实施方案的特征描述。另外，该公开中对单数的“发明”的任何引用不应被用于证明在该公开中仅有一个新颖点。根据从该公开公布的多个权利要求的限定，可以阐述多个实施方案，并且这些权利要求相应地定义了由其保护的一个或多个实施方案，以及它们的等同形式。在所有情况下，这些权利要求的范围应根据该公开按照这些权利要求本身的实质来理解，而不应被本文中所列的标题限制。

Claims (64)

1.一种变形近眼显示设备，所述变形近眼显示设备包括：
照明系统，所述照明系统包括空间光调制器，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为将来自所述照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述空间光调制器包括分布在所述侧向方向上的像素，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在所述横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述空间光调制器的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光在第一方向上沿着所述提取波导引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括提取特征的阵列，所述提取特征被布置为使在所述第一方式上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，所述提取特征阵列沿着所述提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且
所述侧向变形组件包括：
反射线性偏振器，所述反射线性偏振器被设置在所述光反向反射器和所述提取特征的阵列之间；以及
偏振转换延迟器，所述偏振转换延迟器被设置在所述反射线性偏振器和所述光反向反射器之间，所述偏振转换延迟器被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过所述偏振转换延迟器的光的偏振态。
2.根据权利要求1所述的变形近眼显示设备，其中所述反射线性偏振器在所述侧向方向上是曲面的。
3.根据权利要求2所述的变形近眼显示设备，其中所述光反向反射器在所述侧向方向上不是曲面的。
4.根据权利要求1或2所述的变形近眼显示设备，其中所述光反向反射器在所述侧向方向上是曲面的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述偏振转换延迟器在所述侧向方向上是曲面的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述偏振转换延迟器在可见光波长处具有四分之一波长的延迟。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述光学系统包括输入线性偏振器，所述输入线性偏振器被设置在所述空间光调制器和所述提取反射器的阵列之间，其中所述输入线性偏振器和所述侧向变形组件的所述反射线性偏振器被布置为传递共同的偏振态。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述侧向变形组件进一步包括：
偏振控制延迟器，所述偏振控制延迟器被设置在所述反射线性偏振器和所述提取特征的阵列之间，所述偏振控制延迟器被布置为改变通过所述偏振控制延迟器的光的偏振态；以及
吸收线性偏振器，所述吸收线性偏振器被设置在所述偏振控制延迟器和所述反射线性偏振器之间，其中所述吸收线性偏振器和所述反射线性偏振器被布置为传递共同的线性偏振态，所述共同的线性偏振态是从所述偏振控制延迟器输出的偏振态在沿着所述波导的方向上输出的分量。
9.根据权利要求8所述的变形近眼显示设备，其中所述偏振控制延迟器在可见光波长处具有四分之一波长延迟器或半波长的延迟。
10.根据权利要求8或9所述的变形近眼显示设备，其中所述光学系统包括输入线性偏振器，所述输入线性偏振器被设置在所述空间光调制器和所述提取反射器的阵列之间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述提取特征是被设置在所述提取波导内部的提取特征。
12.根据权利要求11所述的变形近眼显示设备，其中所述提取特征包括提取反射器，所述提取反射器跨所述提取波导的至少一部分、在所述提取波导的前引导表面和后引导表面之间延伸。
13.根据权利要求12所述的变形近眼显示设备，其中所述提取反射器包括被部分反射涂层间隔开的中间表面。
14.根据权利要求13所述的变形近眼显示设备，其中所述部分反射涂层包括至少一个电介质层。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述提取反射器具有表面法线方向，所述表面法线方向相对于沿着所述提取波导的方向倾斜范围20度到40度内的角度，优选地倾斜范围25度到35度内的角度，并且最优选地倾斜范围27.5度到32.5度内的角度。
16.根据权利要求1至10中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述提取波导具有前引导表面和后引导表面，并且所述后引导表面包括提取小平面，所述提取小平面是提取特征，每个提取小平面被布置为使在所述第二方向被引导的光反射通过所述前引导表面朝向观看者的眼睛。
17.根据权利要求1至10中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述提取波导具有前引导表面和后引导表面，并且所述后引导表面包括衍射光学元件，所述衍射光学元件包括所述提取特征。
18.根据权利要求1至10中任一项所述的变形近眼显示设备，其中：
所述提取波导包括：
前引导表面；
偏振敏感反射器，所述偏振敏感反射器与所述前引导表面相对；以及
提取元件，所述提取元件被设置在所述偏振敏感反射器的外部，其中所述提取元件包括：
后引导表面，所述后引导表面与所述前引导表面相对；以及
所述提取特征的阵列；
所述变形近眼显示设备被布置为在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光到达所述偏振敏感反射器之前，为所述光提供输入线性偏振态；
被设置在所述反射线性偏振器和所述光反向反射器之间的所述偏振转换延迟器是第一偏振转换延迟器；
所述变形近眼显示设备包括被布置在所述偏振敏感反射器和所述反射线性偏振器之间的第二偏振转换延迟器，所述第二偏振转换延迟器被布置为从平行于或正交于所述输入线性偏振态的状态转换为具有平行于所述输入线性偏振态的分量和正交于所述输入线性偏振态的分量的偏振态；
所述变形近眼显示设备包括吸收线性偏振器，所述吸收线性偏振器被布置为传递平行于所述输入线性偏振态的分量或正交于所述输入线性偏振态的分量；
所述反射线性偏振器被布置为传递与所述吸收线性偏振器相同的分量；
所述第二偏振转换延迟器、所述吸收线性偏振器、所述反射线性偏振器、所述第一偏振转换延迟器和所述光反向反射器被组合布置为旋转在所述第一方向上被引导的光的输入线性偏振态以使得在所述第二方向上被引导并且从所述第二偏振转换延迟器输出的光具有线性偏振态，所述线性偏振态具有平行于所述输入线性偏振态的分量和正交于所述输入线性偏振态的分量；并且所述偏振敏感反射器被布置为反射在所述第一方向上被引导的具有所述输入线性偏振态的光并且传递在所述第二方向上被引导的正交于所述输入线性偏振态的分量，以使得所述前引导表面和所述偏振敏感反射器被布置为在所述第一方向上引导光，并且所述前引导表面和所述后引导表面被布置为在所述第二方向上引导光的正交于所述输入线性偏振态的分量。
19.根据权利要求18所述的变形近眼显示设备，其中所述偏振敏感反射器包括反射线性偏振器。
20.根据权利要求18或19所述的变形近眼显示设备，其中所述偏振敏感反射器包括至少一个电介质层。
21.根据权利要求1至17中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述光学系统进一步包括：
输入波导，所述输入波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
部分反射镜，所述输入波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述输入波导引导到所述部分反射镜，并且所述部分反射镜被布置为反射所述光中的至少一些；
中间波导，所述中间波导被布置为接收被所述部分反射镜反射的光中的至少一些；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述中间波导被布置为将从所述部分反射镜接收的光在第一方向上沿着所述中间波导引导到所述侧向变形组件；
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述中间波导被引导的光以使得经反射的光哎与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述中间波导被引导到所述部分反射镜，所述部分反射镜被布置为使所述光中的至少一些透射；并且
其中所述提取波导被布置为接收已经沿着所述中间波导在所述第二方向上被引导的被所述部分反射镜透射的光中的至少一些。
22.一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括根据权利要求1至21中任一项所述的变形近眼显示设备和头部固定布置，所述头部固定布置被布置为将所述变形近眼显示设备固定在穿戴者的头上，其中所述变形近眼显示设备跨所述穿戴者的至少一只眼睛延伸。
23.一种变形近眼显示设备，所述变形近眼显示设备包括：
照明系统，所述照明系统包括空间光调制器，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为将来自所述照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述空间光调制器包括分布在所述侧向方向上的像素，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述空间光调制器的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光在第一方向上沿着所述提取波导引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括提取特征的阵列，所述提取特征被布置为使在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，所述提取特征的阵列沿着所述提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且
所述横向变形组件包括：
部分反射表面；
反射线性偏振器，所述反射线性偏振器与所述部分反射表面串联设置，其中所述部分反射表面和所述反射线性偏振器中的至少一个在所述横向方向上具有正光焦度；以及
偏振转换延迟器，所述偏振转换延迟器被设置在所述部分反射表面和所述反射线性偏振器之间，所述偏振转换延迟器被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过所述偏振转换延迟器的光的偏振态。
24.根据权利要求23所述的变形近眼显示设备，其中所述部分反射表面和所述反射线性偏振器中的每个都在所述横向方向上具有正光焦度。
25.根据权利要求23或24所述的变形近眼显示设备，其中所述部分反射表面和所述反射线性偏振器中的在所述横向方向上具有正光焦度的至少一个在所述侧向方向上不具有光焦度。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述横向变形组件进一步包括至少一个透镜元件。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述反射线性偏振器被设置在来自所述空间光调制器的光的透射方向上、所述部分反射表面的后面。
28.根据权利要求23至26中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述反射线性偏振器被设置在来自所述空间光调制器的光的透射方向上、所述部分反射表面的前面。
29.根据权利要求23至28中任一项所述的变形近眼显示设备，其中
所述提取波导具有在所述侧向方向和所述横向方向上延伸的输入端，所述提取波导被布置为通过所述输入端接收来自所述照明系统的光，并且
所述横向变形组件被设置在所述空间光调制器和所述提取波导的所述输入端之间。
30.根据权利要求29所述的变形近眼显示设备，其中所述横向变形组件进一步包括进一步的偏振转换延迟器，所述进一步的偏振转换延迟器被设置在来自所述空间光调制器的光的透射方向上、所述部分反射表面和所述反射线性偏振器的前面，或者被设置在来自所述空间光调制器的光的透射方向上、所述部分反射表面和所述反射线性偏振器的后面。
31.根据权利要求29或30所述的变形近眼显示设备，所述变形近眼显示设备进一步包括线性偏振器，所述线性偏振器被布置在所述横向变形组件和所述提取波导的所述输入端之间。
32.根据权利要求23至31中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述空间光调制器被布置为输出线偏振光。
33.根据权利要求23至32中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述照明系统进一步包括被设置在所述空间光调制器和所述横向光学组件之间的输出偏振器，所述输出偏振器被布置为输出线偏振光。
34.一种变形近眼显示设备，所述变形近眼显示设备包括：
照明系统，所述照明系统包括空间光调制器，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为将来自所述照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述空间光调制器包括分布在所述侧向方向上的像素，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述空间光调制器的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述提取波导沿第一方向引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括提取特征的阵列，所述提取特征被布置为使在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，所述提取特征的阵列沿着所述提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且
所述侧向变形组件包括透镜，所述透镜由被形成在波导中的气隙的至少一个表面形成。
35.根据权利要求34所述的变形近眼显示设备，其中所述气隙具有边缘，并且所述变形近眼显示设备包括跨所述气隙的所述边缘延伸的反射器。
36.根据权利要求34或35所述的变形近眼显示设备，其中所述气隙被形成于其中的所述波导是所述提取波导。
37.根据权利要求36所述的变形近眼显示设备，其中所述光反向反射器是所述提取波导的反射端。
38.根据权利要求34至36中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述侧向变形组件进一步包括所述光反向反射器。
39.一种变形近眼显示设备，所述变形近眼显示设备包括：
照明系统，所述照明系统包括空间光调制器，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为将来自所述照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述空间光调制器包括分布在所述侧向方向上的像素，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述空间光调制器的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述提取波导沿第一方向引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括提取特征的阵列，所述提取特征被布置为使在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，所述提取特征的阵列沿着所述提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且
所述侧向变形组件的透镜是潘查拉特南-贝里透镜。
40.一种变形近眼显示设备，所述变形近眼显示设备包括：
照明系统，所述照明系统包括空间光调制器，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为将来自所述照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述空间光调制器包括分布在所述侧向方向上的像素，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述空间光调制器的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述提取波导沿第一方向引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括提取特征的阵列，所述提取特征被布置为使在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，所述提取特征的阵列沿着所述提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且
所述提取波导的输入端、所述横向变形组件和所述空间光调制器中的至少一个在所述侧向方向上具有补偿所述侧向变形组件的像场弯曲的曲率。
41.一种变形近眼显示设备，所述变形近眼显示设备包括：
照明系统，所述照明系统包括空间光调制器，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为将来自所述照明系统的光导引到观看者的眼睛，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述空间光调制器包括分布在所述侧向方向上的像素，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述空间光调制器的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述提取波导沿第一方向引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括提取特征的阵列，所述提取特征被布置为使在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光朝向观看者的眼睛，所述提取特征的阵列沿着所述提取波导分布以便提供出瞳扩展，并且
所述空间光调制器包括像素的阵列，其中每个像素包括复数个颜色分量的子像素，并且每个颜色分量的子像素在所述侧向方向上跨所述像素的间距以补偿所述颜色分量的光之间的色差的方式在所述颜色分量之间变化。
42.根据权利要求41所述的变形近眼显示设备，其中每个像素的子像素在所述横向方向上被对准。
43.根据权利要求41或42所述的变形近眼显示设备，其中每个颜色分量的子像素在所述横向方向上跨所述像素的间距对于每个颜色分量是相同的。
44.根据权利要求41或42所述的变形近眼显示设备，其中每个颜色分量的子像素在所述横向方向上跨所述像素的间距以补偿所述颜色分量的光之间的色差的方式在所述颜色分量之间变化。
45.根据权利要求23至44中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述提取特征是被设置在所述提取波导内部的反射提取特征。
46.根据权利要求45所述的变形近眼显示设备，其中所述反射提取特征包括提取反射器，所述提取反射器跨所述提取波导的至少一部分在所述提取波导的前引导表面和后引导表面之间延伸。
47.根据权利要求46所述的变形近眼显示设备，其中所述提取反射器包括被部分反射涂层间隔开的中间表面。
48.根据权利要求47所述的变形近眼显示设备，其中所述部分反射涂层包括至少一个电介质层。
49.根据权利要求46至48中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述提取反射器具有表面法线方向，所述表面法线方向相对于沿着所述提取波导的方向倾斜范围20度到40度内的角度，优选地倾斜范围25度到35度内的角度，并且最优选地倾斜范围27.5度到32.5度内的角度。
50.根据权利要求23至44中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述提取波导具有前引导表面和后引导表面，并且所述后引导表面包括提取小平面，所述提取小平面是所述提取特征，每个提取小平面被布置为使在所述第二方向上被引导的光反射通过所述前引导表面朝向观看者的眼睛。
51.根据权利要求23至44中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述提取波导具有前引导表面和后引导表面，并且所述后引导表面包括衍射光学元件，所述衍射光学元件包括所述提取特征。
52.根据权利要求23至51中任一项所述的变形近眼显示设备，其中：
所述提取波导包括：
前引导表面；
偏振敏感反射器，所述偏振敏感反射器与所述前引导表面相对；以及
提取元件，所述提取元件被设置在所述偏振敏感反射器的外部，所述提取元件包括：
后引导表面，所述后引导表面与所述前引导表面相对；以及
所述提取特征的阵列；
所述变形近眼显示设备被布置为在在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光到达所述偏振敏感反射器之前，为所述光提供输入线性偏振态；并且
所述光学系统进一步包括被设置在所述偏振敏感反射器和所述光反向反射器之间的偏振转换延迟器，其中所述偏振转换延迟器被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过所述偏振转换延迟器的光的偏振态，并且所述偏振转换延迟器和所述光反向反射器被组合布置为旋转在所述第一方向上被引导的光的输入线性偏振态以使得在所述第二方向上被引导并且从所述偏振转换延迟器输出的光具有正交于所述输入线性偏振态的正交线性偏振态；
所述偏振敏感反射器被布置为反射在所述第一方向上被引导的具有所述输入线性偏振态的光并且传递在所述第二方向上被引导的具有所述正交线性偏振态的光，以使得所述前引导表面和所述偏振敏感反射器被布置为在所述第一方向上引导光，并且所述前引导表面和所述后引导表面被布置为在所述第二方向上引导光；并且
所述提取特征的阵列被布置为提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光通过所述前引导表面朝向观看者的眼睛，所述提取特征的阵列沿着所述提取波导分布以便提供所述横向方向上的出瞳扩展。
53.根据权利要求52所述的变形近眼显示设备，其中所述偏振敏感反射器包括反射线性偏振器。
54.根据权利要求52或53所述的变形近眼显示设备，其中所述偏振敏感反射器包括至少一个电介质层。
55.根据权利要求23至51中任一项所述的变形近眼显示设备，其中所述光学系统进一步包括：
输入波导，所述输入波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
部分反射镜，所述输入波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述输入波导引导到所述部分反射镜，并且所述部分反射镜被布置为反射所述光中的至少一些；
中间波导，所述中间波导被布置为接收被所述部分反射镜反射的光中的至少一些；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述中间波导被布置为将从所述部分反射镜接收的光在第一方向沿着所述中间波导引导到所述侧向变形组件；
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述中间波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述中间波导被引导到所述部分反射镜，所述部分反射镜被布置为使所述光中的至少一些透射；并且
其中所述提取波导被布置为接收已经沿着所述中间波导在所述第二方向上被引导的被所述部分反射镜透射的光中的至少一些。
56.一种头戴式显示设备，所述头戴式显示设备包括根据权利要求23至55中任一项所述的变形近眼显示设备和头部固定布置，所述头部固定布置被布置为将所述变形近眼显示设备固定在穿戴者的头上，其中所述变形近眼显示设备跨所述穿戴者的至少一只眼睛延伸。
57.一种变形定向照明装置，所述变形定向照明装置包括：
照明系统，所述照明系统包括光源阵列，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为导引来自所述照明系统的光，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述光源阵列包括分布在所述侧向方向上的光源，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述光源阵列的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述提取波导沿第一方向引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括至少一个提取特征，所述至少一个提取特征被布置为使在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光，并且
所述侧向变形组件包括：
反射线性偏振器，所述反射线性偏振器被设置在所述光反向反射器和所述至少一个提取特征之间；以及
偏振转换延迟器，所述偏振转换延迟器被设置在所述反射线性偏振器和所述光反向反射器之间，所述偏振转换延迟器被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过所述偏振转换延迟器的光的偏振态。
58.一种变形定向照明装置，所述变形定向照明装置包括：
照明系统，所述照明系统包括光源阵列，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为导引来自所述照明系统的光，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述光源阵列包括分布在所述侧向方向上的光源，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述光源阵列的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述提取波导沿第一方向引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括至少一个提取特征，所述至少一个提取特征被布置为使在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光，并且
所述横向变形组件包括：
部分反射表面；
反射线性偏振器，所述反射线性偏振器与所述部分反射表面串联设置，其中所述部分反射表面和所述反射线性偏振器中的至少一个在所述横向方向上具有正焦度；以及
偏振转换延迟器，所述偏振转换延迟器被设置在所述部分反射表面和所述反射线性偏振器之间，所述偏振转换延迟器被布置为在线性偏振态和圆偏振态之间转换通过所述偏振转换延迟器的光的偏振态。
59.一种变形定向照明装置，所述变形定向照明装置包括：
照明系统，所述照明系统包括光源阵列，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为导引来自所述照明系统的光，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述光源阵列包括分布在所述侧向方向上的光源，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述光源阵列的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述提取波导沿第一方向引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括至少一个提取特征，所述至少一个提取特征被布置为使在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光，并且
所述侧向变形组件包括透镜，所述透镜由被形成在波导中的气隙的至少一个表面形成。
60.一种变形定向照明装置，所述变形定向照明装置包括：
照明系统，所述照明系统包括光源阵列，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为导引来自所述照明系统的光，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述光源阵列包括分布在所述侧向方向上的光源，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述光源阵列的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述提取波导沿第一方向引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括至少一个提取特征，所述至少一个提取特征被布置为使在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光，并且
所述侧向变形组件的透镜是潘查拉特南-贝里透镜。
61.一种变形定向照明装置，所述变形定向照明装置包括：
照明系统，所述照明系统包括光源阵列，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为导引来自所述照明系统的光，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述光源阵列包括分布在所述侧向方向上的光源，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述光源阵列的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述提取波导沿第一方向引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括至少一个提取特征，所述至少一个提取特征被布置为使在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光，并且
所述提取波导的输入端、所述横向变形组件和所述光源阵列中的至少一个在所述侧向方向上具有补偿所述侧向变形组件的像场弯曲的曲率。
62.一种变形定向照明装置，所述变形定向照明装置包括：
照明系统，所述照明系统包括光源阵列，所述照明系统被布置为输出光；以及
光学系统，所述光学系统被布置为导引来自所述照明系统的光，其中所述光学系统具有光轴，并且在彼此垂直且垂直于所述光轴的侧向方向和横向方向上具有变形性质，其中所述光源阵列包括分布在所述侧向方向上的光源，并且所述光学系统包括：
横向变形组件，所述横向变形组件在横向方向上具有正光焦度，其中所述横向变形组件被布置为接收来自所述光源阵列的光，并且所述照明系统被布置为使得从所述横向变形组件输出的光被导引到分布在所述横向方向上的方向上；
提取波导，所述提取波导被布置为接收来自所述横向变形组件的光；
侧向变形组件，所述侧向变形组件在所述侧向方向上具有正光焦度，所述提取波导被布置为将来自所述横向变形组件的光沿着所述提取波导沿第一方向引导到所述侧向变形组件；以及
光反向反射器，所述光反向反射器被布置为反射已经在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光以使得经反射的光在与所述第一方向相反的第二方向上沿着所述提取波导被引导，
其中
所述提取波导包括至少一个提取特征，所述至少一个提取特征被布置为使在所述第一方向上沿着所述提取波导被引导的光透射并且提取在所述第二方向上沿着所述提取波导被引导的光，并且
所述光源阵列包括光源的阵列，其中每个光源包括复数个颜色分量的子光源，并且每个颜色分量的所述子光源在所述侧向方向上跨所述光源的间距以补偿所述颜色分量的光之间的色差的方式在所述颜色分量之间变化。
63.一种车辆外灯装置，所述车辆外灯装置包括根据权利要求57至62中任一项所述的变形定向照明装置。
64.一种车辆外灯设备，所述车辆外灯设备包括：
壳体，所述壳体用于装配到车辆；
根据权利要求63所述的车辆外灯装置，所述车辆外灯装置被安装在所述壳体上。
CN202380061394.9A 2022-06-22 2023-06-20 变形定向照明装置 Pending CN119856098A (zh)

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