CN109416470A - 用于显示器的光学*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电子设备，该电子设备可包括用于呈现靠近用户眼睛的图像的显示***。显示***可包括引导光的显示单元和将来自显示单元的光朝向用户的眼睛重定向的光学***。光学***可包括形成在波导上的输入耦合器和输出耦合器。输入耦合器可将来自显示单元的光重定向，使得光在波导中朝向输出耦合器传播。输出耦合器可将来自输入耦合器的光重定向，使得光朝向用户的眼睛离开波导。光重定向元件可用于将原本可在用户的视场之外的边缘光朝向用户的眼睛重定向。
Description
本申请要求2016年6月21日提交的美国临时专利申请62/352,754的优先权，该专利申请据此以引用的方式全文并入本文。
背景技术
本发明整体涉及光学***，并且更具体地，涉及用于近眼显示器的光学***。
电子设备可包括呈现靠近用户眼睛的图像的近眼显示器。例如，设备(诸如虚拟现实和增强现实头戴式耳机)可包括具有允许用户观看显示器的光学元件的近眼显示器。
设计设备诸如这些设备可能是有挑战性的。如果不注意的话，由近眼显示器产生的视场中的一些可能不能够从单一眼睛位置观看。
发明内容
电子设备(诸如头戴式设备)可具有产生用于用户的图像的一个或多个近眼显示器。头戴式设备可以是一对虚拟现实眼镜，或者可以是允许观看者观看计算机生成的图像和观看者周围环境中的真实世界对象的增强现实头戴式耳机。
近眼显示器可包括引导光的显示单元和将来自显示单元的光朝向用户的眼睛重定向的光学***。光学***可包括形成在波导上的输入耦合器和输出耦合器。输入耦合器可将来自显示单元的光重定向，使得光在波导中朝向输出耦合器传播。输出耦合器可将来自输入耦合器的光重定向，使得光朝向用户的眼睛离开波导。输入耦合器和输出耦合器可由全息光学元件(诸如薄全息图、体积全息图或表面浮雕光柵)形成。
光重定向元件可用于将原本可在用户的视场之外的光朝向用户的眼睛重定向或重新分配。光重定向元件可插置在显示单元与输入耦合器之间，可插置入在输入耦合器与输出耦合器之间，或者可与输出耦合器整合成一体。
在光重定向元件插置在显示单元与输入耦合器之间的布置中，光重定向元件可包括位于第二波导上的第二输入耦合器和第二输出耦合器。
在光重定向元件插置在输入耦合器与输出耦合器之间的布置中，光重定向元件可包括与第一输入耦合器和第一输出耦合器位于相同波导上的第二输入耦合器和第二输出耦合器。在其他布置中，光重定向元件可由一个全息元件(例如，用作输入耦合器和输出耦合器两者)形成在输入耦合器与输出耦合器之间。
在光重定向元件与输出耦合器整合在一起(例如，复用)的布置中，光重定向元件可包括与输出耦合器的干涉图案不平行的一个或多个干涉图案。
附图说明
图1是根据实施方案的具有近眼显示***的例示性电子设备的图示。
图2A是根据实施方案的具有光学***的例示性近眼显示***的顶视图，该光学***包括至少部分地嵌入在波导衬底中的输入耦合器和输出耦合器。
图2B是根据实施方案的具有光学***的例示性近眼显示***的顶视图，该光学***包括形成在波导衬底中的输入耦合器和输出耦合器。
图3是根据实施方案的例示性近眼显示***的前视图，其示出可如何将光学干涉图案编码在输入耦合器和输出耦合器中。
图4是根据实施方案的例示性近眼显示***的侧视图，其示出可如何将来自显示器的光朝向光学***发射。
图5是根据实施方案的图4的近眼显示***的侧视图，其示出光学***可如何将来自显示器的光朝向用户眼睛重定向。
图6是根据实施方案的例示性近眼显示***的侧视图，该近眼显示***在显示器与输入耦合器之间包括光重定向元件。
图7是根据实施方案的图6的近眼显示***的侧视图，其示出如何将原本可在用户的视场之外的光朝向用户的视场重定向。
图8是根据实施方案的例示性近眼显示***的前视图，该近眼显示***在输入耦合器与输出耦合器之间包括光重定向元件。
图9是根据实施方案的例示性近眼显示***的前视图，该近眼显示***包括跨越输入耦合器与输出耦合器之间的间距的光重定向元件。
图10是根据实施方案的例示性近眼显示***的前视图，该近眼显示***包括与输出耦合器整合或复用的光重定向元件。
图11是根据实施方案的例示性输出耦合器的前视图，该输出耦合器在输出耦合器的中心处具有整合的光重定向元件。
图12是根据实施方案的例示性输出耦合器的前视图，该输出耦合器具有沿输出耦合器的尺寸大小增大的整合的或复用的光重定向元件。
图13是根据实施方案的例示性输出耦合器的前视图，该输出耦合器具有位于整个输出耦合器上的整合的光重定向元件。
具体实施方式
具有带一个或多个近眼显示***的设备的例示性***在图1中示出。***10可以是具有一个或多个显示器(诸如安装到支撑结构12的近眼显示器20)的头戴式设备。支撑结构12可具有一副眼镜(例如，支撑框架)的形状，可形成具有头盔形状的外壳，或者可具有用于帮助将近眼显示器20的部件安装和固定在用户的头部上或眼睛附近的其他构型。近眼显示器20可包括一个或多个显示模块(诸如显示器20A)和一个或多个光学***(诸如光学***20B)。显示模块20A可安装在支撑结构(诸如支撑结构12)中。显示模块20A可发射使用相关联的光学***20B朝用户的眼睛16重定向的光。如果需要，***10可包括两个近眼显示器20(例如，每个用于用户眼睛中的一只)，其各自具有相应的显示模块20A和光学***20B。
显示器20A可以是液晶显示器、有机发光二极管显示器或其他类型的显示器。光学***20B可形成允许观看者(例如，观看者的眼睛16)观看显示器20上的图像的透镜。可存在与相应的左眼和右眼16相关联的两个光学***20B(例如，用于形成左透镜和右透镜)。单一显示器20可产生用于一只或两只眼睛16的图像，或一对显示器20可用于显示眼睛16的图像。作为示例，显示器20可包括与左光学***20B和观看者的左眼对准的左显示模块20A，并且可包括与右光学***20B和观看者的右眼对准的右显示模块20A。在具有多个显示器的构型中，由部件20B形成的透镜的焦距和位置可被选择成使得存在于显示器之间的任何间隙将对用户不可见(即，使得左显示器和右显示器的图像无缝地重叠或合并)。
在***10是一对虚拟现实眼镜的构型中，近眼显示器20可使用户周围环境的用户的视野模糊。在***10是一对增强现实眼镜的构型中，显示器20可以是透明的和/或显示器20可设置有光学混合器(诸如半镀银镜)以允许观看者16同时观看显示器20上的图像和周围环境中的外部对象(诸如对象18)。
***10可包括控制电路26。控制电路26可包括处理电路(诸如微处理器、数字信号处理器、微控制器、基带处理器、图像处理器、具有处理电路的专用集成电路和/或其他处理电路)并且可包括随机存取存储器、只读存储器、闪存存储装置、硬盘存储装置和/或其他存储装置(例如，用于存储在控制电路26上运行的软件的计算机指令的非暂态存储介质)。
***10可包括用于采集语音输入和其他输入的输入输出电路(诸如触摸传感器、按钮、麦克风)、传感器和采集输入(例如，来自观看者16的用户输入)的其他设备并且可包括发光二极管、一个或多个显示器20、扬声器和用于提供输出(例如，用于观看者16的输出)的其他设备。***10(如果需要)可包括无线电路和/或其他电路以支持与计算机或其他外部装置(例如，向显示器20供应图像内容的计算机)通信。如果需要，传感器(诸如加速度计、罗盘、环境光传感器或其他光检测器、接近传感器、扫描激光器***、图像传感器和/或其他传感器)可用于在显示器20的操作期间采集输入。在操作期间，控制电路26可向显示器20供应图像内容。内容可被(例如，从耦合到***10的计算机或其他内容源)远程地接收和/或可由控制电路26生成(例如，文本、其他计算机生成的内容等)。由控制电路26供应给显示器20的内容可由观看者16观看。
图2是可用于图1的***10的例示性近眼显示器20的顶视图。如图2所示，近眼显示器20可包括一个或多个显示模块(诸如显示模块20A)和一个光学***(诸如光学***20B)。光学***20B可包括光学元件，诸如波导28、输入耦合器30和输出耦合器32。显示模块20A可包括显示单元36和准直透镜34。如果需要，显示模块20A可安装在图1的支撑结构12内，而光学***20B可安装在支撑结构12的各部分之间(例如，以形成与用户的眼睛16对准的透镜)。如果需要，可使用其他安装布置。
显示单元36可以是基于液晶显示器、有机发光二极管显示器、阴极射线管、等离子体显示器、投影仪显示器(例如，基于微镜阵列的投影仪)、硅基液晶显示器或其他合适类型的显示器的显示单元。显示器36可生成与待显示给观看者16的三维内容相关联的光38。光38可使用透镜(诸如准直透镜34)进行准直。光学***20B可用于将从显示单元36输出的光38呈现给观看者16。
光学***20B可包括一个或多个耦合器，诸如输入耦合器30和输出耦合器32。在图2A的示例中，输入耦合器30和输出耦合器32至少部分地嵌入在波导结构诸如波导28(例如，能够通过全内反射导引光的聚合体、玻璃或其他透明衬底)中。在图2B的示例中，输入耦合器30和输出耦合器32形成在波导28的外表面上。
输入耦合器30可被配置为将光38从显示单元36耦合到波导28中，而输出耦合器32可被配置为将光38从波导28内朝向用户的眼睛16耦合到波导28的外部。例如，显示器36可在朝向光学***20B的方向Z上发射光38。当光38撞击输入耦合器30时，输入耦合器30可将光38重定向，使得它通过全内反射朝向输出耦合器32(例如，在方向X上)在波导28内传播。当光38撞击输出耦合器32时，输出耦合器32可将光38朝向观看者的眼睛16(例如，沿Z轴向后)重定向至波导28外。
输入耦合器30和输出耦合器32可基于反射光学器件和折射光学器件，或者可基于全息(例如，衍射)光学器件。在耦合器30和32由反射光学器件和折射光学器件形成的布置中，耦合器30和32可包括一个或多个反射器(例如，微镜或其他反射器的阵列)。在耦合器30和32基于全息光学器件的布置中，耦合器30和32可包括体积全息介质，诸如光致聚合物、明胶(诸如重铬酸盐明胶)、卤化银、全息聚合物分散液晶或其他合适的体积全息介质。
全息记录可作为光学干涉图案(例如，不同折射率的交替区域)存储在光敏光学材料内。光学干涉图案可产生全息光栅，该全息光栅在用给定光源照明时衍射光以产生全息记录的三维重建。衍射光栅可以是用永久性干涉图案编码的非可切换的衍射光栅，或者可以是可切换的衍射光栅，其中衍射光可通过控制施加于全息记录介质的电场来调制。
如果需要，与波导28的厚度相比，耦合器30和32可具有相对大的厚度。例如，耦合器30和32的厚度T1可介于500微米与1000微米之间、介于200微米与800微米之间、大于1000微米或为其他合适的厚度，而波导28的厚度T2可介于100微米与500微米之间、介于200微米与300微米之间、介于1mm与2mm之间、小于3mm、大于3mm或为其他合适厚度。在耦合器30和32形成在波导28的表面上(如图2B所示)的布置中(例如，与如图2A所示嵌入在波导28中相反)，如果需要，耦合器30和32的厚度T1可大于波导28的厚度T2。然而，这仅为示例性的。如果需要，耦合器30和32可相对较薄(例如，50微米)，并且波导28可相对较厚(例如，500微米)。
使用用于耦合器30和32的厚膜可有助于增加输出图像的均匀性，并且可在耦合器中提供更多材料以便记录不同光学功能。利用更厚的耦合器，例如，更多的材料可用于记录不同的干涉图案(例如，可将具有第一光学功能的第一干涉图案记录在耦合器内的一个深度处，可将具有第二光学功能的第二干涉图案记录在耦合器内的另一个深度处等)。记录在耦合器30中的一个光学功能例如可将具有给定输入角度的光重定向至第一输出角度(例如，45°)，而记录在耦合器30中的另一个光学功能可将具有给定输入角度的光重定向至第二输出角度(例如，60°)。
如果需要，耦合器30和32可以是用于形成彩色三维图像的复用全息图(例如，三色全息图，诸如红绿蓝全息图)。每个耦合器30和32中的衍射效率可被调制(例如，可在耦合器30和32的宽度上变化)，使得光以平滑、均匀的方式离开每个耦合器。例如，针对距光源更远的区，衍射效率可更高(例如，作为示例，在耦合器30或32的更靠近于显示单元36的区域中的衍射效率可以是10％，而在耦合器30或32的距显示单元36更远的区域中的衍射效率可以是70％)。
图3是可用于近眼显示***20的例示性光学***20B的前视图。在图3的示例中，输入耦合器30在一定程度上小于输出耦合器32。输入耦合器30例如可具有约16mm的宽度W1和约32mm的长度L1，而输出耦合器32可具有约37mm的宽度W2和约26mm的长度。输入耦合器30的中心与输出耦合器32的中心之间的距离D可以是约45mm或其他合适的距离。然而，这些尺寸仅为例示性的。如果需要，可使用其他尺寸(例如，输入耦合器30可具有与输出耦合器32相同的大小或比输出耦合器32更大)。
如图3所示，输入耦合器30具有一个或多个光学干涉图案40，并且输出耦合器32具有一个或多个光学干涉图案42。每个光学干涉图案可根据相关联的光学功能将入射光38重定向。在图3的示例中，干涉图案40和42由具有交替折射率的垂直条带(例如平行于图3的Y轴的条带)形成。这形成以所需角度将进入光重定向的衍射光栅。
图4和图5是例示性近眼显示器20的侧视图，其示出图3所示类型的光学***20B可如何将光朝向用户的眼睛16重定向。图4示出光如何输入到光学***20B中，并且图5示出光可如何离开光学***20B。如图4所示，显示单元36可朝向光学***20B发射光38。准直透镜34可使光38准直以将光38聚焦到光学***20B上。从准直器34行进至***20B的光38可由具有X分量(平行于X轴)、Y分量(平行于Y轴)和Z分量(平行于Z轴)的向量表示。
输入耦合器30中的干涉图案40可将进入光38重定向，使得光38在波导28中沿X轴朝向输出耦合器32传播。输出耦合器32中的干涉图案42可将进入光38重定向，使得光38停止在X方向上传播并且作为替代在Z方向上离开波导28(如图5所示)。
如果不注意的话，光38中的一些可在观看者眼睛16的视场之外。例如，一些光线(诸如边缘光线38’)可能无法到达用户的眼睛16。这是因为图3的垂直条带干涉图案40和42改变入射光38的X分量(例如，使得光38在方向X上朝向输出耦合器32传播)，但不改变入射光38的Y分量。因此，从输出耦合器32的顶部部分50T和底部部分50B离开输出耦合器32的光线38可经过用户视场上方或下方。
为了最小化在用户视场之外的光38的量，近眼显示***20可包括将边缘光(例如，图4的光38’)重定向至不同位置，使得该边缘光处于用户视场内的光重定向元件。图6和图7示出光重定向元件48位于输入耦合器30前面(例如，处于显示器36与输入耦合器30之间)的示例；图8和图9示出光重定向元件48位于输入耦合器30与输出耦合器32之间的示例；并且图10-13示出光重定向元件48与输出耦合器32整合成一体的示例。如果需要，可使用采用图1-13所示的特征部的组合。例如，光重定向元件可位于多于一个位置中(例如，第一光重定向元件可位于输入耦合器30与输出耦合器32之间，并且第二光重定向元件可与输出耦合器32整合成一体)。
如果需要，光重定向元件48可包括用于形成彩色三维图像的复用全息图(例如，三色全息图，诸如红绿蓝全息图)。光重定向元件48中的衍射效率可被调制(例如，可在光重定向元件48的宽度上变化)，使得光以平滑、均匀的方式离开光重定向元件48。例如，针对距光源更远的区，衍射效率可更高(例如，作为示例，在光重定向元件48的更靠近于显示单元36的区域中的衍射效率可以是10％，而在光重定向元件48的距显示单元36更远的区域中的衍射效率可以是70％)。
如图6所示，光重定向元件48可包括形成在波导(诸如波导46)上的输入耦合器52和输出耦合器54。光重定向元件48可附接到光学***20B或可安装到显示器20中的其他结构。光重定向元件48可与光学***20B类似地操作。例如，耦合器52和54可以是具有编码的干涉图案的全息光学元件，该编码的干涉图案根据给定的光学功能将入射光重定向。然而，不是如在光学***20B中在X方向上传播光，光重定向元件48可用于沿Y方向传播光(例如，从输入耦合器52到输出耦合器54)。
例如，输入耦合器52可具有一个或多个干涉图案，该一个或多个干涉图案将来自显示模块20A的边缘光38’重定向，使得边缘光38’在波导46中通过全内反射沿Y方向朝向输出耦合器54传播。输出耦合器54可将光38’重定向，使得光38’朝向光学***20B离开元件48。不是撞击输入耦合器30的顶部部分56T(如由虚线44所指示)，光38’朝向输入耦合器30的底部部分56B发射。因此，当光38’离开输出耦合器32时，如图7所示，光38’将从输出耦合器32的底部部分50B朝向用户的眼睛16离开(而不是从输入耦合器32的顶部部分50T离开，如箭头44所指示)。
输入耦合器52和输出耦合器54嵌入在波导46中的图6的示例仅为例示性的。如果需要，耦合器52和54可附接到波导46的外表面(例如，两者位于波导46的面向显示单元36的前表面上，两者位于波导46的面向波导28的后表面上，或一个位于波导46的前表面上并且另一个位于波导46的后表面上)。
在图8的示例中，光重定向元件48可插置在输入耦合器30与输出耦合器32之间。不是如在图6的示例中安装在单独的波导上，光重定向元件48的输入耦合器52和输出耦合器54形成在输入耦合器30与输出耦合器32之间的波导28上或其中。
输入耦合器30可将边缘光38’重定向，使得边缘光38’在X方向上朝向输入耦合器52传播。输入耦合器52可具有一个或多个干涉图案，该一个或多个干涉图案将来自输入耦合器30的边缘光38’重定向，使得边缘光38’在波导28中通过全内反射沿Y方向朝向输出耦合器54传播。输出耦合器54可具有一个或多个干涉图案，该一个或多个干涉图案将光38’重定向，使得光38’在X方向上朝向输出耦合器32传播。输出耦合器32可将来自输出耦合器54的光重定向，使得该光朝向用户的眼睛16离开波导28(而不是从输出耦合器32的顶部部分50T离开，如箭头44所指示)。
图9示出光重定向元件48插置在输入耦合器30与输出耦合器32之间的另一个示例。在该示例中，光重定向元件48由具有长度L3的膜形成，该长度L3大于输出耦合器32的长度L2。光重定向元件48具有与Y轴不平行的干涉图案62。干涉图案32可被配置为将光38’的Y分量重定向，使得光38’导向用户的眼睛16。例如，如图9所示，光重定向元件48的顶部部分48T中的干涉图案62可将边缘光38’的Y分量重定向，该Y分量在Y方向上向下朝向光重定向元件48的底部部分48B中的干涉图案62撞击顶部部分48T，这继而可将边缘光38’的Y分量向上朝向输出耦合器32重定向。类似地，光重定向元件48的底部部分48B中的干涉图案62可将边缘光38’的Y分量重定向，该Y分量在Y方向上朝向光重定向元件48的顶部部分48T中的干涉图案62撞击底部部分48B，这继而可将边缘光38’的Y分量向下朝向输出耦合器32重定向。输出耦合器32可将来自光重定向元件48的光重定向，使得该光朝向用户的眼睛16离开波导28。
在图10的示例中，可将一个或多个光重定向元件48整合到输出耦合器32中。图10的光重定向元件48可包括编码在耦合器32中的光学干涉图案。因此，耦合器32不但包括平行于Y轴的干涉图案42的垂直条带，而且还包括不平行于Y轴的干涉图案58。干涉图案58可被配置为将光38’的Y分量重定向，使得光38’导向用户的眼睛16。例如，输出耦合器32的顶部部分50T中的干涉图案58可将边缘光38’的在Y方向上向下朝向眼睛水平60撞击顶部部分50T的Y分量重定向，而输出耦合器32的底部部分50B中的干涉图案58可将边缘光38’的在Y方向上向上朝向眼睛水平60撞击底部部分50B的Y分量重定向。
图10的示例仅为例示性的，在该示例中干涉图案58仅位于输出耦合器50的顶部部分50T和底部部分50B中。如果需要，干涉图案58可编码在输出耦合器32的中心部分50C处，如图11的示例中所示。在图12的示例中，干涉图案58被编码在输出耦合器32的中心部分50C处并且大小沿X方向增大(例如，从大小P1至大小P2)。这可有助于确保光以平滑、均匀的方式从输出耦合器32衍射。在图13的示例中，干涉图案58被编码在整个输出耦合器32上。然而，这些示例仅为例示性的。如果需要，干涉图案58可以其他合适的位置、大小、图案等编码在输出耦合器32中。也可使用光重定向元件48与输入耦合器30(例如通过对与Y轴不平行的干涉图案进行编码)整合成一体的布置。
根据实施方案，提供一种显示***，该显示***包括显示单元；光学***，该光学***从显示单元接收光并且将该光重定向到光学***之外，该光学***包括输入耦合器、输出耦合器和沿第一方向传播光的第一波导；以及光重定向元件，该光重定向元件插置在显示单元与光学***之间，该光重定向元件包括沿第二方向传播光的第二波导。
根据另一个实施方案，输入耦合器和输出耦合器各自包括全息光学元件。
根据另一个实施方案，输入耦合器从光重定向元件接收光并且将光朝向输出耦合器重定向。
根据另一个实施方案，输出耦合器从输入耦合器接收光并且将光重定向到光学***之外。
根据另一个实施方案，光重定向元件包括位于第二波导上的另外的输入耦合器和另外的输出耦合器。
根据另一个实施方案，另外的输入耦合器和另外的输出耦合器各自包括全息光学元件。
根据另一个实施方案，另外的输入耦合器从显示单元接收光并且将光朝向另外的输出耦合器重定向。
根据另一个实施方案，另外的输入耦合器从另外的输入耦合器接收光并且将光朝向输入耦合器重定向。
根据另一个实施方案，第一方向垂直于第二方向。
根据实施方案，提供一种显示***，该显示***包括显示单元；光学***，该光学***从显示单元接收光并且将光重定向到光学***之外，其中光学***包括第一输入耦合器、第一输出耦合器和波导；以及光重定向元件，该光重定向元件插置在输入耦合器与输出耦合器之间，其中光重定向元件包括位于波导上的第二输入耦合器和第二输出耦合器，并且第二输入耦合器从第一输入耦合器接收光并且第一输出耦合器从第二输出耦合器接收光。
根据另一个实施方案，第一输入耦合器和第二输入耦合器以及第一输出耦合器和第二输出耦合器各自包括全息光学元件。
根据另一个实施方案，波导沿第一方向将光从第一输入耦合器传播到第二输入耦合器，并且波导沿第二方向将光从第二输入耦合器传播到第二输出耦合器。
根据另一个实施方案，第一方向垂直于第二方向。
根据另一个实施方案，第一输入耦合器具有比第一输出耦合器更小的尺寸。
根据实施方案，提供一种显示***，该显示***包括显示单元；以及光学***，该光学***从显示单元接收光并且将光重定向到光学***之外，其中光学***包括输入耦合器、输出耦合器和将光从输入耦合器传播到输出耦合器的波导，并且其中输出耦合器包括非平行行的第一干涉图案和第二干涉图案。
根据另一个实施方案，输入耦合器和输出耦合器的厚度大于波导的厚度。
根据另一个实施方案，输入耦合器和输出耦合器各自包括全息光学元件。
根据另一个实施方案，全息光学元件是颜色复用的。
根据另一实施方案，第一干涉图案和第二干涉图案各自具有调制的衍射效率。
根据另一实施方案，第二干涉图案位于输出耦合器的上部部分和输出耦合器的下部部分中。
前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可单独实施或可以任意组合实施。
Claims (20)
1.一种显示***，包括：
显示单元；
光学***，所述光学***从所述显示单元接收光并且将所述光重定向到所述光学***之外，其中所述光学***包括输入耦合器、输出耦合器和沿第一方向传播光的第一波导；以及
光重定向元件，所述光重定向元件插置在所述显示单元与所述光学***之间，其中所述光重定向元件包括沿第二方向传播光的第二波导。
2.根据权利要求1所述的显示***，其中所述输入耦合器和所述输出耦合器各自包括全息光学元件。
3.根据权利要求1所述的显示***，其中所述输入耦合器从所述光重定向元件接收所述光并且将所述光朝向所述输出耦合器重定向。
4.根据权利要求3所述的显示***，其中所述输出耦合器从所述输入耦合器接收所述光并且将所述光重定向到所述光学***之外。
5.根据权利要求1所述的显示***，其中光重定向元件包括位于所述第二波导上的另外的输入耦合器和另外的输出耦合器。
6.根据权利要求5所述的显示***，其中所述另外的输入耦合器和所述另外的输出耦合器各自包括全息光学元件。
7.根据权利要求5所述的显示***，其中所述另外的输入耦合器从所述显示单元接收所述光并且将所述光朝向所述另外的输出耦合器重定向。
8.根据权利要求7所述的显示***，其中所述另外的输出耦合器从所述另外的输入耦合器接收所述光并且将所述光朝向所述输入耦合器重定向。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一方向垂直于所述第二方向。
10.一种显示***，包括：
显示单元；
光学***，所述光学***从所述显示单元接收光并且将所述光重定向到所述光学***之外，其中所述光学***包括第一输入耦合器、第一输出耦合器和波导；以及
光重定向元件，所述光重定向元件插置在所述输入耦合器与所述输出耦合器之间，其中所述光重定向元件包括位于所述波导上的第二输入耦合器和第二输出耦合器，并且其中所述第二输入耦合器从所述第一输入耦合器接收所述光并且所述第一输出耦合器从所述第二输出耦合器接收所述光。
11.根据权利要求10所述的显示***，其中所述第一输入耦合器和所述第二输入耦合器以及所述第一输出耦合器和所述第二输出耦合器各自包括全息光学元件。
12.根据权利要求10所述的显示***，其中所述波导沿第一方向将光从所述第一输入耦合器传播到所述第二输入耦合器，并且其中所述波导沿第二方向将光从所述第二输入耦合器传播到所述第二输出耦合器。
13.根据权利要求12所述的显示***，其中所述第一方向垂直于所述第二方向。
14.根据权利要求10所述的显示***，其中所述第一输入耦合器具有比所述第一输出耦合器更小的尺寸。
15.一种显示***，包括：
显示单元；以及
光学***，所述光学***从所述显示单元接收光并且将所述光重定向到所述光学***之外，其中所述光学***包括输入耦合器、输出耦合器和将光从所述输入耦合器传播到所述输出耦合器的波导，并且其中所述输出耦合器包括非平行的第一干涉图案和第二干涉图案。
16.根据权利要求15所述的显示***，其中所述输入耦合器和所述输出耦合器的厚度大于所述波导的厚度。
17.根据权利要求15所述的显示***，其中所述输入耦合器和所述输出耦合器各自包括全息光学元件。
18.根据权利要求17所述的显示***，其中所述全息光学元件是颜色复用的。
19.根据权利要求15所述的显示***，其中所述第一干涉图案和所述第二干涉图案各自具有调制的衍射效率。
20.根据权利要求15所述的显示***，其中所述第二干涉图案位于所述输出耦合器的上部部分和所述输出耦合器的下部部分中。
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