CN107407810B - 具有柱镜状微透镜阵列的光引擎 - Google Patents
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Abstract
光学引擎包括位于偏振转换器的每一侧上的一对柱镜状微透镜阵列(MLA)。来自引擎中的源的非偏振光被第一MLA聚焦到偏振转换器的单元格上，其将光转换成公共偏振状态，以提高效率并改善系统中的对比度。半波延迟器被包括在偏振转换器上来改变从下游光学组件反射的任何光的偏振，以匹配正向传播光的偏振。包括相对大量的微透镜元件的第二MLA收集来自偏振转换器的光，并且当在诸如硅上液晶(LCOS)面板之类的光引擎中的下游成像面板处接收到光时，将光进行高度均匀化。
Description
背景
光引擎可被用于各种成像应用，包括例如在头戴式显示器(HMD)设备中使用的近眼显示器。
提供本背景来介绍以下概述和详细描述的简要上下文。本背景不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围，也不旨在将所要求保护的主题限于解决以上所提出的缺点或文体中的任一个或全部的实现。
概述
光学引擎包括位于偏振转换器的每一侧上的一对柱镜状微透镜阵列(MLA)。来自引擎中的源的非偏振光被第一MLA聚焦到偏振转换器的单元格上，其将光转换成公共偏振状态，以提高效率并改善系统中的对比度。半波延迟器被包括在偏振转换器上来改变从下游光学组件反射的任何光的偏振，以匹配正向传播光的偏振。包括相对大量的微透镜元件的第二MLA收集来自偏振转换器的光，并且当在诸如硅上液晶(LCOS)面板之类的光引擎中的下游成像面板处接收到光时，将光高度均匀化。在替换实现中，偏振转换器被从光路删除，而代之以偏振衍射光栅被并入第一MLA中以在系统中生成偏振光。
通过使用更少的光学元件来减少整体系统重量和部件数量，光学引擎与传统布置相比提供了出射光瞳的经改善的空间均匀性并降低了损耗。可在提高功率效率的同时还降低系统上的热负荷。
提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并非旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用作辅助确定要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任一部分中所提及的任何或所有缺点的实现。将理解，上述主题可被实现为计算机控制的装置、计算机进程、计算系统或诸如一个或多个计算机可读存储介质之类的制品。通过阅读下面的详细描述并审阅相关联的附图，这些及各种其他特征将变得显而易见。
附图描述
图1示出了在光引擎中通过光学组件的光路的简化功能框图；
图2示出了光引擎组件的图示；
图3示出了光引擎组件的放大视图；
图4示出了来自柱镜状MLA被聚焦在偏振转换器上的光路；
图5示出了包括偏振衍射光栅的入射MLA；
图6示出了在出射光瞳处传统光引擎的光图案；
图7示出了在出射光瞳处使用本发明的柱镜状MLA的光引擎的经改善的光图案；
图8是说明性的透视、混合现实显示设备的框图；以及
图9示出了示例性计算系统。
各附图中相同的附图标记指示相同的元素。除非另外指明否则各元素不是按比例绘制的。
详细描述
在某些应用中，光引擎中的出射光瞳均匀性可能尤为重要。例如，在头戴式显示器(HMD)和其他设备中使用的近眼显示应用中，如果出射光瞳非均匀性较大，则在跨显示器的较大视野(FOV)角度处可能存在经增加的空间非均匀性。这种非均匀性可使用户感知到随着眼睛的移动而改变的跨显示器的亮度差异。这可能导致用户不适，并显著降低整体显示质量和此类设备通常被用于其中的虚拟现实和混合现实环境中的沉浸感。
本发明的光引擎在该光引擎的光路中使用多个柱镜状微透镜(通常也被称为微透镜)阵列(MLA)。MLA使用具有通常为微米数量级的孔径的基本上为圆柱形的透镜的阵列。对MLA的利用可通常通过下述方式来改善光引擎的操作效率：与非柱镜状解决方案相比减少光学损耗的同时增加在光引擎的成像面板中接收到的光的均一性以显著改善出射光瞳均匀性。经改善的操作效率可导致使用较少功率且具有减少的重量的整体设备配置，这可以是进行优化的重要标准，特别是在HMD应用中。在一些实现中，经改善的出射光瞳均匀性可减少在沿着可耦合到该出射光瞳的波导的光中的变化。在许多情况下(诸如增加HMD应用中的沉浸性)，经改善的出射光瞳均匀性也可被预期以在与该设备交互时增加用户效率并增强用户体验的整体质量。
现在转至附图，图1示出了在光引擎系统100中通过各种光学组件的光路(代表性地由附图标记101指示)的简化功能框图。图2以视图示出了光学组件，而图3示出了MLA和偏振转换器的放大视图。
要强调的是，所示的组件是说明性的，并且可对光路中的组件和/或它们的布置进行各种修改以适合特定实现。一个或多个光源102生成进入系统100的非偏振(即随机偏振)的光，其通常具有不均匀的角度和空间分布，导致在出射光瞳的范围上的低亮度均一性。光源通常可包括一个或多个LED(发光二极管)、OLED(有机发光二极管)、量子点、部分相干光源、激光器等。诸如准直透镜之类的一个或多个透镜104通常被用于，并以准直的方式对从光源102发射的光进行对准和窄化。
诸如双色滤光器或其他合适的组件的滤光器106用作光束组合器，使得初级加性颜色(红、绿和蓝，统称为“RGB”)被包括在光路101中。入射MLA108位于光路入射到偏振转换器110的位置处，并且出射MLA 112位于光从偏振转换器出射的位置处。偏振转换器通常使用液晶、衍射光栅或其他合适的技术制造以改变在波长范围内具有一定空间均匀性的入射光的偏振状态。作为半波延迟器的各向异性双折射膜可被层压到偏振转换器的背面，以改变从光引擎中的下游光学组件反射的任何光的偏振，以匹配正向传播光的偏振。
每个MLA包括位于支撑基板上的折射光学元件的大致矩形的网格。折射光学元件在大小和数量方面可根据实现而变化。孔径形状(例如，无论是圆形的还是非圆形的)也可变化。MLA通常使用可(例如，以初级和/或二级工艺)被模制和/或加工的轻质光学级聚合物来制造，但玻璃材料也可被用于一些实现中。
每个MLA被配置成将入射光聚焦并会聚在位于光路101下游的相应光学组件上。阵列中的微透镜产生对应的聚焦光点阵列，其中可根据微透镜形状、光学特性、以及光引擎内的朝向来控制输出阵列。因此，在某些情况下MLA可被倾斜以控制聚焦光的输出阵列的方向性。
在此特定说明性示例中，入射MLA 106聚焦并将光会聚到偏振转换器110的感光单元格上。因此，入射MLA 108的配置适应于与偏振转换器配置相匹配的微透镜分布、焦距和其他特性。图4示出了从入射MLA 108传播到偏振转换器110的光路405，其例示了微透镜阵列(图4中仅示出阵列的一部分)的聚焦效果。此实现有助于通过在柱镜状阵列方面的较少的损耗(因为存在较少的微透镜元件)来提高系统的效率。也可在减小制造误差的同时增强制造的容易性。因此，更多的光被传输并聚焦到偏振转换器110。
出射MLA的配置与下游成像面板128的大小和分辨率相匹配。因此，与入射MLA 108相比，出射MLA 112通常包括更多数量的微透镜，所述微透镜更精细的分布在更大的阵列中。
在替换实现中，MLA 108和112中的一个或两者可被配置成具有基本平坦的表面，该表面可例如使用粘合剂和/或机械紧固件附连到偏振转换器110的表面。这种附连可以减少对抗反射涂层的需求，否则这些涂料可被用于组件之间的间隙中。
在许多情况下，在出射MLA下游的光引擎组件可被传统地布置。孔径元件114被配置成准许光射入棱镜116，棱镜116将光耦合到中继透镜118中，该中继透镜118放大来自出射MLA 112的输出阵列。反射镜120将光反射到另一中继透镜122中，该中继透镜122提供附加的放大率，其中中继透镜对的整体放大率被选择以匹配成像面板128的大小。
接着沿光路分别放置预偏振滤光器124和偏振分束器126，随后是成像面板128。使用包括一个或多个透镜130、偏振滤光器132、分束器133、光学器件组134(其可包括附加的双折射延迟器、透镜和反射镜)、滤光器136、以及透镜138的一系列光学元件将来自成像面板的光耦合到出射光瞳140。在一些应用中，出射光瞳可被耦合到波导150以将光引擎的输出引导到可被用于给定应用/设备的其他组件和/或系统(为了清楚阐述，未在图2中示出波导)。
图6和7示出了使用传统组件和本发明的柱镜状MLA在出射光瞳处的光引擎输出的均匀性之间的比较。简化附图表示可使用诸如相机之类的仪器在出射光瞳处捕捉的图像。图6示出了在出射光瞳处的传统光引擎输出的说明性图像600。图7示出了在出射光瞳处来自具有柱镜状MLA的本发明的光引擎的光输出的说明性图像700。如图所示，图像700包括更均匀化的光图案，与图像600相比其具有跨出射光瞳的显著更好的均匀性。
图8是说明性透视、混合现实或虚拟现实显示系统的框图，通过该显示系统本发明的光引擎可被用于一些应用。显示系统可采取任何合适的形式，包括但不限于诸如那些使用HMD设备和/或其他便携式/移动设备的近眼设备。显示系统800包括形成显示子系统804的一部分的一个或多个透镜802，以便图像可以使用透镜802(例如，使用到透镜802上的投影、并入透镜802中的一个或多个波导系统和/或以任何其他合适的方式)来显示。显示系统800进一步包括被配置成获取正在被用户查看的背景场景和/或物理空间的图像的一个或多个面向外的图像传感器806，并可包括被配置成检测声音(诸如来自用户的语音命令)的一个或多个话筒808。面向外的图像传感器806可包括一个或多个深度传感器和/或一个或多个二维图像传感器。在替换布置中，代替纳入透视显示子系统，混合现实显示系统可以通过面向外的图像传感器的取景器模式来显示混合现实图像。
显示系统800可进一步包括被配置成检测用户的每一眼睛的注视方向或焦点的方向或位置的注视检测子系统810，如上文所描述的。注视检测子系统810可被配置来以任何合适方式确定用户每只眼睛的注视方向。例如，在所示的说明性示例中，注视检测子系统810包括被配置成导致光的闪烁从用户的每一眼球反射的一个或多个闪光源812(诸如红外光源)，以及被配置成捕捉用户的每一眼球的图像的一个或多个图像传感器814(诸如面向内的传感器)。根据使用(诸)图像传感器814收集的图像数据所确定的用户眼球的闪烁和/或用户瞳孔的位置中的变化可以被用于确定注视方向。
此外，从用户眼睛投射的注视线与外部显示器交叉的位置可以被用于确定用户注视的对象(例如，所显示的虚拟对象和/或真实的背景对象)。注视检测子系统810可以具有任何合适数量和布置的光源以及图像传感器。在一些实现中，可以省略注视检测子系统810。
显示系统800还可包括附加传感器。例如，显示系统800可包括全球定位系统(GPS)子系统816，以允许确定显示系统800的位置。这可以帮助标识可以位于用户的毗邻物理环境中的现实世界的对象(诸如建筑物等等)。
显示系统800可进一步包括一个或多个运动传感器818(例如惯性、多轴陀螺仪或加速度传感器)，以在用户穿戴着作为增强现实HMD设备的部件的所述系统时检测用户头部的移动和位置/朝向/姿势。运动数据可以潜在地与眼睛跟踪闪烁数据和面向外的图像数据一起被使用来用于注视检测以及用于图像稳定化，以帮助校正来自(诸)面向外图像传感器806的图像中的模糊。运动数据的使用可允许注视位置的变化被跟踪，即使不能解析来自(诸)面向外的图像传感器806的图像数据。
另外，运动传感器818，以及话筒808和注视检测子系统810，还可以被用作用户输入设备，以便用户可经由眼睛、颈部和/或头部的姿势，以及在一些情况中经由语音命令来与显示系统800进行交互。可以理解，传感器出于示例的目的被包括，而不旨在以任何方式进行限制，因为任何其他合适的传感器和/或传感器的组合可被利用来满足增强现实HMD设备的特定实现的需求。例如，生物特征传感器(例如用于检测心脏和呼吸速率、血压、大脑活动、体温等)或环境传感器(例如用于检测温度、湿度、海拔、UV(紫外线)光等级等)可以在一些实现中被使用。
显示系统800可以进一步包括通过通信子系统826与传感器、注视检测子系统810、显示子系统804，和/或其他组件进行通信的具有逻辑子系统822和数据存储子系统824的控制器820。通信子系统826还可促进显示系统与位于远程的资源(例如处理、存储、功率、数据和服务)结合操作。即，在一些实现中，HMD设备可被作为一种系统的部分来操作，该系统可以在不同的组件和子系统间分布资源和功能。
存储子系统824可以包括存储在其上的指令，这些指令能被逻辑子系统822执行例如用以：接收并解释来自传感器的输入、标识用户的位置和移动、使用表面重构和其它技术来标识现实对象，以及基于到对象的距离来调暗/淡出显示以便允许所述对象被用户看到，以及其它任务。
显示系统800被配置有一个或多个音频换能器828(例如扬声器、耳机等)，使得音频可以被用作增强现实体验的部分。功率管理子系统830可包括一个或多个电池832和/或保护电路模块(PCM)以及相关联的充电器接口834和/或用于对显示系统800中的组件供电的远程电源接口。
图9示意性地示出了在实现以上描述的配置、布置、方法和过程中的一者或多者时可使用的计算系统900的非限制性实施例。HMD设备可以是计算系统900的一个非限制性示例。计算系统900以简化形式被示出。可理解，可以使用实际上任何计算机架构，而不偏离本布置的范围。在不同的实施例中，计算系统900可以采取显示设备、可穿戴计算设备、大型计算机、服务器计算机、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、家庭娱乐计算机、网络计算设备、游戏设备、移动计算设备、移动通信设备(例如智能电话)等等的形式。
计算系统900包括逻辑子系统902和存储子系统904。计算系统900可任选地包括显示子系统906、输入子系统908、通信子系统910和/或在图9中未示出的其他组件。
逻辑子系统902包括被配置成执行指令的一个或多个物理设备。例如，逻辑子系统902可以被配置为执行作为一个或多个应用、服务、程序、例程、库、对象、组件、数据结构或其它逻辑构造的一部分的指令。可以实现这样的指令为执行任务、实现数据类型、变换一个或多个组件的状态或以其他方式达到期望的结果。
逻辑子系统902可包括被配置成执行软件指令的一个或多个处理器。附加地或替换地，逻辑子系统902可包括被配置成执行硬件或固件指令的一个或多个硬件或固件逻辑机器。逻辑子系统902的处理器可以是单核或多核的，而其上执行的程序可以被配置用于串行、并行或分布式处理。逻辑子系统902可任选地包括分布在两个或更多设备之间的独立组件，这些独立组件可位于远程和/或被配置用于进行协调处理。逻辑子系统902的各方面可由以云计算配置进行配置的可远程访问的联网计算设备来虚拟化和执行。
存储子系统904包括一个或多个物理设备，该一个或多个物理设备被配置成保持逻辑子系统902可执行来实现本文中所述的方法和过程的数据和/或指令。在实现此类方法和过程时，存储子系统904的状态可以被变换(例如，以保持不同的数据)。
存储器子系统904可包括可移动介质和/或内置设备。存储子系统904可包括光学存储器设备(例如，CD(压缩盘)、DVD(数字多功能盘)、HD-DVD(高清DVD)、蓝光盘等)、半导体存储器设备(例如，RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EPROM(可擦除可编程ROM)、EEPROM(电可擦除ROM)等)和/或磁性存储设备(例如，硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、MRAM(磁致电阻RAM)等)等等。存储子系统904可包括易失性、非易失性、动态、静态、读/写、只读、随机存取、顺序存取、位置可寻址、文件可寻址、和/或内容可寻址设备。
可领会，存储子系统904包括一个或多个物理设备，并排除传播信号自身。然而，在一些实现中，本文描述的指令的各方面可经由通信介质通过纯信号(例如，电磁信号、光学信号等)来传播，而不是被存储在存储设备上。此外，与本布置有关的数据和/或其他形式的信息可以通过纯信号来传播。
在一些实施例中，逻辑子系统902和存储子系统904的各方面可以被一起集成到一个或多个硬件-逻辑组件中，通过所述组件来执行本文所描述的功能性。这样的硬件逻辑组件可包括：例如，现场可编程门阵列(FPGA)、程序和应用专用集成电路(PASIC/ASIC)、程序和应用专用标准产品(PSSP/ASSP)、片上系统(SOC)系统以及复杂可编程逻辑设备(CPLD)。
在被包括时，显示子系统906可用于呈现由存储子系统904保存的数据的视觉表示。此视觉表示可采用图形用户界面(GUI)的形式。由于本发明描述的方法和过程改变了由存储子系统保持的数据，并由此变换了存储子系统的状态，因此同样可以转变显示子系统906的状态以视觉地表示底层数据的改变。显示子系统906可包括利用几乎任何类型的技术的一个或多个显示设备。在一些情况下，可将此类显示设备与逻辑子系统902和/或存储子系统904一起组合在共享封装中，或者在其他情况下，此类显示设备可以是外围显示设备。
在包括输入子系统908时，输入子系统908可包括一个或多个用户输入设备(诸如键盘、鼠标、触摸屏或游戏控制器)或与其对接。在一些实施例中，输入子系统可包括所选择的自然用户输入(NUI)组件或与其对接。这样的组件可以是集成的或外围的，且输入动作的转导和/或处理可以在板上或板外被处理。示例性NUI组件可包括用于语言和/或语音识别的话筒；用于机器视觉和/或姿势识别的红外、色彩、立体显示和/或深度相机；用于运动检测和/或意图识别的头部跟踪器、眼睛跟踪器、加速计和/或陀螺仪；以及用于评估脑部活动的电场感测组件。
在包括通信子系统910时，通信子系统910可以被配置成将计算系统900与一个或多个其他计算设备通信耦合。通信子系统910可以包括与一个或多个不同通信协议兼容的有线和/或无线通信设备。作为非限制性示例，通信子系统可被配置成用于经由无线电话网络或者有线或无线局域网或广域网来进行通信。在一些实施例中，通信子系统可允许计算系统900使用诸如因特网这样的网络将消息发送至其他设备以及/或者从其他设备接收消息。
本发明的具有柱镜状微透镜阵列的光引擎的各种示例性实施例现在是出于说明的目的被呈现的，并不是作为所有实施例的穷尽性列表。一个示例包括光引擎，包括：至少一个光源，所述光源被配置成以非均匀的空间分布发射非偏振状态的光；入射柱镜状微透镜阵列(MLA)，所述入射柱镜状微透镜阵列沿着所述光引擎中的光路被放置并且被耦合以接收来自所述光源的光；具有偏振转换单元格阵列的偏振转换器，所述偏振转换器沿着所述光路被放置以接收来自所述入射柱镜状MLA的聚焦在所述单元格上的光，所述偏振转换器被配置成在所述偏振转换器的输出处将来自所述源的非偏振光转换成具有公共偏振状态的光；以及出射MLA，所述出射MLA沿着所述光路被放置以接收来自所述偏振转换器的所述输出的偏振光，所述出射MLA包括微透镜阵列，所述微透镜阵列被配置成将光聚焦在下游成像面板上，其与来自所述源的光相比具有改善的空间分布的均匀性。
在另一示例中，所述光引擎进一步包括沿所述光路在所述偏振转换器的所述输出处放置的半波延迟器，所述半波延迟器被配置成改变从下游光学组件反射的光的偏振状态，以匹配沿所述光路的正向传播光的偏振。在另一示例中，所述半波延迟器包括作为层压被放置在所述偏振转换器上的双折射膜。在另一示例中，所述光引擎进一步包括硅上液晶(LCOS)成像面板。在另一示例中，所述光引擎进一步包括沿着在所述出射MLA的输出和所述成像面板之间的所述光路被放置的一个或多个中继透镜，所述中继透镜在所述中继透镜的输入和输出之间施加放大率系数。在另一示例中，所述光引擎进一步包括在所述光路的远端处的出射光瞳，所述出射光瞳被耦合以接收来自所述成像面板的光。在另一示例中，所述光引擎进一步包括耦合到所述出射光瞳的波导。在另一示例中，所述光引擎进一步包括沿着所述光路被放置在所述源的输出处的准直透镜，所述准直透镜被配置成对来自所述源的发射光进行窄化。在另一示例中，所述光引擎进一步包括沿着所述光路被放置在所述准直透镜的输出处的光束组合器，所述光束组合器输出包括初级颜色成分的光。
另一示例包括一种被配置用于光引擎的各组件的光学器件子组装件，包括：沿着所述光引擎中的光路被定位以接收来自一个或多个光源的非偏振光的第一柱镜状微透镜阵列(MLA)；偏振转换器，所述偏振转换器沿着所述光路被定位在所述第一柱镜状MLA的下游，并被配置为将来自所述一个或多个光源的所述非偏振光转换为偏振光；半波延迟器，所述半波延迟器沿着所述光路被定位在所述偏振转换器的下游，并且被配置为改变在所述光引擎中的反向传播光的偏振状态，以匹配所述光引擎中的正向传播光的偏振状态；以及第二柱镜状MLA，所述第二柱镜状MLA沿着所述光路被定位在所述偏振转换器的下游并且被耦合以接收偏振光，并且包括阵列中的多个微透镜，所述阵列被调整大小和成形以使用聚焦偏振光曝光成像面板，所述聚焦偏振光的分布对来自所述一个或多个光源的所述光而言具有增加的空间均匀性。
在另一示例中，所述第一柱镜状MLA或所述第二柱镜状MLA由模制塑料制成。在另一示例中，所述第一柱镜状MLA或所述第二柱镜状MLA由玻璃制成。在另一示例中，在光学器件子组装件中，来自所述第二柱镜状MLA的光的角均匀性对来自所述一个或多个光源的所述光而言有所改善。在另一示例中，在光学器件子组装件中，来自所述第二柱镜状MLA的光的强度均匀性对来自所述一个或多个光源的所述光而言有所改善。在另一示例中，在光学器件子组装件中，来自所述第二柱镜状MLA的光的均一性对来自所述一个或多个源的所述光而言有所改善。
又一示例包括一种显示系统，包括：被配置成显示图像的近眼显示器；将图像耦合到所述显示器中的一个或多个波导；以及光引擎，所述光引擎被配置为生成被成像面板使用的光，所述成像面板被配置为生成所述图像，所述光引擎包括：被配置为发射所述光的一个或多个源，被配置为将所述光接收作为输入并且将聚焦光传播作为第一输出的第一柱镜状微透镜阵列(MLA)，被配置为接收来自所述第一输出的光并且将聚焦光传播作为第二输出的第二柱镜状微透镜阵列(MLA)，来自所述第二输出的所述聚焦光撞击于其上的成像面板，以及出射光瞳，所述出射光瞳被配置成将来自所述成像面板的光耦合到所述一个或多个波导中，所述耦合光与从所述一个或多个源发射的所述光相比具有增加的均一性。
在另一示例中，显示系统进一步包括被放置在所述第一和第二柱镜状MLA之间的所述光路中的偏振转换器，所述偏振转换器被配置成将来自所述一个或多个光源的非偏振光转换成偏振光。在另一示例中，所述第一柱镜状MLA使用粘合剂或紧固件被固定到所述偏振转换器。在另一示例中，所述显示系统进一步包括位于沿在所述偏振转换器和所述第二柱镜状MLA之间的光路的半波延迟器。在另一示例中，所述半波延迟器是被层压到所述偏振转换器的膜。
以上所述的主题仅作为说明提供，并且不应被解释为限制。可对本文中所描述的主题作出各种修改和改变，而不必遵循示出和描述的示例实施例和应用且不背离所附权利要求书中所阐述的本发明的真正精神和范围。
Claims (19)
1.一种光引擎，包括：
至少一个光源，所述光源被配置成以非均匀的空间分布发射非偏振状态的光；
一入射柱镜状微透镜阵列，所述入射柱镜状微透镜阵列沿着所述光引擎中的光路被放置并且被耦合以接收来自所述光源的光；
具有偏振转换单元格阵列的偏振转换器，所述偏振转换器沿着所述光路被放置以接收来自所述入射柱镜状微透镜阵列的聚焦在所述单元格上的光，所述偏振转换器被配置成在所述偏振转换器的输出处将来自所述光源的非偏振光转换成具有公共偏振状态的光，其中所述入射柱镜状微透镜阵列被倾斜以控制所述光被向下游输出到所述偏振转换器的方向；以及
一出射微透镜阵列，所述出射微透镜阵列沿着所述光路被放置以接收来自所述偏振转换器的所述输出的偏振光，所述出射微透镜阵列包括微透镜阵列，所述微透镜阵列被配置成将光聚焦在下游成像面板上，其与来自所述光源的所述光相比具有改善的空间分布的均匀性，所述出射微透镜阵列和所述入射柱镜状微透镜阵列中的一者或两者被配置成具有平坦的表面，所述表面附连到所述偏振转换器的表面。
2.如权利要求1所述的光引擎，其特征在于，进一步包括沿所述光路在所述偏振转换器的所述输出处放置的半波延迟器，所述半波延迟器被配置成改变从下游光学组件反射的光的偏振状态，以匹配沿所述光路的正向传播光的偏振。
3.如权利要求2所述的光引擎，其特征在于，所述半波延迟器包括双折射膜，所述双折射膜作为层压被放置在所述偏振转换器上。
4.如权利要求1所述的光引擎，其特征在于，进一步包括硅上液晶LCOS成像面板。
5.如权利要求1所述的光引擎，其特征在于，进一步包括沿着在所述出射微透镜阵列的输出和所述成像面板之间的所述光路被放置的一个或多个中继透镜，所述中继透镜在所述中继透镜的输入和输出之间施加放大率系数。
6.如权利要求1所述的光引擎，其特征在于，进一步包括在所述光路的远端处的出射光瞳，所述出射光瞳被耦合以接收来自所述成像面板的光。
7.如权利要求6所述的光引擎，其特征在于，进一步包括耦合到所述出射光瞳的波导。
8.如权利要求1所述的光引擎，其特征在于，进一步包括沿着所述光路被放置在所述光源的输出处的准直透镜，所述准直透镜被配置成对来自所述光源的发射光进行窄化。
9.如权利要求8所述的光引擎，其特征在于，进一步包括沿着所述光路被放置在所述准直透镜的输出处的光束组合器，所述光束组合器输出包括初级颜色成分的光。
10.一种被配置用于光引擎的组件的光学器件子组装件，包括：
沿着所述光引擎中的光路被定位以接收来自一个或多个光源的非偏振光的第一柱镜状微透镜阵列；
偏振转换器，所述偏振转换器沿着所述光路被定位在所述第一柱镜状微透镜阵列的下游，并被配置为将来自所述一个或多个光源的所述非偏振光转换为偏振光，其中所述第一柱镜状微透镜阵列被倾斜以控制所述光被向下游输出到所述偏振转换器的方向；
半波延迟器，所述半波延迟器沿着所述光路被定位在所述偏振转换器的下游，并且被配置为改变在所述光引擎中的反向传播光的偏振状态，以匹配所述光引擎中的正向传播光的偏振状态；以及
第二柱镜状微透镜阵列，所述第二柱镜状微透镜阵列沿着所述光路被定位在所述偏振转换器的下游并且被耦合以接收偏振光，并且包括阵列中的多个微透镜，所述微透镜被调整大小和成形以使用聚焦偏振光曝光成像面板，所述聚焦偏振光的分布对来自所述一个或多个光源的所述光而言具有增加的空间均匀性，所述第二柱镜状微透镜阵列和所述第一柱镜状微透镜阵列中的一者或两者被配置成具有平坦的表面，所述表面附连到所述偏振转换器的表面。
11.如权利要求10所述的光学器件子组装件，其特征在于，所述第一柱镜状微透镜阵列或所述第二柱镜状微透镜阵列由模制塑料制成。
12.如权利要求10所述的光学器件子组装件，其特征在于，所述第一柱镜状微透镜阵列或所述第二柱镜状微透镜阵列由玻璃制成。
13.如权利要求10所述的光学器件子组装件，其特征在于，来自所述第二柱镜状微透镜阵列的光的角均匀性对来自所述一个或多个光源的所述光而言有所改善。
14.如权利要求10所述的光学器件子组装件，其特征在于，来自所述第二柱镜状微透镜阵列的光的亮度均匀性对来自所述一个或多个光源的所述光而言有所改善。
15.如权利要求10所述的光学器件子组装件，其特征在于，来自所述第二柱镜状微透镜阵列的光的均一性对来自所述一个或多个光源的所述光而言有所改善。
16.一种显示系统，包括：
被配置成显示图像的近眼显示器；
将图像耦合到所述显示器中的一个或多个波导；以及
光引擎，所述光引擎被配置为生成被成像面板使用的光，所述成像面板被配置为生成所述图像，所述光引擎包括：
被配置为发射所述光的一个或多个光源，
被放置在所述光路中并被配置成将来自所述一个或多个光源的非偏振光转换成偏振光的偏振转换器；
被配置为将所述光接收作为输入并且将经聚焦的光传播作为第一输出的第一柱镜状微透镜阵列，
被配置为接收来自所述第一输出的光并且将经聚焦的光传播作为第二输出的第二柱镜状微透镜阵列，所述第二柱镜状微透镜阵列被倾斜以控制所述光在所述第一和第二柱镜状微透镜阵列之间的光路中被向下游朝向所述一个或多个波导输出的方向，所述第二柱镜状微透镜阵列和所述第一柱镜状微透镜阵列中的一者或两者被配置成具有平坦的表面，所述表面附连到所述偏振转换器的表面，
来自所述第二输出的聚焦光撞击于其上的成像面板，以及
出射光瞳，所述出射光瞳被配置成将来自所述成像面板的光耦合到所述一个或多个波导中，耦合光与从所述一个或多个光源发射的所述光相比具有增加的均一性。
17.如权利要求16所述的显示系统，其特征在于，所述第一柱镜状微透镜阵列使用粘合剂或紧固件被固定到所述偏振转换器。
18.如权利要求16所述的显示系统，其特征在于，进一步包括位于沿所述偏振转换器和所述第二柱镜状微透镜阵列之间的光路的半波延迟器。
19.如权利要求18所述的显示系统，其特征在于，所述半波延迟器是被层压到所述偏振转换器的膜。
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