CN108474958B - 用于减少头戴式显示器中的重像的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

在包括显示引擎和光学波导的近眼或平视显示系统中，四分之一波长延迟器(QWR)被放置在显示引擎的偏振分束器(PBS)和波导的输入衍射光栅之间。附加地，线性偏振器可被放置在PBS和QWR之间。与由显示引擎的反射微显示器生成的图像相对应的光被输入衍射光栅衍射进入波导，从而它可以全内反射的方式行进到输出耦合器并被人眼查看。单独的QWR或与线性偏振器结合的QWR防止在通过输入衍射光栅衍射进入波导的与图像相对应的光的一部分被输入衍射光栅衍射式地输出耦合并在此之后反射离开反射微显示器的情况下本来可能发生的重像。

Description

用于减少头戴式显示器中的重像的系统和方法
背景
各种类型的计算、娱乐和/或移动设备可用透明或半透明显示器来实现，设备的用户可以透过该透明或半透明显示器来查看周围环境。此类设备(可以被称为透视、混合现实显示设备系统或增强现实(AR)系统)使得用户能够透视设备的透明或半透明显示器以查看周围环境，并且还能够看见虚拟对象(例如，文本、图表、视频等)的图像，这些虚拟对象被生成以供显示以表现为周围环境的一部分和/或表现为覆盖在周围环境上。这些设备(可以被实现为头戴式显示器(HMD)眼镜或其他可穿戴近眼显示设备，但不限于此)通常利用光学波导将例如由显示引擎产生的图像再现到一位置处，设备的用户能够查看该位置处的图像作为增强或虚拟现实环境中的虚拟图像。类似地，显示引擎和光学波导也可被用于提供平视显示器。尽管这仍然是一项新兴技术，但是存在与利用光学波导向用户显示虚拟对象的图像相关联的某些挑战。
概述
本文所描述的某些实施例针对包括显示引擎和光学波导的近眼或平视显示系统。可包括反射微显示器的显示引擎可被配置成产生图像。可包括输入衍射光栅和输出耦合器的光学波导可被配置成使得通过输入衍射光栅衍射进入波导的、与图像相对应的光的至少一部分以全内反射(TIR)的方式行进到输出耦合器，在输出耦合器处与图像相对应的光的一部分被耦合出波导，使得图像可被人眼查看。显示引擎可包括偏振分束器(PBS)，该偏振分束器被配置成透射具有第一(例如，P)线性偏振态的线性偏振光并反射具有与该第一线性偏振态正交的第二(例如，S)线性偏振态的线性偏振光。显示引擎的PBS可相对于光学波导定位，以使得与图像相对应的且具有第一线性偏振态的线性偏振光被引导向光学波导的输入衍射光栅，其中第一线性偏振态是P和S线性偏振态中的一者。光学波导的输入衍射光栅可被配置成将入射在输入衍射光栅上的与图像相对应的光衍射进入光学波导。
系统可附加地包括位于显示引擎的PBS和光学波导的输入衍射光栅之间的四分之一波长延迟器(QWR)。系统还可包括位于显示引擎的PBS和QWR之间的线性偏振器。单独的QWR或与线性偏振器结合的QWR可被用于防止在通过输入衍射光栅衍射进入波导的、与图像相对应的光的一部分被输入衍射光栅衍射式地输出耦合并在此之后反射离开显示引擎的反射微显示器的情况下本来可能发生的重像。
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。
附图简述
例示了示例性显示系统的图1被用于示出不希望的重像可能如何发生。
图2例示了根据本技术的实施例的被配置成减少或消除重像的示例性显示系统。
图3例示了根据本技术的另一实施例的被配置成减少或消除重像的示例性显示系统。
图4是被用于概述根据本发明技术的各种实施例的方法的高级流程图。
详细描述
图1例示了包括显示引擎104和光学波导106的示例性显示系统(例如，近眼或平视显示系统)。显示引擎104被示为包括光源组装件112、偏振分束器(PBS)114、反射微显示器116、偏振分束器(PBS)118、四分之一波长延迟器(QWR)120以及镜面122。尽管PBS 114和118被例示为PBS立方体，但PBS 114可替换地被实现为PBS波片，和/或PBS 118可被实现为PBS波片。显示引擎104可包括附加的和/或替换的组件。此外，取决于实现，各种(和/或附加的和/或替换的)组件的精确位置可被改变。
光学波导106被示为包括输入耦合器132和输出耦合器136。根据本文所描述的本技术的某些实施例，输入耦合器132是衍射光栅，并因此也可被称为输入衍射光栅132。
一种衍射光栅是可以包含由于称之为衍射的光学现象使得入射光分离并改变方向的周期性结构的光学组件。所述分离(称之为光阶)和角度改变依赖于衍射光栅的特性。当周期性结构是在光学组件的表面上时，其被称为表面光栅。当周期性结构归因于表面本身的变化时，其被称为表面浮雕光栅(SRG)。例如，SRG可包括在光学组件的表面中的被均匀直槽间隔区域分隔开的均匀直槽。槽间隔区域可被称为“线”、“光栅线”或“填充区”。SRG的衍射的性质取决于入射在SRG上的光的波长、极性和角度以及SRG的各种光学特性，诸如折射率、线间隔、槽深度、槽分布、槽填充比以及槽倾斜角。SRG可通过合适的微制造工艺来制造，这可涉及蚀刻基板和/或在基板上沉积以在基板上制造所需周期性微结构以形成光学组件，这随后被用作生产母版，诸如用于制造进一步光学组件的模具或掩模。SRG是衍射光学元件(DOE)的示例。当表面上存在DOE时(例如，当DOE是SRG时)，该表面的由DOE横跨的部分可被称为DOE区。代替表面光栅的衍射光栅可以替换地为体光栅(volume grating)，例如布拉格衍射光栅。输入衍射光栅132可以是例如表面衍射光栅、或体衍射光栅、或表面和体衍射光栅的混合。根据在此所述的各实施例，每个衍射光栅可以具有由衍射光栅的光栅线的方向所指定的优先线性极化取向，其中具有优先线性极化取向的光的耦合效率将比具有非优先线性极化取向的光的耦合效率更高。
光源组装件112可包括例如分别发射红、绿和蓝光的红、绿和蓝光源。光源112组装件可附加地包括未示出的光束组合光学元件，诸如双色滤波器以及一个或多个准直透镜。光源组装件112产生从反射微显示器116反射离开的光以产生图像。由反射微显示器116产生的与图像相对应的光最终入射在输入衍射光栅132上，该输入衍射光栅132将与图像相对应的光耦合进入光学波导。耦合进入光学波导106的(与图像相对应的)光的至少一部分以全内反射(TIR)的方式从输入衍射光栅132行进到输出耦合器136，在输出耦合器处(与图像相对应的)光被耦合出光学波导106，使得图像可被人眼108查看。
如图1的图例(以及图2和图3的图例)所指示的，用“X”表示的光线是具有“P”偏振态的线性偏振光，用“O”表示的光线是具有“S”偏振态的线性偏振光，而用“Δ”表示的光线是圆偏振光。具有P偏振态的线性偏振光和具有S偏振态的线性偏振光具有相互正交的偏振态。具有P偏振态的线性偏振光在本文中也可被称为P线性偏振光。具有S偏振态的线性偏振光在本文中也可被称为S线性偏振光。
在图1的实施例中，PBS 114被配置成透射P线性偏振光，并反射S线性偏振光。类似地，PBS 118被配置成透射P线性偏振光，并反射S线性偏振光。
反射微显示器116可以是例如硅上液晶(LCoS)微显示器，其包括反射显示器表面，该反射显示器表面包括可由电子器件(未示出)控制以处于“开”或“关”状态的像素。入射在反射微显示器116上的光束被反射，并且反射光束的偏振态取决于像素的状态。出于该讨论的目的，假设反射微显示器116被设计成使得反射离开处于“开”状态的像素的光束的线性偏振态旋转九十度，并且反射离开处于“关”状态的像素的光束在其线性偏振态不受影响的状态下反射。因此，如果P线性偏振光反射离开“开”像素，则由于偏振态被旋转九十度，反射光将为S线性偏振。在图1(和其他附图)中，表示“开”像素124和“关”像素126。然而，将理解，虽然仅表示了两个像素124和126，但是反射微显示器116将很可能包括以二维阵列布置的数千或数百万个像素，且每个像素被单独控制为处于其“开”状态或其“关”状态。
当光行进穿过QWR 120时，QWR 120将线性偏振光转换为圆偏振光，反之亦然。如果一种状态的线性偏振光行进穿过QWR(例如120)两次，则其会转换为另一线性偏振态。例如，如果S线性偏振态行进穿过QWR(例如120)，则它会转换为圆偏振光。如果该圆偏振光例如在反射离开镜面(例如122)之后行进穿过QWR(例如120)，则其然后会转换为P线性偏振光。
在图1和其他附图中，当光以与其入射相同的方向反射回来时，反射光线被示为具有夸大的线性移位，使得入射到反射表面上的光(出于讨论和说明的目的)可区别于从反射表面反射的光。例如，反射光束142被示为垂直于入射光束141移位。实际上，如果被精确地绘制，反射光束142可能事实上完全重叠于入射光束141。然而，由于绘制可彼此区别的重叠光束是困难的，因此光束142和141被示为是彼此线性移位的。又例如，入射在镜面122上的被标记为143的光束(具有指向右侧的箭头)以及反射离开镜面122的也被标记为143的反射光束(具有指向左侧的箭头)，实际上可能是完全彼此重叠的，但被绘制为是彼此线性移位的，使得入射在镜面122上的光束143可区别于从镜面122反射的光束143。
被标记为141的实线箭头线例示了由光源组装件112发射并入射到反射微显示器116上的光线。在图1所示的示例中，光线141被示为被PBS 114透射(即，穿过PBS 114)并反射离开反射微显示器114的处于“开”状态的像素124的P线性偏振光。反射微显示器114被示为将P线性偏振光转换为S线性偏振光142(通过将偏振矢量旋转90度)，并将S线性偏振光142引导向PBS 114。S线性偏振光142被PBS 114反射向PBS 118。PBS 118将S线性偏振光142反射向QWR 120。QWR 120将S线性偏振光142转换为圆偏振光143。圆偏振光143被镜面122反射回QWR 120，该QWR 120将圆偏振光143转换为P线性偏振光144。P线性偏振光144被示为被PBS 118透射(即，穿过PBS 118)，从显示引擎104出射并入射到输入衍射光栅132上。
输入衍射光栅132将P线性偏振光144衍射进入光学波导106。在图1的示例中，P线性偏振光144在被衍射进入光学波导106并经历内反射之后被示为再次入射到输入衍射光栅132上，其中P线性偏振光144的一部分(由虚线151表示)被衍射出光学波导106并朝向PBS118被引导回显示引擎104。更具体而言，P线性偏振光的一部分在内反射离开光学波导106的表面之后，被输入衍射光栅132朝向PBS 118衍射出光学波导106。换言之，P线性偏振光(由虚线151表示)是被输入衍射光栅132不希望地衍射式地输出耦合回到显示引擎104中的光。P线性偏振光144的另一部分(其未被输入衍射光栅132衍射式地输出耦合)以TIR的方式行进到输出耦合器136，在该输出耦合器136处(与图像相对应的)光被耦合出光学波导106，使得图像可被人眼108查看。
衍射式地输出耦合的P线性偏振光151被示为被PBS 118透射(即，穿过PBS 118)，并然后穿过将P线性偏振光151转换为圆偏振光152的QWR 120。圆偏振光152被镜面122反射回QWR 120，该QWR 120将圆偏振光152转换为S线性偏振光153。PBS 118将S线性偏振光153反射向PBS 114，该PBS 114将S线性偏振光153反射回反射微显示器116。S线性偏振光153被示为入射在反射微显示器116的处于“关”状态的像素126上，并因此反射光154保持在S线性偏振光中。S线性偏振光154被PBS 114反射向PBS 118，该PBS 118将S线性偏振光154反射向QWR 120。QWR 120将S线性偏振光154转换为圆偏振光155。圆偏振光155被镜面122反射回QWR 120，该QWR 120将圆偏振光155转换为P线性偏振光156。P线性偏振光156被示为被PBS118透射(即，穿过PBS 118)，从显示引擎104出射并入射到输入衍射光栅132上。P线性偏振光156(被表示为虚线151)然后被示为以TIR的方式行进到输出耦合器136，在输出耦合器136处P线性偏振光156被耦合出光学波导106并作为不期望的重像可被人眼108查看。这样的重像实质上是在位置上有偏差且叠加在期望图像的顶部上的期望图像的副本。
用于消除(或至少减少)重像的一种潜在的解决方案是相对于显示引擎104倾斜光学波导106，使得被输入衍射光栅132从光学波导106不希望地衍射式地输出耦合的光(诸如由虚线151表示的光)相对于显示引擎104以这样的角度输出耦合，以使该光不能够返回到反射微显示器116。但是，此解决方案存在限制。更具体而言，相对于显示引擎104倾斜光学波导106可能会产生限制可实现的视野(FOV)的不良影响。此外，相对于显示引擎104倾斜光学波导106会对所得显示系统的形状因子和/或工业设计产生不利影响，这在显示系统是例如头戴式近眼显示系统的情况下是非常重要的。附加地，仅仅到目前为止，在输入衍射光栅132不再满足设计约束和TIR要求之前，可相对于显示引擎104倾斜光学波导106。
下文描述的本技术的实施例为消除(或至少减少)上文所描述的重像提供了更具说服力的解决方案。首先参考图2描述一个这样的实施例。在图2中，与图1相同的组件被同样地标记，并因此无需被再次描述。类似地，如在图1中的那样，在图2中表示相同的偏振光的箭头线被同样地标记，并因此无需被再次描述。
图1和图2之间的比较显示，在图2中，QWR 220被添加以使得P线性偏振光144在被PBS 118透射之后(即，在穿过PBS 118之后)在入射到光学波导106的输入衍射光栅132之前行进穿过QWR 220。所添加的QWR 220使P线性偏振光144被转换为圆偏振光246。圆偏振光246被示为入射在输入衍射光栅132上。
输入衍射光栅132将圆偏振光246衍射进入光学波导106。在图2的示例中，圆偏振光246在被衍射进入光学波导106并经历内反射之后被示为再次入射到输入衍射光栅132上，其中圆偏振光246的一部分(由虚线248表示)被衍射出光学波导106并被引导回QWR220。更具体而言，圆偏振光246的一部分在内反射离开光学波导106的表面之后，被输入衍射光栅132朝向QWR 220衍射出光学波导106。换言之，圆偏振光246(由虚线248表示)是被输入衍射光栅132不希望地衍射式地输出耦合回QWR 220的光。圆偏振光246的另一部分(其未被输入衍射光栅132衍射式地输出耦合)以TIR的方式行进到输出耦合器136，在该输出耦合器136处(与图像相对应的)光被耦合出光学波导106，使得图像可被人眼108查看。
QWR 220将衍射式地输出耦合的圆偏振光248转换成被引导向PBS 118的S线性偏振光250。如图2所示，PBS 118在远离PBS 114的方向上并更一般地在防止S线性偏振光250可能到达反射微显示器116并导致可能导致重像的重像反射的方向上反射S线性偏振光250。
尽管示为被包括在图2的显示引擎104内，但所添加的QWR 220可替代地被添加到显示引擎104外部，例如在显示引擎104和光学波导106的输入衍射光栅132之间。根据一实施例，QWR 220可被实现为由玻璃或光学塑料制成的光学波片，在此情况下，QWR 220可被更具体地称为四分之一波片(QWP)。根据另一实施例，QWR 220可被实现为薄膜，在此情况下，QWR 220可被更具体地称为四分之一薄膜(QWF)。例如，QWR 220可被实现为彩色单层聚碳酸酯薄膜，但并不限于此。QWR 220也可被实现为涂层。
如果被实现为薄膜，QWR 220可被应用于并由此涂覆PBS立方体的表面252，其中PBS 118被实现为PBS立方体。替换地，如果被实现为薄膜，则QWR 220可被应用于，并由此涂覆光学波导106的表面254(或表面254的一部分)，使得P线性偏振光144在被输入衍射光栅132衍射进入光学波导106之前被转换成圆偏振光246，并使得被入射衍射光栅132衍射式地输出耦合的圆偏振光246的一部分在入射到PBS 118之前被转换为S线性偏振光250。
图3现在将被用于解释本技术的另一实施例，其消除(或至少减少)上文参考图1描述的重像。在图3中，与图1或2相同的组件被同样地标记，并因此无需被再次描述。类似地，如在图1或2中的那样，在图3中表示相同的偏振光的箭头线被同样地标记，并因此无需被再次描述。
图3和图2之间的比较显示，在图3中，线性偏振器328被添加在PBS 118和QWR 220之间。在所示的具体实施例中，线性偏振器328被配置为透射P线性偏振光并吸收S线性偏振光。由于线性偏振器328吸收两个正交偏振态中的一个的光，所以线性偏振器328可更具体地被称为吸收偏振器328。参考图3，线性偏振器328被示为在由显示引擎104产生的P线性偏振光144被QWR 220转换为圆偏振光246之前透射(即，穿过)该P线性偏振光144，并且圆偏振光246此后入射在输入衍射光栅132上。仍然参考图3，线性偏振器328还被示为吸收S线性偏振光250，该S线性偏振光250对应于在被QWR 220转换为S线性偏振光之后的衍射式地输出耦合的光248。以此方式，从波导106衍射式地输出耦合的光被防止到达PBS 118，并更重要的是，被防止可能到达反射微显示器116并导致可能导致重像的重像反射。
上文参考图2和3描述的本技术的实施例是有悖直觉的，因为此类实施例依赖于将圆偏振光(例如，图2和图3中的246)而不是线性偏振光(例如，图1中的144)注入光学波导(例如106)。通常认为不希望经由输入衍射光栅将圆偏振光注入光学波导中，其中输入衍射光栅具有由输入衍射光栅的光栅线的方向指定的优选线性偏振取向。这是因为当经由此类输入衍射光栅将圆偏振光注入光学波导中时的耦合效率可能比当经由此类输入衍射光栅将具有优选线性偏振的线性偏振光注入光学波导中时的耦合效率低百分之五十之多。此类耦合效率的损失可以以其他方式得到补偿，例如其中一种可涉及使用更强大的光源。
在上述参考图1、2和3描述的实施例中，显示引擎104的PBS 114和118被描述为将P线性偏振光引导向QWR 220。修改显示引擎104以使用一个或多个PBS将S线性偏振光引导向QWR 220也是可能的。此外，修改显示引擎104以使用透射S线性偏振光并吸收P线性偏振光的线性偏振器(代替线性偏振器328)也是可能的。更一般而言，显示引擎104内的PBS可相对于光学波导106定位，以使得与图像相对应的且具有第一线性偏振态的线性偏振光被引导向光学波导106的输入衍射光栅132，其中第一线性偏振态是S线性偏振态或P线性偏振态。换言之，本技术的实施例不限于参考图2和3所示和所描述的确切实现。
现在将参考图4的高级流程图来概述根据本技术的各实施例的方法，其可被用于减少并很有希望防止重像出现。
参考图4，步骤402包括使用反射微显示器(例如，116)产生图像，诸如但不限于LCoS微显示器。
步骤404涉及将与图像相对应的线性偏振光(例如，144)引导向光学波导(例如，106)的输入衍射光栅(例如，132)，该线性偏振光(例如，144)具有第一偏振态(例如，P线性偏振)。
步骤406涉及使用QWR(例如，220)将与图像相对应的线性偏振光(例如，144)改变为圆偏振光(例如，246)，使得被输入衍射光栅(例如，132)衍射进入光学波导(例如，106)的、与图像相对应的光是圆偏振的。
步骤408涉及使用光学波导(例如，106)将与图像相对应的圆偏振光(例如，246)的一部分从输入衍射光栅(例如，132)内反射到光学波导的输出耦合器(例如，136)，在该输出耦合器处与图像相对应的光的一部分被耦合出波导，使得图像可被人眼(例如，108)查看。
步骤410涉及使用QWR(例如，220)来将在被输入衍射光栅衍射进入光学波导之后被输入衍射光栅衍射出光学波导的、与图像相对应的光的另一部分(例如，248)从圆偏振光(例如248)改变为具有与第一偏振态(例如，P线性偏振)正交的第二偏振态(例如，S线性偏振)的线性偏振光(例如250)。
步骤412涉及防止具有与第一偏振态(例如，P线性偏振)正交的第二偏振态(例如，S线性偏振)的、且被输入衍射光栅(例如，132)衍射出光学波导(例如，106)的、与图像相对应的光的另一部分(例如，250)被反射离开反射微显示器(例如，116)。
根据某些实施例，在步骤404，使用PBS(例如，118)将与图像相对应的且具有第一偏振态(例如，P线性偏振)的线性偏振光引导向光学波导(例如，106)的输入衍射光栅(例如，132)。在上文参考图2讨论的具体实施例中，步骤412可涉及使用PBS(例如，118)在远离反射微显示器(例如，116)的方向上反射与图像相对应的光的另一部分(例如248，250)。在上文参考图3讨论的其他实施例中，步骤412可涉及使用被配置为透射具有第一偏振态(例如，P线性偏振)的光并吸收具有第二偏振态(例如，S线性偏振)的光的线性偏振器(例如，328)。
上文描述的某些实施例涉及包括反射微显示器、PBS、QWR以及光学波导的近眼或平视显示系统。反射微显示器被配置成产生图像。光学波导包括输入衍射光栅和输出耦合器。PBS被定位以使得与图像相对应的且具有第一偏振态(例如，P线性偏振)的线性偏振光被引导向光学波导的输入衍射光栅。QWR被定位在PBS和光学波导的输入衍射光栅之间，使得被PBS透射向光学波导的输入衍射光栅的、与图像相对应的且具有第一偏振态(例如，P线性偏振)的线性偏振光在被光学波导的输入衍射光栅衍射到波导之前被转换成圆偏振光。光学波导被配置为使得被输入衍射光栅衍射进入波导的、与图像相对应的圆偏振光的至少一部分以TIR的方式行进到输出耦合器，在输出耦合器处与图像相对应的光的一部分被耦合出波导，使得图像可被人眼查看。在被输入衍射光栅衍射进入光学波导之后的与图像相对应的圆偏振光的另一部分被输入衍射光栅不希望地衍射出光学波导。被定位在PBS和输入衍射光栅之间的QWR将衍射式地输出耦合的光从圆偏振光改变为具有第二偏振态(与第一偏振态正交)的线性偏振光。
根据一实施例，PBS将在远离反射微显示器的方向上反射在被输入衍射光栅衍射出光学波导之后被QWR从圆偏振光转换为具有与第一偏振态正交的第二偏振态的线性偏振光的、与图像相对应的光，从而防止由衍射出的光本来可能发生的重像。根据另一实施例，系统还包括被定位在PBS和QWR之间的线性偏振器，其中线性偏振器被配置为透射具有第一偏振态的光并吸收具有与第一偏振态正交的第二偏振态的光。在该后一实施例中，线性偏振器将在与图像相对应的且具有第一偏振态的光到达QWR之前透射被引导向光学波导的输入衍射光栅的、与图像相对应的且具有第一偏振态的光。附加地，线性偏振器将吸收在被输入衍射光栅衍射出光学波导之后被QWR从圆偏振光转换为具有与第一偏振态正交的第二偏振态的线性偏振光的、与图像相对应的光，从而防止由衍射出的光本来可能发生的重像。第一偏振态可以是P偏振，而第二偏振可以是S偏振。替换地，第一偏振态可以是S偏振，而第二偏振态可以是P偏振。
尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本发明主题，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于以上所描述的具体特征或动作。更确切而言，以上所描述的具体特征和动作是作为实现权利要求的示例形式公开的。

Claims (20)

1.一种近眼或平视显示系统，包括：
包括输入衍射光栅和输出耦合器的光学波导；
显示引擎，所述显示引擎被配置为产生图像并将与所述图像相对应的且具有第一线性偏振态的光引导向所述光学波导的所述输入衍射光栅；
所述光学波导的所述输入衍射光栅，其被配置成将入射在所述输入衍射光栅上的与所述图像相对应的光衍射进入所述光学波导；以及
四分之一波长延迟器(QWR)，所述四分之一波长延迟器被放置在所述显示引擎内或所述显示引擎和所述光学波导的所述输入衍射光栅之间，使得被引导向所述光学波导的所述输入衍射光栅的与所述图像相对应的且具有所述第一线性偏振态的线性偏振光在被所述输入衍射光栅衍射进入所述光学波导之前被转换成圆偏振光；
其中所述QWR将在被所述输入衍射光栅衍射进入所述光学波导之后被所述输入衍射光栅衍射出所述光学波导的、与所述图像相对应的任何圆偏振光从圆偏振光改变为具有与所述第一线性偏振态正交的第二线性偏振态的线性偏振光。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述显示引擎包括被用于产生所述图像的反射微显示器；以及
所述显示引擎还包括偏振分束器(PBS)，所述偏振分束器被配置成透射具有所述第一线性偏振态的线性偏振光并反射具有与所述第一线性偏振态正交的所述第二线性偏振态的线性偏振光；以及
所述PBS被放置在所述显示引擎内并相对于所述光学波导被放置以在远离所述反射微显示器的方向上反射在被所述输入衍射光栅衍射出所述光学波导之后被所述QWR从圆偏振光转换为具有与所述第一线性偏振态正交的所述第二线性偏振态的线性偏振光的与所述图像相对应的任何光。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统防止在与所述图像相对应的光在被所述输入衍射光栅衍射出所述光学波导之后被反射离开所述反射微显示器的情况下本会可能引起的重像。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
线性偏振器，所述线性偏振器被配置为透射具有所述第一线性偏振态的光并吸收具有与所述第一线性偏振态正交的所述第二线性偏振态的光；
其中所述线性偏振器相对于所述QWR放置以吸收在被所述输入衍射光栅衍射出所述光学波导之后被所述QWR从圆偏振光转换为具有与所述第一线性偏振态正交的所述第二线性偏振态的线性偏振光的与所述图像相对应的任何光。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：
所述显示引擎包括被用于产生所述图像的反射微显示器；以及
所述显示引擎还包括在所述显示引擎内并相对于所述光学波导被放置的偏振分束器(PBS)，以使得与所述图像相对应的且具有所述第一线性偏振态的线性偏振光被引导向所述光学波导的所述输入衍射光栅；
所述QWR被放置在所述显示引擎的所述PBS和所述光学波导的所述输入衍射光栅之间；以及
所述线性偏振器被放置在所述显示引擎的所述PBS和所述QWR之间。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统防止在与所述图像相对应的光在被所述输入衍射光栅衍射出所述光学波导之后被反射离开所述反射微显示器的情况下本来可能引起的重像。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述QWR包括四分之一波长薄膜、四分之一波长涂层或四分之一波长波片。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一线性偏振态包括P偏振，并且所述第二线性偏振态包括S偏振。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一线性偏振态包括S偏振，并且所述第二线性偏振态包括P偏振。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学波导被配置为使得被所述输入衍射光栅衍射进入所述光学波导的与图像相对应的光的至少一部分以全内反射(TIR)的方式行进到所述输出耦合器，在所述输出耦合器处与所述图像相对应的所述光的所述部分被耦合出所述光学波导。
11.一种用于近眼或平视显示系统的方法，包括：
使用反射微显示器产生图像；
将与所述图像相对应的线性偏振光引导向光学波导的输入衍射光栅，所述线性偏振光具有第一线性偏振态；
使用四分之一波长延迟器(QWR)将与所述图像相对应的所述线性偏振光改变为圆偏振光，使得被所述输入衍射光栅衍射进入所述光学波导的与所述图像相对应的光是圆偏振的；
使用所述光学波导将与所述图像相对应的所述圆偏振光的一部分从所述输入衍射光栅内反射到所述光学波导的输出耦合器，在所述输出耦合器处与所述图像相对应的所述光的所述部分被耦合出所述波导；以及
使用所述QWR来将在被所述输入衍射光栅衍射进入所述光学波导之后被所述输入衍射光栅衍射出所述光学波导的、与所述图像相对应的所述光的另一部分从圆偏振光改变为具有与所述第一线性偏振态正交的第二线性偏振态的线性偏振光。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括：
防止具有与所述第一线性偏振态正交的所述第二线性偏振态的、且被所述输入衍射光栅衍射出所述光学波导的、与所述图像相对应的所述光的另一部分被反射离开所述反射微显示器。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：
将与所述图像相对应的所述线性偏振光引导向所述光学波导的所述输入衍射光栅是使用偏振分束器(PBS)来执行的；以及
防止与所述图像相对应的所述光的所述另一部分被反射离开所述反射微显示器是通过使用所述PBS在远离反射微显示器的方向上反射与所述图像相对应的所述光的另一部分来执行的。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于：
将与所述图像相对应的所述线性偏振光引导向所述光学波导的所述输入衍射光栅是使用偏振分束器(PBS)来执行的；以及
防止与所述图像相对应的所述光的所述另一部分被反射离开所述反射微显示器是使用被配置成透射具有所述第一线性偏振态的光并吸收具有所述第二线性偏振态的光的线性偏振器来执行的。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述QWR被放置在所述PBS和所述光学波导的所述输入衍射光栅之间；以及
所述线性偏振器被放置在所述PBS和所述QWR之间。
16.一种近眼或平视显示系统，包括：
反射微显示器，其被配置成产生图像；
偏振分束器(PBS)；
包括输入衍射光栅和输出耦合器的光学波导；
所述PBS被定位以使得与所述图像相对应的且具有第一线性偏振态的线性偏振光被引导向所述光学波导的所述输入衍射光栅；
四分之一波长延迟器(QWR)，所述四分之一波长延迟器被放置在所述PBS和所述光学波导的所述输入衍射光栅之间，使得被引导向所述光学波导的所述输入衍射光栅的、与所述图像相对应的且具有所述第一线性偏振态的线性偏振光在被所述光学波导的所述输入衍射光栅衍射进入所述波导之前被转换成圆偏振光；以及
所述光学波导被配置为使得被所述输入衍射光栅衍射进入所述波导的、与所述图像相对应的圆偏振光的至少一部分以全内反射(TIR)的方式行进到输出耦合器，在所述输出耦合器处与所述图像相对应的所述光的所述部分被耦合出所述波导；
其中被放置在所述PBS与所述输入衍射光栅之间的所述QWR将在被所述输入衍射光栅衍射进入所述光学波导之后被所述输入衍射光栅衍射出所述光学波导的、与所述图像相对应的所述圆偏振光的另一部分从圆偏振光改变为具有与所述第一线性偏振态正交的第二线性偏振态的线性偏振光。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于：
所述PBS将在远离所述反射微显示器的方向上反射在被所述输入衍射光栅衍射出所述光学波导之后被所述QWR从圆偏振光转换为具有与所述第一线性偏振态正交的所述第二线性偏振态的线性偏振光的、与所述图像相对应的光，从而防止由衍射出的光本来可能发生的重像。
18.如权利要求16所述的系统，其特征在于，进一步包括：
被放置在所述PBS与所述QWR之间的线性偏振器，所述线性偏振器被配置为透射具有所述第一线性偏振态的光并吸收具有与所述第一线性偏振态正交的所述第二线性偏振态的光；
其中所述线性偏振器将在与所述图像相对应的且具有所述第一线性偏振态的光抵达所述QWR之前透射被引导向所述光学波导的所述输入衍射光栅的、与所述图像相对应的且具有所述第一线性偏振态的所述光；以及
其中所述线性偏振器将吸收在被所述输入衍射光栅衍射出所述光学波导之后被所述QWR从圆偏振光转换为具有与所述第一线性偏振态正交的所述第二线性偏振态的线性偏振光的、与所述图像相对应的光，从而防止由衍射出的光本来可能发生的重像。
19.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述反射微显示器包括硅上液晶(LCoS)微显示器。
20.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述第一线性偏振态包括P偏振，并且所述第二线性偏振态包括S偏振。
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