CN113759550A - 用于提供扩展观看窗的显示装置 - Google Patents

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CN113759550A CN202110047070.2A CN202110047070A CN113759550A CN 113759550 A CN113759550 A CN 113759550A CN 202110047070 A CN202110047070 A CN 202110047070A CN 113759550 A CN113759550 A CN 113759550A
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Abstract

一种能够提供扩展观看窗的显示装置包括：导光板，包括输入耦合器和输出耦合器；以及图像提供装置，面对输入耦合器以向输入耦合器提供图像。输入耦合器可以包括多个子输入耦合器，该多个子输入耦合器被配置为在导光板中以不同的角度传播从图像提供装置提供的图像。

Description

用于提供扩展观看窗的显示装置
对相关申请的交叉引用
本申请要求在韩国知识产权局于2020年6月2日提交的韩国专利申请号10-2020-0066675的权益，其公开通过引用被整体合并于此。
技术领域
本公开示例实施例涉及一种显示装置，并且更具体地涉及一种能够提供扩展观看窗的显示装置。
背景技术
最近，由于已经开发了能够提供虚拟现实(VR)图像的电子设备和显示装置，所以对VR的兴趣已经增加。作为关于VR的下一步，已经研究了提供增强现实(AR)和混合现实(MR)的技术。
与涉及完全的虚拟世界的VR不同，AR是通过重叠(组合)虚拟对象或关于真实世界的环境的信息来进一步提高现实的效果的显示技术。考虑到VR是有限制地可适用于诸如游戏或虚拟体验之类的领域，AR可以适用于各种真实的环境。尤其是，AR已经作为适于无所不在的环境或物联网(IoT)环境下一代显示技术而引起关注。AR可以是MR的示例，因为AR将真实世界和附加信息(虚拟世界)混合。
将AR显示装置制造为例如眼镜类型显示装置的近眼式显示装置、头戴式类型显示装置、护目镜类型显示装置，等等。已经研究了各种光学结构来制造小且轻的近眼式显示装置。
发明内容
一个或多个示例实施例提供能够提供扩展观看窗的显示装置。
附加的方面将在随后的描述中被部分地阐述，并且根据描述其将是部分明显的，或者可以通过本公开的所呈现的实施例的实践而习得其。
根据实施例的方面，一种显示装置包括：导光板，包括输入耦合器和输出耦合器；以及图像提供装置，面对输入耦合器并被配置为向输入耦合器提供图像，其中输入耦合器包括多个子输入耦合器，该多个子输入耦合器被配置为在导光板中以不同的角度传播从图像提供装置提供的图像。
图像提供装置可以包括：空间光调制器，包括分别与多个子输入耦合器相对应的多个显示区域；以及光源，被配置为向空间光调制器提供相干照明光。
空间光调制器可以另外包括多个显示区域之间的非显示区域。
空间光调制器可以被配置为在多个显示区域中的每一个上显示相同的图像或分别在多个显示区域上以不同的视点显示图像。
显示装置可以另外包括置于光源和空间光调制器之间的衍射光栅，所述衍射光栅被配置为衍射从光源入射的相干照明光，使得入射在空间光调制器的多个显示区域中的每一个显示区域上的相干照明光的行进方向与入射在多个显示区域中的其他显示区域上的相干照明光的行进方向不同。
衍射光栅的尺寸可以大于空间光调制器的尺寸。
衍射光栅可以被配置为将相干照明光衍射到-1阶部分、0阶部分和+1阶部分，并且空间光调制器的多个显示区域可以包括：在其上入射相干照明光的-1阶部分的第一显示区域；在其上入射相干照明光的0阶部分的第二显示区域；以及在其上入射相干照明光的+1阶部分的第三显示区域。
空间光调制器的多个显示区域可以包括第一显示区域、第二显示区域以及第三显示区域，并且多个子输入耦合器可以包括：在其上入射被第一显示区域-1阶衍射的第一图像的第一子输入耦合器、在其上入射被第二显示区域0阶衍射的第二图像的第二子输入耦合器以及在其上入射被第三显示区域+1阶衍射的第三图像的第三子输入耦合器。
第一显示区域的尺寸可以大于第一子输入耦合器的尺寸，第二显示区域的尺寸可以大于第二子输入耦合器的尺寸，并且第三显示区域的尺寸可以大于第三子输入耦合器的尺寸。
图像提供装置可以包括：分别与多个子输入耦合器相对应的多个空间光调制器，多个空间光调制器彼此分开；以及光源，被配置为向多个空间光调制器中的每一个空间光调制器提供相干照明光。
多个子输入耦合器可以被二维地布置在导光板的表面上，并且多个空间光调制器可以被二维地布置在彼此相同的平面上，并且多个空间光调制器中的每一个空间光调制器可以面对多个子输入耦合器中相应的子输入耦合器。
光源可以包括被配置为分别向多个空间光调制器提供相干照明光的多个光源。
多个光源中的每个光源可以被配置为与多个光源中的每个其他光源的相干照明光的相应色彩不同的相干照明光的色彩。
图像提供装置可以包括图像扫描器，被配置为顺序地或同时地向多个子输入耦合器提供多个图像。
输入耦合器可以包括：第一输入耦合器，包括多个子输入耦合器；以及第二输入耦合器，包括多个子输入耦合器，并且图像提供装置可以包括：第一图像提供装置，包括被安置为面对第一输入耦合器的空间光调制器和被配置为向空间光调制器提供相干照明光的光源；以及第二图像提供装置，包括被安置为面对第二输入耦合器的图像扫描器。
导光板可以另外包括安置在输入耦合器和输出耦合器之间的光路中的中间耦合器，其中输入耦合器被配置为在导光板中以第一方向输出光，其中中间耦合器被配置为在导光板中以与第一方向垂直的第二方向输出光，并且其中输出耦合器被配置为以与第一方向和第二方向垂直的第三方向上向导光板的外部输出光。
显示装置可以包括虚拟现实显示装置、增强现实显示装置或混合现实显示装置，并且可以包括头戴式设备、眼镜式设备或护目镜式设备。
根据示例实施例的一个方面，一种显示装置包括：导光板，包括输入耦合器和输出耦合器；以及图像提供装置，被配置为向输入耦合器提供以不同方向行进的多个图像。
图像提供装置可以包括：空间光调制器，面对输入耦合器并且包括被配置为向输入耦合器提供多个图像的多个显示区域；光源，被配置为向空间光调制器提供相干照明光；以及置于光源和空间光调制器之间的衍射光栅，衍射光栅被配置为衍射从光源入射的相干照明光，使得入射在空间光调制器的多个显示区域中的每一个显示区域上的相干照明光的行进方向与入射在多个显示区域中的其他显示区域上的相干照明光的行进方向不同。
衍射光栅的尺寸可以大于空间光调制器的尺寸，并且空间光调制器的尺寸可以大于输入耦合器的尺寸。
衍射光栅可以被配置为将相干照明光衍射到-1阶部分、0阶部分和+1阶部分，并且空间光调制器的多个显示区域可以包括：在其上入射相干照明光的-1阶部分的第一显示区域；在其上入射相干照明光的0阶部分的第二显示区域；以及在其上入射相干照明光的+1阶部分的第三显示区域。
输入耦合器可以包括：与空间光调制器的第一显示区域相对应的第一子输入耦合器、与空间光调制器的第二显示区域相对应的第二子输入耦合器以及与空间光调制器的第三显示区域相对应的第三子输入耦合器，并且第一、第二和第三子输入耦合器可以被配置为在导光板中以不同的角度传播从空间光调制器提供的图像。
第一显示区域的尺寸可以大于第一子输入耦合器的尺寸，第二显示区域的尺寸可以大于第二子输入耦合器的尺寸，并且第三显示区域的尺寸可以大于第三子输入耦合器的尺寸。
衍射光栅可以包括分别与空间光调制器的多个显示区域相对应的多个衍射光栅，多个衍射光栅被配置为以不同的方向上衍射相干照明光。
图像提供装置可以包括：空间光调制器，面对输入耦合器并且包括被配置为向输入耦合器提供多个图像的多个显示区域；光源，被配置为向空间光调制器提供相干照明光；以及置于输入耦合器和空间光调制器之间的衍射光栅，其中多个显示区域中的每个显示区域被配置为向衍射光栅提供多个图像中的相应图像，并且其中衍射光栅被配置为以要入射到输入耦合器的不同的相应方向衍射每个提供的图像。
空间光调制器的多个显示区域可以包括第一显示区域、第二显示区域和第三显示区域，并且衍射光栅可以被配置为输出第一显示区域提供的第一图像的-1阶衍射以向输入耦合器传播第一图像，输出第二显示区域提供的第二图像的0阶衍射以向输入耦合器传播第二图像，并且输出第三显示区域提供的第三图像的+1阶衍射以向输入耦合器传播第三图像。
衍射光栅的尺寸可以大于输入耦合器的尺寸。
图像提供装置可以包括：空间光调制器，面对输入耦合器并且包括被配置为向输入耦合器提供多个图像的多个显示区域；光源，被配置为向空间光调制器提供相干照明光；以及衍射光栅，被配置为衍射从光源入射的相干照明光，使得入射在空间光调制器的多个显示区域中的每一个显示区域上的相干照明光的行进方向与入射在多个显示区域中的其他显示区域上的相干照明光的行进方向不同，其中导光板被置于光源和空间光调制器之间，其中衍射光栅被置于光源和导光板之间，并且其中空间光调制器包括反射空间光调制器。
图像提供装置可以包括：多个空间光调制器，面对输入耦合器，其中多个空间光调制器彼此分开并被配置为向输入耦合器提供多个图像；光源，被配置为向多个空间光调制器中的每一个空间光调制器提供相干照明光；以及置于光源和多个空间光调制器之间的衍射光栅，衍射光栅被配置为衍射从光源入射的相干照明光，使得入射在多个空间光调制器的每个空间光调制器上的相干照明光的行进方向与入射在多个空间光调制器中的其他空间光调制器上的相干照明光的行进方向不同。
图像提供装置可以包括：多个图像扫描器，面对输入耦合器并且被配置为提供多个图像；以及置于多个图像扫描器中的每一个图像扫描器和输入耦合器之间的衍射光栅，衍射光栅被配置为以要入射到输入耦合器上的不同的各个传播方向来衍射多个图像扫描器提供的多个图像。
图像提供装置可以包括：空间光调制器，面对输入耦合器并且包括被配置为向输入耦合器提供多个图像的多个显示区域；以及光源，被配置为向空间光调制器提供相干照明光，并且布置空间光调制器，使得多个显示区域中的每个显示区域被配置为向输入耦合器提供相应图像，每个相应图像通过不同的相应衍射阶形成。
空间光调制器的尺寸可以大于输入耦合器的尺寸。
空间光调制器的多个显示区域可以包括：向输入耦合器提供通过相干照明光的-1阶衍射形成的第一图像的第一显示区域；向输入耦合器提供通过相干照明光的0阶衍射形成的第二图像的第二显示区域；以及向输入耦合器提供通过相干照明光的+1阶衍射形成的第三图像的第三显示区域。
输入耦合器可以包括：与空间光调制器的第一显示区域相对应的第一子输入耦合器、与空间光调制器的第二显示区域相对应的第二子输入耦合器以及与空间光调制器的第三显示区域相对应的第三子输入耦合器。
根据示例实施例的一个方面，一种图像提供装置包括：光源；空间光调制器，包括多个区域，多个区域中的每个区域被配置为接收由光源输出的光并且输出相应图像；以及光学元件，被配置为改变入射光的行进方向，使得图像提供装置以不同的相应行进方向输出每个区域的相应图像。
附图说明
根据结合附图所采取的以下描述，本公开的某些实施例的上述及其他方面、特征和优点将变得更明显，在附图中：
图1是示意地图示出根据示例实施例的显示装置的结构的视图；
图2是更详细地示出图1中示出的显示装置的输入耦合器和空间光调制器的横断面视图；
图3示出根据示例实施例的显示装置的图像提供装置的结构的示例；
图4示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和空间光调制器的结构的示例；
图5示出根据示例实施例的显示装置的图像提供装置的结构的示例；
图6示出根据示例实施例的显示装置的图像提供装置的结构的示例；
图7示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和图像提供装置的结构的示例；
图8示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和图像提供装置的结构的示例；
图9示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和图像提供装置的结构的示例；
图10示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和图像提供装置的结构的示例；
图11示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和图像提供装置的结构的示例；
图12示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和图像提供装置的结构的示例；
图13示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和图像提供装置的结构的示例；
图14示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和图像提供装置的结构的示例；
图15示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和图像提供装置的结构的示例；
图16示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和图像提供装置的结构的示例；
图17示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器和图像提供装置的结构的示例；
图18示意地示出根据示例实施例的显示装置的结构；以及
图19至图21图示出采用根据示例实施例的显示装置的各种电子设备的示例。
具体实施方式
现在将详细地参考实施例，在附图中图示出了其示例，其中，相同的附图标记在通篇中指代相同的要素。在这方面，目前实施例可以具有不同的形式，并且不应当被理解为限于在本文阐述的描述。因此，以下仅仅通过参考附图来描述示例实施例，以解释各方面。如在本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项的任何和所有组合。当诸如“至少一个”之类的表达在一系列要素之后时，修饰整个系列的要素并且不修饰该系列的单个要素。
在下文中，将参考附图对用于提供扩展观看窗的显示装置进行描述。在附图中，相同附图标记通篇指的是相同的要素，并且为了方便说明书的解释和清晰起见，可以夸大组成要素的尺寸。
也将理解，当要素被称为“位于另一个要素上”或“在另一个要素上方”时，该要素可以与其他要素直接接触，或者可以存在居间要素。在以下描述中，单数形式包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出并非如此。应当理解的是，当在说明书中，一部分“包含”或“包括”要素时，除非以另外方式被限定，否则不从该部分中排除其他要素，并且该部分可以另外包括其他要素。
在描述本公开的上下文中(尤其是在所附权利要求的上下文中)术语“一”和“该”以及类似指示物的使用将被解释为涵盖单数和复数两者。能够以任何适当的顺序执行在本文描述的所有方法的操作，除非在本文指出其他或通过上下文另外清楚地否认，并且上述操作不一定受限于所描述的顺序。
而且，在说明书中，术语“单元”或“...模块”表示处理至少一个功能或操作的单元或模块，并且可以通过硬件、软件，或硬件和软件的组合来实现。
此外，所呈现的各图中示出的连接线或者连接器意图表示各种元件之间的功能关系和/或物理或逻辑耦合。应当注意到，许多替换或附加的功能关系、物理连接或逻辑连接可以存在于实际的设备中。
在本文提供的任何和所有示例或语言的使用仅仅是意图更好地说明本公开并且不对本公开的范围进行限制，除非本公开的范围另外被权利要求所要求保护其他。
图1是示意地图示出根据示例实施例的显示装置100的结构的视图。根据实施例的显示装置100可以包括：导光板110，包括输入耦合器130和输出耦合器140；以及图像提供装置(例如，图1中示出的元件120和121)，被安置为面对输入耦合器130以向输入耦合器130提供图像。
导光板110可以包括对可见光透明的材料，使得导光板110可以用作透射光的波导。例如，导光板110可以包括诸如玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚二甲硅氧烷(PDMS)之类的材料。另外，导光板110可以具有平坦且均匀的板形状。导光板110可以包括第一表面110a和与第一表面110a相对的第二表面110b。输入耦合器130可以被配置为将入射光倾斜地引导到导光板110的内部，并且输出耦合器140可以被配置为向导光板110的外部输出在导光板110中倾斜地传播的光。输入耦合器130和输出耦合器140可以被布置在导光板110的第一表面110a上。例如，如图1所示，输入耦合器130可以被布置在导光板110的第一表面110a的一端上，并且输出耦合器140可以被布置在导光板110的第一表面110a的另一端上。
输入耦合器130被配置为使得入射在输入耦合器130上的光被倾斜地引导到导光板110的内部。被引导到导光板110中的光沿着导光板110的内部传播，同时被导光板110的第一表面110a和第二表面110b反复地全反射。输出耦合器140被配置为使得向导光板110的外部输出倾斜地入射在输出耦合器140上的光。输出耦合器140可以被配置为仅仅作用于在预先确定的入射角度范围内倾斜地入射在输出耦合器140的表面上的光，并且可以被配置为不作用于垂直地入射在输出耦合器140的表面上的光。换句话说，输出耦合器14对于垂直地入射在输出耦合器140的表面上的光0可以简单地充当透明板。
输入耦合器130和输出耦合器140中的每一个可以包括衍射光学元件(DOE)或全息光学元件(HOE)。DOE包括多个周期性微细光栅图案。DOE的光栅图案充当对入射光进行衍射的衍射光栅。具体地，根据光栅图案的尺寸、高度、周期等等，以预先确定的角度范围入射的光可以被衍射并且经历相消干涉和相长干涉，并且因此光的传播方向可以被改变。另外，HOE包括具有不同折射率的材料的周期性微细图案而非包括光栅图案。HOE可以仅仅在结构方面与DOE不同，并且可以具有与DOE相同的操作原理。换句话说，由DOE输出的光可以受到光栅图案的性质的影响，而由HOE输出的光可以受到使用的材料的折射率的影响。
在导光板110的结构中，入射在输入耦合器130上的光通过输出耦合器140离开导光板110。另外，可以将入射在输入耦合器130上并且通过输出耦合器140输出的光的方向性维持在输入耦合器130的耦合角度范围内。因此，导光板110可以将由图像提供装置提供的图像传送到观看者的眼睛E。
图像提供装置可以包括空间光调制器121和向空间光调制器121提供相干照明光的光源120。空间光调制器121可以根据诸如从图像处理器提供的计算机生成的全息图(CGH)信号的全息图数据信号来显示全息图案。可以通过在空间光调制器121的屏幕上显示的全息图案来衍射从光源120发射并且入射在空间光调制器121上的相干照明光，并且可以通过衍射的照明光的相消干涉和相长干涉来再现图像。图像可以是一般2D图像或具有3D效果的全息图像。
因为光被衍射的方向根据在空间光调制器121的屏幕上显示的全息图案而改变，所以空间光调制器121可以被用于调整再现图像传播的方向。例如，空间光调制器121可以使用分时方法在不同的方向上向输入耦合器130提供具有不同视点的多个图像。然后，具有不同的视点的多个图像以不同的入射角入射在输入耦合器130上，并且穿过导光板110通过输出耦合器140以不同的角度进入观看者的眼睛E。因此，不必要布置单独的透镜光学系统来改变空间光调制器121和输入耦合器130之间的光行进的方向。如果不存在透镜光学系统，则因为空间光调制器121可以被直接地安置在输入耦合器130前面，所以可以实施具有小体积的显示装置100。
光源120可以是被配置为发射相干光的相干光源，使得入射在空间光调制器121上的相干光可以被衍射并且经历干涉。为了提供具有高相干性的光，例如激光二极管(LD)可以用作光源120。另外，光源120可以是发光二极管(LED)。与激光相比LED具有更低的空间相干性，但是可以通过空间光调制器121来充分地衍射和调制只具有一些空间相干性的光。除LED之外，能够发射具有空间相干性的光的任何其他光源可以用作光源120。
再现图像行进的角度范围可能通常受限于空间光调制器121的衍射角限制。为了将显示装置100的视角进一步扩展超出空间光调制器121的衍射角限制，输入耦合器130可以包括多个子输入耦合器130a、130b和130c，该多个子输入耦合器130a、130b和130c在导光板110内以不同的角度倾斜和传播从空间光调制器121提供的图像。尽管在图1中示例性地图示出三个子输入耦合器130a、130b和130c，但可以根据需要适当地选择子输入耦合器130a、130b和130c的数量。多个子输入耦合器130a、130b和130c可以彼此相邻并且被并排布置。在图1中，多个子输入耦合器130a、130b和130c完全地彼此分开，但是不限于此，并且相邻的子输入耦合器130a、130b和130c可以被安置为没有间隙地附接到彼此。
多个子输入耦合器130a、130b和130c可以被配置为以不同的角度将入射光倾斜。例如，在多个子输入耦合器130a、130b和130c当中，第一子输入耦合器130a可以将从空间光调制器121入射的图像的方向倾斜第一角度，以向导光板110提供图像。另外，第二子输入耦合器130b可以将从空间光调制器121入射的图像的方向倾斜不同于第一角度的第二角度，以向导光板110提供图像，并且第三子输入耦合器130c可以将从空间光调制器121入射的图像的方向倾斜不同于第一角度和第二角度的第三角度，以向导光板110提供图像。为此，第一至第三子输入耦合器130a、130b和130c可以被形成为具有不同图案的DOE或HOE。
然后，分别入射在第一至第三子输入耦合器130a、130b和130c上的图像在导光板110内相对于导光板110的表面以不同的角度传播，并且通过输出耦合器140以不同的角度被发射。例如，入射在第一子输入耦合器130a上并且从输出耦合器140发射的图像L11、入射在第二子输入耦合器130b上并且从输出耦合器140发射的图像L12和入射在第三子输入耦合器130c上并且从输出耦合器140发射的图像L13通过输出耦合器140具有不同的发射角。因此，图像L11、L12和L13可以被以不同的角度入射到观看者的眼睛E上并且聚焦于观看者的眼睛E的视网膜上的不同的区域E1、E2和E3，并且因此观看者可以观看具有宽观看角度的图像。
此外，根据示例实施例，输出耦合器140的宽度W2大于输入耦合器130的宽度。例如，输出耦合器140的宽度W2大于第一至第三子输入耦合器130a、130b和130c的宽度W11、W12和W13之和。因此，可以扩展观看者通过其观看图像的观看窗的宽度。例如，观看者的眼睛E不需要相对于导光板110上的特定点固定，并且当观看者的眼睛E位于输出耦合器140的宽度W2的范围内时，观看者可以充分地观看图像。
此外，因为输出耦合器140仅仅对于倾斜地入射到输出耦合器140的表面的光充当衍射光栅并且透射垂直地入射到输出耦合器140的表面的光，所以显示装置100可以被应用于实现增强现实(AR)或混合现实(MR)。在该情况下，显示装置100可以是近眼式AR显示装置。例如，通过空间光调制器121再现的图像L11、L12和L13可以与包含外部前景并垂直地穿过输出耦合器140的外部光L20一起被观看。
图2是更详细地示出图1中示出的显示装置100的输入耦合器130和空间光调制器121的结构的横断面视图。参考图2，空间光调制器121可以包括分别与多个子输入耦合器130a、130b和130c相对应的多个显示区域121a、121b和121c。空间光调制器121的多个显示区域121a、121b和121c可以分别一对一地对应于多个子输入耦合器130a、130b和130c。例如，空间光调制器121可以包括与第一子输入耦合器130a相对应的第一显示区域121a、与第二子输入耦合器130b相对应的第二显示区域121b以及与第三子输入耦合器130c相对应的第三显示区域121c。
空间光调制器121包括二维地布置的多个像素。一个空间光调制器121可以在逻辑上被划分为多个区域，例如第一至第三显示区域121a、121b和121c。第一至第三显示区域121a、121b和121c每个包括二维地布置的多个像素并且可以独立地显示全息图案。例如，在图像处理器的控制下，空间光调制器121可以在第一至第三显示区域121a、121b和121c中的每一个上独立地显示全息图案。
第一至第三显示区域121a、121b和121c被安置为分别面对第一至第三子输入耦合器130a、130b和130c。而且，第一至第三显示区域121a、121b和121c可以具有等于或略微地小于第一至第三子输入耦合器130a、130b和130c的宽度W11、W12和W13的宽度。第一至第三子输入耦合器130a、130b和130c的宽度W11、W12和W13可以彼此相同，但是不限于此，并且可以根据需要被不同地设计。
第一显示区域121a可以与第一子输入耦合器130a对应，第二显示区域121b可以与第二子输入耦合器130b对应，并且第三显示区域121c可以与第三子输入耦合器130c对应。因而，通过第一显示区域121a再现的图像可以被入射到第一子输入耦合器130a上并且然后被引导到导光板110的内部。以类似的方式，通过第二显示区域121b再现的图像可以被入射到第二子输入耦合器130b上并且然后被引导到导光板110的内部，并且通过第三显示区域121c再现的图像可以被入射到第三子输入耦合器130c上并且然后被引导到导光板110的内部。此后，通过第一至第三显示区域121a、121b和121c再现的图像可以以不同的角度从输出耦合器140被发射，并且可以分别聚焦于观看者的眼睛E的视网膜上的不同区域E1、E2和E3。通过第一至第三显示区域121a、121b和121c再现的图像可以是不同的图像，或者可以是具有不同视点的同一图像。例如，在图像处理器的控制下，空间光调制器121可以操作以在第一至第三显示区域121a、121b和121c中的每一个中再现相同的图像或再现具有不同视点的图像。
当在相邻的子输入耦合器130a、130b和130c之间存在间隙时，间隙也可以存在于空间光调制器121的相邻的显示区域121a、121b和121c之间。例如，空间光调制器121可以另外包括安置于第一显示区域121a与第二显示区域121b之间和第二显示区域121b与第三显示区域121c之间的非显示区域121d。非显示区域121d中的每一个可以包括空间光调制器121的多个像素。在图像处理器的控制下，被分配到非显示区域121d的空间光调制器121的像素可以操作为不显示全息图。
在图2中，一个空间光调制器121在逻辑上被划分为多个显示区域121a、121b和121c，但是不一定受限于此。例如，可以使用分别与多个子输入耦合器130a、130b和130c相对应的多个物理分离的空间光调制器。此外，除了空间光调制器之外，也可以使用多个物理分离的光源。
例如，图3示出根据示例实施例的显示装置的图像提供装置的结构的示例。参考图3，图像提供装置可以包括彼此分开且分别与多个子输入耦合器130a、130b和130c对应的多个空间光调制器121R、121G和121B。图像提供装置也可以包括分别向多个空间光调制器121R、121G和121B提供相干照明光的多个光源120R、120G和120B。多个光源120R、120G和120B可以提供不同色彩的照明光。例如，第一光源120R可以向与其对应的第一空间光调制器121R提供红光，第二光源120G可以向与其对应的第二空间光调制器121G提供绿光，并且第三光源120B可以向与其对应的第三空间光调制器121B提供蓝光。然后，显示装置可以向观看者提供全色彩的图像。
提供不同色彩的照明光的多个光源120R、120G和120B也可以被应用于图2中图示出的示例实施例。例如，第一光源120R可以被安置为向空间光调制器121的第一显示区域121a提供红光。而且，第二光源120G可以被安置为向空间光调制器121的第二显示区域121b提供绿光，并且第三光源120B可以被安置为向空间光调制器121的第三显示区域121c提供蓝光。
在图1、图2和图3中，三个子输入耦合器130a、130b和130c被一维地布置，但是不一定受限于其。例如，图4示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和空间光调制器121的结构的示例。如图4所图示的，输入耦合器130可以包括二维地布置在导光板110的表面上的多个子输入耦合器。另外，空间光调制器121可以包括面对多个子输入耦合器的、二维地布置在彼此相同的平面上的多个独立的空间光调制器。相反，单个空间光调制器121可以在逻辑上被划分为二维地布置的多个显示区域。在图4中，图示出被3×3布置的子输入耦合器和空间光调制器的示例，但不一定受限于此。在需要时可以选择诸如2×2、2×3、4×4等等的各种布置。尽管多个子输入耦合器可以以不同的角度将入射光耦合到导光板110中，但一些子输入耦合器可以被设计为以相同的角度将入射光耦合到导光板110中。
如上所述的空间光调制器121是在透射照明光时进行调制的透射空间光调制器，但是空间光调制器可以不是透射的。例如，图5示出根据示例实施例的显示装置的图像提供装置的结构的示例。参考图5，图像提供装置可以包括：光束分离器125，被安置为面对输入耦合器130的；光源120，被安置在光束分离器125的一侧；以及空间光调制器123，被安置在光束分离器125的另一侧。空间光调制器123是反射并调制照明光的反射空间光调制器。
光束分离器125被配置为将从光源120入射的光反射到空间光调制器123并且将从空间光调制器123入射的光透射到输入耦合器130。光束分离器125例如可以是半反射镜，其简单地反射入射光的一半并且透射入射光的另一半。替换地，光束分离器125可以是具有极化选择性的偏振分束器。例如，光束分离器125可以被配置为反射具有第一线性偏振分量的光并且透射具有第二线性偏振分量的光，第二线性偏振分量与第一线性偏振分量正交。
图5中示出的空间光调制器123也可以包括如图2中所示的多个显示区域。代替地，如图3中所示，多个独立的空间光调制器123可以被安置在光束分离器125的同一表面上。此外，提供不同色彩的照明光的多个光源120可以被安置在光束分离器125的同一表面上。
图6示出根据示例实施例的显示装置的图像提供装置的结构的示例。将图像提供装置描述为包括光源和空间光调制器，但是不一定受限于此。例如，图像提供装置可以包括一个图像扫描器150。图像扫描器150可以被配置为顺序地或同时地向多个子输入耦合器130a、130b和130c提供图像。例如，图像扫描器150可以包括显示面板、光束扫描单元以及投影仪。图像扫描器150可以根据分时方法直接地生成2D彩色图像并且将2D彩色图像顺序地扫描到多个子输入耦合器130a、130b和130c。替换地，图像扫描器150可以向多个子输入耦合器130a、130b和130c同时提供多个图像。
图7示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和图像提供装置(例如，图7的元件120、121和122)的结构的示例。参考图7，图像提供装置可以被配置为向输入耦合器130提供沿不同方向行进的多个图像。另外，输入耦合器130可以被形成为一个单个DOE或一个单个HOE。然后，多个图像可以以不同的入射角入射在单个输入耦合器130上。通过输入耦合器130耦合并且在导光板110中传播的图像的传播角度可以根据图像关于输入耦合器130的入射角而改变。因此，以不同的入射角入射在输入耦合器130上的多个图像可以以不同的角度在导光板110中传播并且然后以不同的角度从输出耦合器140被发射。
图像提供装置可以包括：空间光调制器121，被安置为面对输入耦合器130并且包括提供多个图像的多个显示区域121a、121b和121c；光源120，向空间光调制器121提供相干照明光；以及衍射光栅122，安置于光源120和空间光调制器121之间。衍射光栅122可以被配置为使入射在空间光调制器121的多个显示区域121a、121b和121c上的照明光的行进方向彼此不同。为此目的，衍射光栅122可以包括周期性衍射图案，其以0阶和更高阶衍射入射光以使入射光沿不同的方向行进。
例如，在从光源120发射的照明光当中，被衍射光栅122 0阶衍射的光可以垂直地入射到位于空间光调制器121的中心的第二显示区域121b。此外，在照明光当中，被衍射光栅122-1阶(即，第一负阶)衍射的光可以朝向右方向略微倾斜地入射在空间光调制器121的第一显示区域121a上，如图7所示。此外，在照明光当中，被衍射光栅122+1阶(即，第一正阶)衍射的光可以朝向左方向略微倾斜地入射在空间光调制器121的第三显示区域121c上。
此后，通过空间光调制器121的第一显示区域121a再现的图像可以朝向右方向略微倾斜地入射在输入耦合器130上，通过第二显示区域121b再现的图像可以垂直地入射到输入耦合器130，并且通过第三显示区域121c再现的图像可以朝向左方向略微倾斜地入射在输入耦合器130上。因此，分别在空间光调制器121的第一至第三显示区域121a、121b和121c中再现的多个图像可以以不同的角度入射到输入耦合器130上。
为了实施以上操作，如图7中所示，衍射光栅122的尺寸大于空间光调制器121的尺寸。另外，空间光调制器121的尺寸大于输入耦合器130的尺寸。具体而言，输入耦合器130的宽度可以小于空间光调制器121的第一显示区域121a的中心与第三显示区域121c的中心之间的距离。另外，从光源120发射的照明光的光束宽度等于或略微地小于衍射光栅122的尺寸。具体地，从光源120发射的照明光的光束宽度大于空间光调制器121的尺寸。另外，可以安置输入耦合器130、空间光调制器121、衍射光栅122和光源120，使得输入耦合器130的中心、空间光调制器121的中心、衍射光栅122的中心和照明光的中心共线。
在该结构中，被衍射光栅122 0阶衍射的照明光的一部分可以入射在空间光调制器121的第一显示区域121a或第三显示区域121c上。然而，作为元件的相对宽度的结果，被衍射光栅122 0阶衍射且透射通过第一显示区域121a或第三显示区域121c的照明光没有入射在输入耦合器130上。类似地，被衍射光栅122-1阶衍射且透射通过第二显示区域121b或第三显示区域121c的照明光没有入射在输入耦合器130上，并且被衍射光栅122+1阶衍射且透射通过第一显示区域121a或第二显示区域121b的光没有入射在输入耦合器130上。因此，被衍射光栅122 0阶衍射的照明光当中的、仅仅透射通过第二显示区域121b的照明光可以通过输入耦合器130和导光板110到达观看者的眼睛E，被衍射光栅122-1阶衍射的照明光当中的、仅仅透射通过第一显示区域121a的照明光可以通过输入耦合器130和导光板110到达观看者的眼睛E，并且被衍射光栅122+1阶衍射的照明光当中的、仅仅透射通过第三显示区域121c的照明光可以通过输入耦合器130和导光板110到达观看者的眼睛E。
图8示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和图像提供装置的结构的示例。参考图8，输入耦合器130可以包括多个子输入耦合器130a、130b和130c，其以不同的角度将入射光耦合到导光板110。例如，输入耦合器130可以包括与空间光调制器121的第一显示区域121a相对应的第一子输入耦合器130a、与第二显示区域121b相对应的第二子输入耦合器130b以及与第三显示区域121c相对应的第三子输入耦合器130c。空间光调制器121的第一显示区域121a的尺寸可以大于第一子输入耦合器130a的尺寸，第二显示区域121b的尺寸可以大于第二子输入耦合器130b的尺寸，并且第三显示区域121c的尺寸可以大于第三子输入耦合器130c的尺寸。图8中图示出的图像提供装置(例如，元件120、121和122)的结构可以与在图7中图示出的图像提供装置的结构相同。
被衍射光栅122-1阶衍射且透射通过第一显示区域121a的照明光可以通过第一子输入耦合器130a耦合到导光板110中。此外，被衍射光栅122 0阶衍射且透射通过第二显示区域121b的照明光可以通过第二子输入耦合器130b耦合到导光板110中，并且被衍射光栅122+1阶衍射且透射通过第三显示区域121c的照明光可以通过第三子输入耦合器130c耦合到导光板110中。
图9示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和图像提供装置的结构的示例。参考图9，图像提供装置可以包括物理地分开的多个独立的空间光调制器121，而非具有多个显示区域的单个空间光调制器。图9中示出的输入耦合器130和图像提供装置的其余结构与图7中所描述的相同。
图10示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和图像提供装置的结构的示例。参考图10，图像提供装置可以包括分别与空间光调制器121的多个显示区域121a、121b和121c相对应的多个衍射光栅122a、122b和122c，而非单个衍射光栅。例如，图像提供装置可以包括与空间光调制器121的第一显示区域121a相对应的第一衍射光栅122a、与第二显示区域121b相对应的第二衍射光栅122b以及与第三显示区域121c相对应的第三衍射光栅122c。图10中示出的输入耦合器130和图像提供装置的其余结构与图7中所描述的相同。
第一至第三衍射光栅122a、122b和122c可以被配置为沿不同方向衍射照明光。例如，第一衍射光栅122a可以将大部分照明光略微地倾斜地向右衍射以入射在第一显示区域121a上，如图10所示。此外，第二衍射光栅122b可以将大部分照明光向前衍射以入射在第二显示区域121b上，并且第三衍射光栅122c可以将大部分照明光略微地倾斜地向左衍射以入射在第三显示区域121c上。为此，第一至第三衍射光栅122a、122b和122c可以包括彼此不同的周期性衍射图案。
图11示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和图像提供装置的结构的示例。参考图11，图像提供装置可以包括：空间光调制器121，包括提供多个图像的多个显示区域121a、121b和121c；光源120，向空间光调制器121提供相干照明光；以及衍射光栅122，安置于输入耦合器130和空间光调制器121之间。
衍射光栅122的尺寸大于输入耦合器130的尺寸。空间光调制器121的尺寸可以等于或略微地小于衍射光栅122的尺寸。然后，在空间光调制器121中再现的图像当中，在第一显示区域121a中再现且被衍射光栅122-1阶衍射的图像可以朝向右方向略微倾斜地入射在输入耦合器130上，如图11所示。另外，在第二显示区域121b中再现且被衍射光栅122 0阶衍射的图像可以垂直地入射到输入耦合器130，并且在第三显示区域121c中再现且被衍射光栅122+1阶衍射的图像可以朝向左方向略微倾斜地入射在输入耦合器130上。因此，从空间光调制器121的多个显示区域121a、121b和121c入射在输入耦合器130上的多个图像的传播方向可以彼此不同。没有描述的图11中图示出的显示装置的其余结构与在图7中图示出的显示器装置的那些结构相同。
图12示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和图像提供装置的结构的示例。参考图12，图像提供装置可以包括：空间光调制器121，包括每个提供多个图像的多个显示区域121a、121b和121c；光源120，向空间光调制器121提供相干照明光；以及多个衍射光栅122a、122b和122c，安置于输入耦合器130和空间光调制器121之间并且分别与空间光调制器121的多个显示区域121a、121b和121c相对应。例如，图像提供装置可以包括与空间光调制器121的第一显示区域121a相对应的第一衍射光栅122a、与第二显示区域121b相对应的第二衍射光栅122b以及与第三显示区域121c相对应的第三衍射光栅122c。
第一至第三衍射光栅122a、122b和122c可以被配置为沿不同方向衍射入射光。例如，第一衍射光栅122a可以将在空间光调制器121的第一显示区域121a中再现的图像略微地倾斜地向右衍射以入射在输入耦合器130上，如图12所示。此外，第二衍射光栅122b可以将在第二显示区域121b中再现的图像向前衍射以入射在输入耦合器130上，并且第三衍射光栅122c可以将在第三显示区域121c中再现的图像略微地倾斜地向左衍射以入射在输入耦合器130上。为此，第一至第三衍射光栅122a、122b和122c可以包括彼此不同的周期性衍射图案。没有描述的图12中图示出的显示装置的其余结构可以与图11中所图示的显示器装置的那些结构相同。
图13示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和图像提供装置的结构的示例。参考图13，图像提供装置可以包括：多个图像扫描器150a、150b和150c，被安置为面对输入耦合器130并且提供多个图像；以及衍射光栅122，被安置于多个图像扫描器150a、150b和150c与输入耦合器130之间，以使从多个图像扫描器150a、150b和150c入射在输入耦合器130上的图像的方向彼此不同。多个图像扫描器150a、150b和150c可以包括第一图像扫描器150a、第二图像扫描器150b和第三图像扫描器150c。
由第一图像扫描器150a生成且被衍射光栅122-1阶衍射的图像可以朝向右方向略微倾斜地入射在输入耦合器130上，如图13所示。另外，由第二图像扫描器150b生成且被衍射光栅122 0阶衍射的图像可以垂直地入射到输入耦合器130，并且由第三图像扫描器150c生成且被衍射光栅122+1阶衍射的图像可以朝向左方向略微倾斜地入射在输入耦合器130上。因此，从多个图像扫描器150a、150b和150c入射在输入耦合器130上的多个图像的传播方向可以彼此不同。
另外，可以使用图12中示出的多个衍射光栅122a、122b和122c而非图13中示出的单个衍射光栅122。换句话说，可以用图13中图示出的多个图像扫描器150a、150b和150c来替代图12中图示出的空间光调制器121和光源120。在这种情况下，第一图像扫描器150a可以被安置为面对第一衍射光栅122a，第二图像扫描器150b可以被安置为面对第二衍射光栅122b，并且第三图像扫描器150c可以被安置为面对第三衍射光栅122c。
图14示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和图像提供装置的结构的示例。参考图14，图像提供装置可以包括：空间光调制器123，被安置为面对输入耦合器130并且具有多个显示区域123a、123b和123c；光源120，向空间光调制器123提供相干照明光；以及衍射光栅122，使入射在空间光调制器123的多个显示区域123a、123b和123c中的每一个上的照明光的行进方向彼此不同。导光板110被安置于光源120和空间光调制器123之间，并且衍射光栅122被安置于光源120和导光板110之间。空间光调制器123是反射且调制照明光的反射空间光调制器。
可以从空间光调制器123的第一显示区域123a反射被衍射光栅122-1阶衍射的照明光，以使其略微向右倾斜地入射到输入耦合器130，如图14所示。被衍射光栅122 0阶衍射的照明光可以穿过输入耦合器130并且从空间光调制器123的第二显示区域123b被反射以垂直地入射在输入耦合器130上。输入耦合器130可以被配置为仅仅耦合沿来自空间光调制器123的方向行进的入射光并且透射沿来自衍射光栅122的方向行进的入射光。可以从空间光调制器123的第三显示区域123c反射被衍射光栅122+1阶衍射的照明光，以使其略微向左地倾斜地入射到输入耦合器130。
图15示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和图像提供装置的结构的示例。参考图15，图像提供装置可以包括：空间光调制器121，被安置为面对输入耦合器130并且包括多个显示区域121a、121b和121c；以及光源120，向空间光调制器121提供相干照明光。
由于其中的物理像素结构，空间光调制器121也可以充当周期性衍射光栅。因此，由于空间光调制器121的内部的物理像素结构，在多个显示区域121a、121b和121c中的每一个中再现的图像可以包括由被0阶衍射的衍射光所形成的图像和由被±1阶或更高阶衍射的衍射光所形成的图像。可以安置空间光调制器121，使得多个显示区域121a、121b和121c中的通过不同阶的衍射光所形成的图像入射到输入耦合器130上。例如，可以安置空间光调制器121，使得：在由空间光调制器121的第一显示区域121a中再现的图像当中，被-1阶衍射的图像可以略微向右倾斜地入射在输入耦合器130上，如图15所示；在第二显示区域121b中再现的图像当中，被0阶衍射的图像可以垂直地入射在输入耦合器130上；并且在第三显示区域121c中再现的图像当中，被+1阶衍射的图像可以略微向左倾斜地入射在输入耦合器130上。为此目的，空间光调制器121的尺寸大于输入耦合器130的尺寸。而且，可以安置空间光调制器121，使得第二显示区域121b的中心与输入耦合器130的中心共线，并且具有在第二显示区域121b的中心和输入耦合器130的中心直接延长的法线。
图16示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和图像提供装置的结构的示例。参考图16，输入耦合器130可以包括多个子输入耦合器130a、130b和130c，其以不同的角度将入射光耦合到导光板110中。例如，输入耦合器130可以包括与空间光调制器121的第一显示区域121a相对应的第一子输入耦合器130a、与第二显示区域121b相对应的第二子输入耦合器130b以及与第三显示区域121c相对应的第三子输入耦合器130c。图16中所图示出的图像提供装置的结构可以与图15中所图示的图像提供装置的结构相同。
在空间光调制器121的第一显示区域121a中再现的图像当中，被-1阶衍射的图像可以入射到第一子输入耦合器130a上。此外，在第二显示区域121b中再现的图像当中，被0阶衍射的图像可以入射到第二子输入耦合器130b上。此外，在第三显示区域121c中再现的图像当中，被+1阶衍射的图像可以通过第三子输入耦合器130c耦合到导光板110中。为此目的，第一显示区域121a的尺寸可以大于第一子输入耦合器130a的尺寸，第二显示区域121b的尺寸可以大于第二子输入耦合器130b的尺寸，并且第三显示区域121c的尺寸可以大于第三子输入耦合器130c的尺寸。
图17示出根据示例实施例的显示装置的输入耦合器130和图像提供装置的结构的示例。参考图17，图像提供装置可以包括被安置为面对输入耦合器130并且每个提供多个图像的多个图像扫描器150a、150b和150c。多个图像扫描器150a、150b和150c可以被安排为做出以不同的角度入射在输入耦合器130上的图像。例如，在多个图像扫描器150a、150b和150c当中，第一图像扫描器150a可以被安排为做出略微向右倾斜地入射在输入耦合器130上的图像，第二图像扫描器150b可以被安排为做出垂直地入射在输入耦合器130上的图像，并且第三图像扫描器150c可以被安排为做出略微向左倾斜地入射在输入耦合器130上的图像。
图18示意地示出根据示例实施例的显示装置200的结构。参考图18，显示装置200可以包括导光板210、第一图像提供装置250以及第二图像提供装置260。导光板210可以包括与第一图像提供装置250相对应的第一输入耦合器230、与第二图像提供装置260相对应的第二输入耦合器232、第一中间耦合器231、第二中间耦合器233和输出耦合器240。第一图像提供装置250可以被安置为面对第一输入耦合器230，并且第二图像提供装置260可以被安置为面对第二输入耦合器232。第一和第二输入耦合器230和232可以具有根据以上所描述的示例实施例中的任何一个或多个的输入耦合器的结构。
第一中间耦合器231被安置在第一输入耦合器230和输出耦合器240之间的光路中，并且第二中间耦合器233安置在第二输入耦合器232和输出耦合器240之间的光路中。第一输入耦合器230可以被配置为使得入射在其上的图像在导光板210中朝着第一中间耦合器231沿-y方向传播。第一中间耦合器231被配置为使得来自第一输入耦合器230的图像在导光板210中朝着输出耦合器240沿与-y方向垂直的+x方向传播。输出耦合器240被配置为沿着与-y方向和+x方向二者垂直的+z方向将来自第一中间耦合器231的图像输出到导光板210的外部。此外，第二输入耦合器232可以被配置为使得入射在其上的图像在导光板210中朝着第二中间耦合器233沿-y方向传播。第二中间耦合器233被配置为使得来自第二输入耦合器232的图像在导光板210中朝着输出耦合器240沿与-y方向垂直的-x方向传播。此外，输出耦合器240被配置为沿着与-y方向和+x方向二者垂直的+z方向将来自第二中间耦合器233的图像输出到导光板210的外部。
第一和第二中间耦合器231和233用来沿y方向扩展观看窗。为此，第一和第二中间耦合器231和233沿着y方向的长度可以大于第一和第二输入耦合器230和232沿着y方向的长度。第一和第二中间耦合器231和233沿着x方向的长度与第一和第二输入耦合器230和232沿着x方向的长度相同。输出耦合器240用来沿x方向扩展观看窗。为此，输出耦合器240沿着x方向的长度大于第一和第二中间耦合器231和233沿着x方向的长度。输出耦合器240沿着y方向的长度与第一和第二中间耦合器231和233沿着y方向的长度相同。因此，观看窗可以在彼此垂直的两个方向上被第一和第二中间耦合器231和233和输出耦合器240扩展。
第一图像提供装置250可以包括被安置为面对第一输入耦合器230的空间光调制器121以及向空间光调制器121提供相干照明光的光源120。第一图像提供装置250可以另外包括衍射光栅122。第一图像提供装置250例如可以是图1至图5、图7至图12，以及图14至图16中图示的图像提供装置中的任何一个。第二图像提供装置260可以包括被安置为面对第二输入耦合器232的图像扫描器150。第二图像提供装置220例如可以是在图6、图13和图17中图示出的图像提供装置中的一个。
如上所述，显示装置可以用于实施AR和MR。例如，图19至图21图示出采用根据上述示例实施例的显示装置的各种电子设备的示例。如图19至图21中所图示的，显示装置可以构成可穿戴装置。换句话说，显示装置可以被应用于可穿戴装置。例如，显示装置可以被应用于头戴式显示器(即，头戴设备)。此外，显示装置可以被应用于眼镜类型显示器(即，眼镜设备)、护目镜式显示器(即，护目镜设备)等等。图19至图21中示出的可穿戴电子设备可以结合智能电话来操作。显示装置可以是能够提供虚拟现实或将虚拟图像与外部真实图像一起提供的头戴式类型或者眼镜或护目镜类型的VR显示装置、AR显示装置或MR显示装置。
尽管参考附图根据示例实施例描述了用于提供扩展观看窗的显示装置，但应当理解，应当仅仅在描述性的意义上而不是为了限制来考虑在本文描述的示例实施例。每个实施例内的特征或者方面的描述应当典型地被认为可用于在其他的实施例中的其他类似的特征或者方面。本领域普通技术人员应当理解，在不背离如所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以进行形式上和细节上的各种改变。

Claims (34)

1.一种显示装置，包括：
导光板，包括输入耦合器和输出耦合器；以及
图像提供装置，面对输入耦合器并被配置为向输入耦合器提供图像，
其中，输入耦合器包括多个子输入耦合器，多个子输入耦合器被配置为在导光板中以不同的角度传播从图像提供装置提供的图像。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，图像提供装置包括：
空间光调制器，包括分别与多个子输入耦合器相对应的多个显示区域；以及
光源，被配置为向空间光调制器提供相干照明光。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，空间光调制器还包括多个显示区域之间的多个非显示区域。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，空间光调制器被配置为在多个显示区域中的每一个上显示相同的图像或分别在多个显示区域上以不同的视点显示图像。
5.根据权利要求2所述的显示装置，还包括：衍射光栅，安置于光源和空间光调制器之间，所述衍射光栅被配置为衍射从光源入射的相干照明光，使得入射在空间光调制器的多个显示区域中的每一个显示区域上的相干照明光的相应行进方向与入射在多个显示区域中的其他显示区域上的相干照明光的行进方向不同。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，衍射光栅的尺寸大于空间光调制器的尺寸。
7.根据权利要求5所述的显示装置，
其中，衍射光栅被配置为将相干照明光衍射到-1阶部分、0阶部分和+1阶部分，并且
其中，空间光调制器的多个显示区域包括：第一显示区域，在其上入射相干照明光的-1阶部分；第二显示区域，在其上入射相干照明光的0阶部分；以及第三显示区域，在其上入射相干照明光的+1阶部分。
8.根据权利要求2所述的显示装置，
其中，空间光调制器的多个显示区域包括第一显示区域、第二显示区域以及第三显示区域，并且
多个子输入耦合器包括：第一子输入耦合器，在其上入射被第一显示区域-1阶衍射的第一图像；第二子输入耦合器，在其上入射被第二显示区域0阶衍射的第二图像；以及第三子输入耦合器，在其上入射被第三显示区域+1阶衍射的第三图像。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，第一显示区域的尺寸大于第一子输入耦合器的尺寸，第二显示区域的尺寸大于第二子输入耦合器的尺寸，并且第三显示区域的尺寸大于第三子输入耦合器的尺寸。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，图像提供装置包括：
多个空间光调制器，分别与多个子输入耦合器相对应，多个空间光调制器彼此分开；以及
光源，被配置为向多个空间光调制器中的每一个空间光调制器提供相干照明光。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，多个子输入耦合器被二维地布置在导光板的表面上，并且多个空间光调制器被二维地布置在彼此相同的平面上，并且
其中，多个空间光调制器中的每一个空间光调制器面对多个子输入耦合器中相应的子输入耦合器。
12.根据权利要求10所述的显示装置，其中，光源包括被配置为分别向多个空间光调制器提供相干照明光的多个光源。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，多个光源中的每个光源被配置为提供与其他光源不同色彩的相干照明光。
14.根据权利要求1所述的显示装置，其中，图像提供装置包括：图像扫描器，被配置为顺序地或同时地向多个子输入耦合器提供多个图像。
15.根据权利要求1所述的显示装置，
其中，输入耦合器包括：
第一输入耦合器，包括多个第一子输入耦合器；和
第二输入耦合器，包括多个第二子输入耦合器，并且
其中，图像提供装置包括：
第一图像提供装置，包括被安置为面对第一输入耦合器的空间光调制器和被配置为向空间光调制器提供相干照明光的光源；和
第二图像提供装置，包括被安置为面对第二输入耦合器的图像扫描器。
16.根据权利要求1所述的显示装置，其中，导光板还包括安置在输入耦合器和输出耦合器之间的光路中的中间耦合器，
其中，输入耦合器被配置为在导光板中以第一方向输出光，
其中，中间耦合器被配置为在导光板中以与第一方向垂直的第二方向输出光，并且
其中，输出耦合器被配置为以与第一方向和第二方向垂直的第三方向向导光板的外部输出光。
17.根据权利要求1所述的显示装置，其中，显示装置包括虚拟现实显示装置、增强现实显示装置或混合现实显示装置，并且包括头戴式设备、眼镜式设备或护目镜式设备。
18.一种显示装置，包括：
导光板，包括输入耦合器和输出耦合器；以及
图像提供装置，被配置为向输入耦合器提供以不同方向行进的多个图像。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，图像提供装置包括：
空间光调制器，面对输入耦合器并且包括被配置为向输入耦合器提供多个图像的多个显示区域；
光源，被配置为向空间光调制器提供相干照明光；以及
衍射光栅，安置于光源和空间光调制器之间，所述衍射光栅被配置为衍射从光源入射的相干照明光，使得入射在空间光调制器的多个显示区域中的每一个显示区域上的相干照明光的行进方向与入射在多个显示区域中的其他显示区域上的相干照明光的行进方向不同。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中，衍射光栅的尺寸大于空间光调制器的尺寸，并且空间光调制器的尺寸大于输入耦合器的尺寸。
21.根据权利要求19所述的显示装置，其中，衍射光栅被配置为将相干照明光衍射到-1阶部分、0阶部分和+1阶部分，并且
其中，空间光调制器的多个显示区域包括：第一显示区域，在其上入射相干照明光的-1阶部分；第二显示区域，在其上入射相干照明光的0阶部分；以及第三显示区域，在其上入射相干照明光的+1阶部分。
22.根据权利要求21所述的显示装置，其中，输入耦合器包括：第一子输入耦合器，与空间光调制器的第一显示区域相对应；第二子输入耦合器，与空间光调制器的第二显示区域相对应；以及第三子输入耦合器，与空间光调制器的第三显示区域相对应，并且
第一子输入耦合器、第二子输入耦合器和第三子输入耦合器被配置为在导光板中以不同的角度传播从空间光调制器提供的图像。
23.根据权利要求22所述的显示装置，其中，第一显示区域的尺寸大于第一子输入耦合器的尺寸，第二显示区域的尺寸大于第二子输入耦合器的尺寸，并且第三显示区域的尺寸大于第三子输入耦合器的尺寸。
24.根据权利要求19所述的显示装置，其中，衍射光栅包括分别与空间光调制器的多个显示区域相对应的多个衍射光栅，多个衍射光栅被配置为以不同的方向衍射相干照明光。
25.根据权利要求18所述的显示装置，其中，图像提供装置包括：
空间光调制器，面对输入耦合器并且包括被配置为向输入耦合器提供多个图像的多个显示区域；
光源，被配置为向空间光调制器提供相干照明光；以及
衍射光栅，安置于输入耦合器和空间光调制器之间，
其中，多个显示区域中的每个显示区域被配置为向衍射光栅提供多个图像中的相应图像，并且
其中，衍射光栅被配置为以要入射到输入耦合器的不同的相应方向衍射每个图像。
26.根据权利要求25所述的显示装置，其中，空间光调制器的多个显示区,包括第一显示区域、第二显示区域和第三显示区域，并且
衍射光栅被配置为：输出第一显示区域提供的第一图像的-1阶衍射以向输入耦合器传播第一图像；输出第二显示区域提供的第二图像的0阶衍射以向输入耦合器传播第二图像；并且输出第三显示区域提供的第三图像的+1阶衍射以向输入耦合器传播第三图像。
27.根据权利要求25所述的显示装置，其中，衍射光栅的尺寸大于输入耦合器的尺寸。
28.根据权利要求18所述的显示装置，其中，图像提供装置包括：
反射空间光调制器，面对输入耦合器并且包括被配置为向输入耦合器提供多个图像的多个显示区域；
光源，被配置为向反射空间光调制器提供相干照明光；以及
衍射光栅，被配置为衍射从光源入射的相干照明光，使得入射在反射空间光调制器的多个显示区域中的每一个显示区域上的相干照明光的行进方向与入射在多个显示区域中的其他显示区域上的相干照明光的行进方向不同，
其中，导光板被安置于光源和反射空间光调制器之间，
其中，衍射光栅被安置于光源和导光板之间。
29.根据权利要求18所述的显示装置，其中，图像提供装置包括：
多个空间光调制器，面对输入耦合器，其中多个空间光调制器彼此分开并被配置为向输入耦合器提供多个图像；
光源，被配置为向多个空间光调制器中的每一个空间光调制器提供相干照明光；以及
衍射光栅，安置于光源和多个空间光调制器之间的，衍射光栅被配置为衍射从光源入射的相干照明光，使得入射在多个空间光调制器的每个空间光调制器上的相干照明光的行进方向与入射在多个空间光调制器中的其他空间光调制器上的相干照明光的行进方向不同。
30.根据权利要求18所述的显示装置，其中，图像提供装置包括：
多个图像扫描器，面对输入耦合器并且被配置为提供多个图像；以及
衍射光栅，安置于多个图像扫描器中的每一个图像扫描器和输入耦合器之间，衍射光栅被配置为以要入射到输入耦合器上的不同的传播方向来衍射多个图像扫描器提供的多个图像。
31.根据权利要求18所述的显示装置，其中，图像提供装置包括：
空间光调制器，面对输入耦合器并且包括被配置为向输入耦合器提供多个图像的多个显示区域；以及
光源，被配置为向空间光调制器提供相干照明光，并且
其中，布置空间光调制器，使得多个显示区域中的每个显示区域被配置为向输入耦合器提供相应图像，每个相应图像通过不同的相应衍射阶形成。
32.根据权利要求31所述的显示装置，其中，空间光调制器的尺寸大于输入耦合器的尺寸。
33.根据权利要求31所述的显示装置，其中，空间光调制器的多个显示区域包括：第一显示区域，被配置为向输入耦合器提供通过相干照明光的-1阶衍射形成的第一图像；第二显示区域，被配置为向输入耦合器提供通过相干照明光的0阶衍射形成的第二图像；以及第三显示区域，被配置为向输入耦合器提供通过相干照明光的+1阶衍射形成的第三图像。
34.根据权利要求33所述的显示装置，其中，输入耦合器包括：第一子输入耦合器，与空间光调制器的第一显示区域相对应；第二子输入耦合器，与空间光调制器的第二显示区域相对应；以及第三子输入耦合器，与空间光调制器的第三显示区域相对应。
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