，其中，所述弯曲微反射器被定向，以从所述波导的所述面反射电磁能的一部分。
33.根据权利要求30所述的光学设备，其中，所述弯曲微反射器被定向，以从球面波前中的所述波导的面反射电磁能的一部分。
34.根据权利要求30所述的光学设备，其中，所述弯曲微反射器被定向为，每个所述弯曲微反射器从所述相应矩形波导的所述面反射光线的锥形投影，以形成球面波前的相应部分。
35.根据权利要求30所述的光学设备，其中，每个所述弯曲微反射器被以围绕所述相应波导的横轴的相应角度而定向，所述横轴与所述主轴垂直，以从球面波前中的所述波导的面反射电磁能的一部分。
36.根据权利要求30所述的光学设备，其中，每个所述弯曲微反射器被以围绕所述主轴的相应角度而定向，以从球面波前中的所述波导的面反射电磁能的一部分。
37.根据权利要求30所述的光学设备，其中，每个所述弯曲微反射器被以围绕所述主轴以及围绕所述相应波导的横轴的相应角度而定向，所述横轴与所述主轴垂直，以从球面波前中的所述波导的面反射电磁能的一部分。
38.根据权利要求30所述的光学设备，其中，每个所述弯曲微反射器被围绕所述主轴和围绕所述相应波导的横轴的相应角度而定向，所述横轴与所述主轴垂直，以将无穷远聚焦的光聚焦在特定的径向距离。
39.根据权利要求30所述的光学设备，其中，每个所述列分布耦合器的所述相应多个元件包括分束器的线性阵列，以朝着所述多个矩形波导的所述二维阵列的所述相应列中的所述波导的相应波导，分裂至少光的一部分。
40.根据权利要求30所述的光学设备，其中，所述多个矩形波导的所述二维阵列的每一列形成四维图像的相应深度层。
41.根据权利要求30所述的光学设备，还包括: 横轴(Z轴)分布親合器，所述横轴(Z轴)分布親合器具有第一端、沿着所述横轴分布耦合器的长度与所述第一端间隔开的第二端、以及多个至少部分地反射的元件，所述元件提供在所述横轴分布耦合器的所述第一端和列分布耦合器的所述线性阵列的所述列分布親合器的相应親合器之间的光路。
42.根据权利要求41所述的光学设备，还包括: 输入光纤(复用)，所述光纤被至少靠近于横轴分布親合器所述第一端而光親合到所述横轴分布耦合器，以提供光的输入锥，所述光的输入锥表示要通过所述光学设备来投射的图像。
43.根据权利要求42所述的光学设备，其中，所述横轴分布耦合器的所述至少部分地反射的元件包括多个光闸。
44.根据权利要求43所述的光学设备，还包括: 光束偏转器，所述光束偏转器在至少一个光源和列分布親合器的所述线性阵列之间光耦合，并且其中，所述光闸被控制为与所述光束偏转器同步操作。
45.根据权利要求44所述的光学设备，还包括: 可操作为发射红光、绿光和蓝光的所述至少一个光源； 可操作为调制所述红光、绿光和蓝光的强度的强度调制器；以及 在所述至少一个光源和所述光束偏转器之间光耦合的单模光纤。
46.根据权利要求30所述的光学设备，还包括: 多个输入光纤(非复用)，所述多个输入光纤被光親合到至少靠近所述相应列分布親合器的所述第一端的所述列分布親合器的相应親合器，以提供光的输入锥，所述光的输入锥表示要通过所述光学设备来投射的图像。
47.根据权利要求30所述的光学设备，其中，响应于至少一个控制信号，所述弯曲微反射器为能动态变形或者围绕至少一个轴能动态定向的中的至少一种。
48.根据权利要求47所述的光学设备，其中，所述弯曲微反射器包括弯曲的液晶表面。
49.根据权利要求30所述的光学设备，其中，对于所述列中的每一个，包含所述列的所述波导被沿着第一横轴互相连续紧邻地堆叠，所述第一横轴与所述波导的所述主轴垂直。
50.根据权利要求49所述的光学设备，其中，对于多个波导的所述二维阵列中的所述多行中的每一行，包含所述行的所述波导被沿着第二横轴互相连续紧邻地堆叠，所述第二横轴与所述主轴以及所述第一横轴正交。
51.根据权利要求30所述的光学设备，其中，对于多个波导的所述二维阵列中的所述多行中的每一行，包含所述相应行的所述波导能至少部分地传输从包含所述相应行的其它列的所述弯曲微反射器反射过来的光。
52.根据权利要求51所述的光学设备，其中，所述多个波导的所述二维阵列中的所述列中的每一列，包含所述列的所述波导不能传输从包含所述相应列的所述其它波导的所述弯曲微反射器反射过来的光。
53.根据权利要求30所述的光学设备，其中，每个所述弯曲微反射器被定向，以将通过所述相应波导的所述第一端接收的光反射到所述相应波导的所述面以外，其中，将所述光反射到所述相应波导外面所经过的所述面与接收所述光的所述第一端垂直。
54.根据权利要求30所述的光学设备，其中，对于至少一些所述波导，所述多个弯曲微反射器每个具有相应第一曲率半径，每个所述弯曲微反射器的所述第一曲率半径与所述相应波导的每个其它的所述弯曲微反射器的所述第一曲率半径不同。
55.根据权利要求30所述的光学设备，其中，对于至少一些所述波导，所述多个弯曲微反射器每个具有围绕第一轴的相应第一曲率半径和围绕第二轴的相应第二曲率半径，所述第二轴与所述第一轴不共线。
56.根据权利要求55所述的光学设备，其中，对于至少一些所述波导，弯曲微反射器中的至少一个的所述相应第一和所述相应第二曲率半径与所述相应波导的所述弯曲微反射器中的至少第二个的所述相应第一和所述相应第二曲率半径不同。
57.根据权利要求30所述的光学设备，其中，所述弯曲微反射器允许未被反射的光的一部分横穿所述相应波导的所述长度。
58.根据权利要求30所述的光学设备，其中，对于每个所述波导，至少所述第一和所述第二侧基本上保持所述波导中的角模式的第一集合，并且从所述波导基本传递角模式的第二集合，并且所述波导的所述相应弯曲微反射器基本上反射角模式的第二集合且基本上传递角模式的所述第一集合，以横穿所述相应波导的所述长度。
59.—种设备，包括 耦合管，所述耦合管被定向在第一方向，并具有一系列分束器，其中，所述耦合管被配置为接收输入光，并且进一步其中，每个所述分束器将在所述分束器上入射的光的一部分反射到波导并传递光的第二部分； 被定向在不同于所述第一方向的第二方向的多个波导； 弯曲微反射器的多个集合，其中，弯曲微反射器的集合被嵌入到所述多个波导的每个中， 其中，微反射器的每个集合将光反射为三维(3D)图案。
60.根据权利要求59所述的系统，其中，每个所述弯曲微反射器为部分透明。
61.根据权利要求59所述的系统，其中，所述输入光是光锥。
62.根据权利要求61所述的系统，其中，每个所述微反射器的第一反射率反射从所述对应波导的内表面反射的所述光锥的角模式，且对其它角模式透明。
63.根据权利要求61所述的系统，其中，每个所述波导的第二反射率不反射从所述对应微反射器反射的角模式，且反射所述波导内的其它角模式。
64.根据权利要求59所述的系统，其中，所述输入光足够宽，从而在从所述3D图案中的所述微反射器反射的光之间不存在间隙。
65.根据权利要求59所述的系统，还包括被配置为将所述输入光引入到所述耦合管中的多模式光纤。
66.根据权利要求59所述的系统，其中，所述输入光被沿着第一轴偏振，并且所述微反射器和波导表面仅反射沿着所述第一轴偏振的光。
67.根据权利要求66所述的系统，其中，容纳所述设备的显示器的外部具有正交偏振屏幕，所述正交偏振屏幕被配置为调整外部光和反射到3D图案中的光之间的对比度水平。
68.根据权利要求59所述的系统，其中，所述微反射器的曲率和形状能动态改变。
69.根据权利要求59所述的系统，其中，所述3D图案与由在给定X坐标、y坐标和z坐标处的虚拟点源产生的球面波前相对应。
70.根据权利要求69所述的系统，其中，所述X坐标和y坐标由弯曲微反射器的所述多个集合中的每个所述弯曲微反射器的2D角度定向来确定。
71.根据权利要求69所述的系统，其中，所述z坐标由微反射器形状以及所述微反射器的二维定向梯度的配置来确定。
72.根据权利要求59所述的系统，其中，所述第二方向与第一方向基本上垂直。
73.—种三维投射系统，包含根据权利要求59所述的多个堆叠的设备，其中，所述输入光被分离的多模光纤引入到每个耦合管中。
74.一种具有反射器阵列的系统，其中，所述阵列将输入光束转换为虚拟深度平面的二维投影的堆叠，所述堆叠在显示器上重新产生三维体积。
75.根据权利要求74所述的系统，还包括具有多个分束器的耦合管，所述分束器被配置为接收所述输入光束并产生所述输入光束的多个副本。
76.根据权利要求74所述的系统，其中，所述阵列中的所述微反射器为部分透明。
77.一种用于重新产生三维体积来观看的方法，所述方法包括: 接收多个输入光束，其中，每个输入光束与所述三维体积的不同层中的视觉场的一部分的强度图案相对应； 从所述多个输入光束中的每个来产生多个中间光束的集合； 将多个中间光束的每个集合的至少一部分投射到虚拟深度平面； 其中，所述虚拟深度平面一起重新产生所述三维体积。
78.根据权利要求77所述的方法，其中，所述多个输入光束包括具有角度范围的光。
79.根据权利要求77所述的方法，其中，将多个中间光束的每个集合的至少一部分投射到虚拟深度平面包括独立地旋转每个集合的所述多个中间光束的副本，并投射看起来从每个集合的虚拟点辐射的波前。
80.一种用于重新产生三维体积来观看的方法，所述方法包括: 通过单个单模光纤来接收时间复用的输入光，其中，所接收的输入光束与所述三维体积的多个深度平面的视觉场的一部分的强度图案相对应； 将接收的时间复用的输入光传递到z轴光耦合器； 通过所述z轴光耦合器，将所述接收的时间复用的输入光的部分传递到y轴分布光耦合器的集合中的相应親合器； 通过所述y轴光耦合器，将所述接收的时间复用的输入光的部分传递到波导的相应集合；以及 通过波导的所述集合的至少一些的每个中的所述波导，来投射所述接收的时间复用的输入光的至少一部分，其中，波导的每个集合投射相应虚拟深度平面，累积的虚拟深度平面形成用于观看的所述三维体积。
【专利摘要】线性波导的二维阵列包括多个2D平面波导组装、列、集合或层，其中每个产生相应深度平面以用于模拟的4D光场。线性波导可具有矩形圆柱形状，并且可被堆积为行和列。每个线性波导至少部分地内部反射，例如，通过至少部分地反射的平面侧壁的至少一个相对的对，以沿着所述波导的长度来传播光。弯曲微反射器可反射光的一些模式而使其它的通过。所述侧壁或面可反射光的一些模式而让其它的通过。任意给定的波导的所述弯曲微反射器在限定的径向距离处贡献于球面波前，各层在相应径向距离处产生图像平面。
【IPC分类】G02B6-10, G02B5-08, G02B27-22, G02B21-14
【公开号】CN104737061
【申请号】CN201380042218
【发明人】J·G·麦克纳马拉
【申请人】奇跃公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年6月11日
【公告号】CA2876335A1, EP2859403A1, US20140003762, WO2013188464A1