具有扩大光分布重叠光栅的图像光导制造技术

用于传送虚像的图像光导具有形成为具有入耦合衍射光学器件的平板的传送图像承载光的波导，该入耦合衍射光学器件的第一光栅矢量将图像承载光束衍射到波导中并引导衍射光。出耦合衍射光学器件形成为多个重叠的衍射光栅，其包括具有第一光栅矢量k1的第一光栅图案和具有第二光栅矢量k2的第二光栅图案，以用于将扩大的图像承载光束从波导中扩大并射出到可以在其中看到虚像的扩大的眼盒中。

Image photoconductivity with enlarged light distribution overlapping grating

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有扩大光分布重叠光栅的图像光导
本专利技术一般地涉及电子显示器，并且更特别地涉及使用图像光导与衍射光学器件以向观看者传送图像承载光的显示器。
技术介绍
头戴显示器（HMD）正被开发用于一系列多种多样的用途，包括军事、商业、工业、消防和娱乐应用。对于这些应用中的许多而言，在形成能够被虚拟地叠加在处于HMD用户的视场中的真实世界图像上的虚像方面存在价值。光学图像光导将图像承载光传送到在狭窄空间中的观看者以用于将虚像引导到观看者的光瞳并使能该叠置功能。在这样的常规的图像光导中，经准直的、相对角度编码的来自图像源的光束被通过诸如入耦合衍射光学器件的输入耦合件耦合到平面波导中，该输入耦合件可以被安装或形成在平面波导的表面上或者被掩埋在波导内。这样的衍射光学器件可以被形成为衍射光栅、全息光学元件或者被以其它已知的方式形成。例如，衍射光栅可以是通过表面浮雕形成的。在沿着波导传播之后，被衍射的光可以在波导之外通过相似的输出光栅被引导回去，该输出光栅可以被布置成提供沿着虚像的一个维度的光瞳扩大。此外，可以在输入光栅和输出光栅之间沿着波导定位转向光栅以提供虚像的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于传送虚像的图像光导，包括：/n波导，其具有用于沿着波导的长度传播图像承载光束的带有前表面和后表面的透射性基板；/n沿波导形成的入耦合衍射光学器件，其用于将来自图像源的图像承载光束衍射到波导中以便沿波导的长度以角度编码的形式传播图像承载光束；/n沿着波导的长度与入耦合衍射光学器件间隔开的出耦合衍射光学器件，其用于以角度解码的形式将来自波导的图像承载光束朝着眼盒衍射，以便观看来自图像源的图像；/n该出耦合衍射光学器件包括沿着波导的长度重叠的多个不同取向的光栅图案；/n该光栅图案中的一个或多个以主要取向布置，以便将每个图像承载光束的沿着波导以原始标称方向传播的第一部分以角度解码的形式朝着...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170613 US 62/518636;20170705 US 62/5286621.一种用于传送虚像的图像光导，包括：
波导，其具有用于沿着波导的长度传播图像承载光束的带有前表面和后表面的透射性基板；
沿波导形成的入耦合衍射光学器件，其用于将来自图像源的图像承载光束衍射到波导中以便沿波导的长度以角度编码的形式传播图像承载光束；
沿着波导的长度与入耦合衍射光学器件间隔开的出耦合衍射光学器件，其用于以角度解码的形式将来自波导的图像承载光束朝着眼盒衍射，以便观看来自图像源的图像；
该出耦合衍射光学器件包括沿着波导的长度重叠的多个不同取向的光栅图案；
该光栅图案中的一个或多个以主要取向布置，以便将每个图像承载光束的沿着波导以原始标称方向传播的第一部分以角度解码的形式朝着眼盒衍射，以及
该光栅图案中的另外的一个或多个其以一个或多个非主要取向布置以便使每个图像承载光束的第二部分沿着波导从原始传播方向衍射出去，并进一步使每个图像承载光束的第二部分在垂直于原始标称传播方向的方向上在相对偏移的位置中沿着波导朝着原始标称传播方向衍射回去。


2.根据权利要求1所述的图像光导，其中，每个所述图像承载光束的所述第一部分沿着所述波导在原始的标称传播方向上相对地移位，以扩大眼盒内的图像承载光之间的重叠区域的第一维度。


3.根据权利要求2所述的图像光导，其中，每个所述图像承载光束的第二部分沿着波导在垂直于原始标称传播方向的方向上相对移位，以在眼盒内扩大图像承载光束之间的重叠区域的第二维度。


4.根据权利要求1所述的图像光导，其中，以主要取向布置的所述一个或多个光栅图案包括具有第一光栅矢量的第一光栅图案，并且以一个或多个非主要取向布置的一个或多个其他光栅图案包括具有相对于第一光栅矢量倾斜的第二光栅矢量的第二光栅图案。


5.根据权利要求4所述的图像光导，其中，所述第二光栅矢量相对于所述第一光栅矢量以至少30度的角度倾斜。


6.根据权利要求4所述的图像光导，其中以一个或多个非主要取向布置的所述一个或多个其他光栅图案包括具有相对于所述第一和第二光栅矢量两者倾斜的第三光栅矢量的第三光栅图案。


7.根据权利要求6所述的图像光导，其中，所述第二和第三光栅矢量在不同方向上相对于所述第一光栅矢量倾斜大约相同的量。


8.根据权利要求6所述的图像光导，其中，所述第二和第三光栅矢量部分地由彼此相等的第二间距和第三间距限定。


9.根据权利要求8所述的图像光导，其中，所述第一光栅矢量部分地由与所述第二和第三间距不同的第一间距限定。


10.根据权利要求1所述的图像光导，其中，所述多个光栅图案由光栅特征在同一平面中的布置形成。


11.根据权利要求1所述的图像光导，其中，所述多个光栅图案由光栅特征在不同平面中的布置形成。


12.根据权利要求1所述的图像光导，其中，在共同的平面中形成不同取向的多个光栅图案。


13.根据权利要求1所述的图像光导，其中，在体全息图中形成不同取向的多个光栅图案。


14.一种用于传送虚像的图像光导，包括：
波导，其具有用于沿着波导的长度传播图像承载光束的带有前表面和后表面的透射性基板；
沿波导形成的入耦合衍射光学器件，其用于将来自图像源的图像承载光束衍射到波导中以便沿波导的长度以角度编码的形式传播图像承载光束；
沿着波导的长度与入耦合衍射光学器件间隔开的出耦合衍射光学器件，其用于以角度解码的形式将来自波导的图像承载光束朝着眼盒...

【专利技术属性】
技术研发人员：RJ舒尔茨，PJ特拉弗斯，
申请(专利权)人：伊奎蒂公司，
类型：发明
国别省市：美国;US