【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于波导领域，具体涉及一种用于近眼显示装置的紧凑型波导结构。
技术介绍
1、如图1所示，现有技术中的衍射波导布局中，波导100包含耦入光栅区域110、扩展光栅区域120和耦出光栅区域130，入射光由入光栅区域110衍射进入波导100中成为第一传导光11，扩展光栅区域120用于将传第一导光11沿一个方向扩展产生第二传导光(12-15)，一部分的第二传导光(12、13)传输到耦出光栅区域130后，被耦出光栅区域130衍射耦出波导，另一部分的第二传导光(14、15)由于无法到达合适的耦出光栅位置所以无法耦出，因此导致这部分的能量损失。
2、由于波导布局中的扩展光栅区域的面积取决于入射光的视场角度(fov)，即现有技术中的波导布局需要较大面积的扩展光栅区域120才可以满足较大视场角度的入射光在波导内的有效传播，使得整个波导布局的体积较大，不利于近眼显示装置的佩戴。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对解决
技术介绍
中提出的问题，提出一种用于近眼显示装置的紧凑型波导结构。
2、为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
3、本专利技术提出的一种用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，包括波导，波导包括耦入光栅、扩展光栅、补偿光栅和耦出光栅，其中：
4、入射光经耦入光栅沿竖直或水平方向衍射耦入并形成第一传导光，第一传导光经扩展光栅衍射形成第二传导光，第二传导光包括第一部分光和第二部分光，第一部分光经补偿光栅衍射形成第三传导光，第二部分
5、优选地，耦出光栅为二维光栅，耦出光栅具有第一耦出光栅矢量和第二耦出光栅矢量，且第一耦出光栅矢量与第二耦出光栅矢量相互垂直，扩展光栅的矢量与补偿光栅的矢量的和为零。
6、优选地，当入射光经耦入光栅沿竖直方向衍射耦入时，耦入光栅与扩展光栅沿着竖直方向依次分布，耦入光栅与补偿光栅沿着第水平方向依次分布，耦出光栅与补偿光栅沿着竖直方向依次分布，且与扩展光栅沿着水平方向分布。
7、优选地，耦入光栅的矢量、扩展光栅的矢量和第二耦出光栅矢量的和为零，耦入光栅的矢量、扩展光栅的矢量、补偿光栅的矢量和第一耦出光栅矢量的和为零。
8、优选地，扩展光栅沿竖直方向上的长度等于耦出光栅沿竖直方向上的长度，扩展光栅沿水平方向上的长度等于耦入光栅沿水平方向上的长度。
9、优选地，当入射光经耦入光栅沿竖直方向衍射耦入时，耦入光栅与扩展光栅沿着水平方向依次分布，耦入光栅与补偿光栅沿着竖直方向依次分布，耦出光栅与补偿光栅沿着水平方向分布，且与扩展光栅沿着竖直方向分布。
10、优选地，耦入光栅的矢量、扩展光栅的矢量和第一耦出光栅矢量的和为零，耦入光栅的矢量、扩展光栅的矢量、补偿光栅的矢量和第二耦出光栅矢量的和为零。
11、优选地，扩展光栅沿竖直方向上的长度等于耦入光栅沿竖直方向上的长度，扩展光栅沿水平方向上的长度等于耦出光栅沿水平方向上的长度。
12、优选地，各光栅为表面浮雕光栅或体全息光栅。
13、优选地，入射光的视场角与各耦出光的视场角相同。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
15、本用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，在保证较大视场角度的入射光可在波导内有效传播的前提下，通过对扩展光栅的尺寸的限定，防止视场角过大，导致扩展光栅在y方向或x方向的扩展过大，而导致的扩展光栅整体尺寸过大，进而防止整个波导尺寸过大，极大地压缩了波导的面积，从而实现波导结构更加紧凑，进而减小近眼显示装置的体积和重量；并通过引入补偿光栅，使得耦入至波导中的光引导回收至耦出光栅，并从耦出光栅耦出，提高了整个波导结构的效率，使近眼显示装置的输出画面亮度更高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，包括波导，其特征在于：所述波导包括耦入光栅、扩展光栅、补偿光栅和耦出光栅，其中：
2.如权利要求1所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：所述耦出光栅为二维光栅，所述耦出光栅具有第一耦出光栅矢量和第二耦出光栅矢量，且所述第一耦出光栅矢量与第二耦出光栅矢量相互垂直，所述扩展光栅的矢量与补偿光栅的矢量的和为零。
3.如权利要求2所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：当所述入射光经耦入光栅沿竖直方向衍射耦入时，所述耦入光栅与扩展光栅沿着竖直方向依次分布，所述耦入光栅与补偿光栅沿着第水平方向依次分布，所述耦出光栅与补偿光栅沿着竖直方向依次分布，且与扩展光栅沿着水平方向分布。
4.如权利要求3所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：所述耦入光栅的矢量、扩展光栅的矢量和第二耦出光栅矢量的和为零，所述耦入光栅的矢量、扩展光栅的矢量、补偿光栅的矢量和第一耦出光栅矢量的和为零。
5.如权利要求3所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：所述扩展光栅沿竖直方向上的
6.如权利要求2所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：当所述入射光经耦入光栅沿竖直方向衍射耦入时，所述耦入光栅与扩展光栅沿着水平方向依次分布，所述耦入光栅与补偿光栅沿着竖直方向依次分布，所述耦出光栅与补偿光栅沿着水平方向分布，且与扩展光栅沿着竖直方向分布。
7.如权利要求6所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：所述耦入光栅的矢量、扩展光栅的矢量和第一耦出光栅矢量的和为零，所述耦入光栅的矢量、扩展光栅的矢量、补偿光栅的矢量和第二耦出光栅矢量的和为零。
8.如权利要求6所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：所述扩展光栅沿竖直方向上的长度等于耦入光栅沿竖直方向上的长度，所述扩展光栅沿水平方向上的长度等于耦出光栅沿水平方向上的长度。
9.如权利要求2所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：各所述光栅为表面浮雕光栅或体全息光栅。
10.如权利要求1所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：所述入射光的视场角与各耦出光的视场角相同。
...【技术特征摘要】
1.一种用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，包括波导，其特征在于：所述波导包括耦入光栅、扩展光栅、补偿光栅和耦出光栅，其中：
2.如权利要求1所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：所述耦出光栅为二维光栅，所述耦出光栅具有第一耦出光栅矢量和第二耦出光栅矢量，且所述第一耦出光栅矢量与第二耦出光栅矢量相互垂直，所述扩展光栅的矢量与补偿光栅的矢量的和为零。
3.如权利要求2所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：当所述入射光经耦入光栅沿竖直方向衍射耦入时，所述耦入光栅与扩展光栅沿着竖直方向依次分布，所述耦入光栅与补偿光栅沿着第水平方向依次分布，所述耦出光栅与补偿光栅沿着竖直方向依次分布，且与扩展光栅沿着水平方向分布。
4.如权利要求3所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：所述耦入光栅的矢量、扩展光栅的矢量和第二耦出光栅矢量的和为零，所述耦入光栅的矢量、扩展光栅的矢量、补偿光栅的矢量和第一耦出光栅矢量的和为零。
5.如权利要求3所述的用于近眼显示装置的紧凑型波导结构，其特征在于：所述扩展光栅沿竖直方向上的长度等于耦出光栅沿竖直方向上的长...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，王鹏，
申请(专利权)人：江西凤凰光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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