【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、本公开涉及光学器件和光子领域，并且更具体地涉及平面光学装置。更具体地但不完全地，本公开涉及广泛应用于各种装置中的衍射光栅，诸如，除其他示例外，显示器(包括用于ar(增强现实)和vr(虚拟现实)眼镜的眼镜电子装置和头戴式显示器的波导中光的内耦合和外耦合)、平视显示器(hud)(例如汽车工业中的平视显示器)、用于照片/视频/光场相机的光学传感器、生物/化学传感器(包括片上实验室传感器)、显微镜、光谱学和计量系统以及太阳能电池板。
2、本部分意图向读者介绍本领域的各个方面，这些方面可与下文描述和/或要求保护的本公开的各种方面有关。此讨论被认为有助于向读者提供背景信息，以促进更好地理解本专利技术的各个方面。因此，应当理解，这些陈述应当从这个角度来解读，而不是承认现有技术。
3、ar/vr眼镜被视为是新一代人机界面。ar/vr眼镜(以及更一般的眼镜防护电子装置)的开发与许多挑战相关联，包括减少此类装置的尺寸和重量以及改进图像质量(就对比度、视场、颜色深度等而言)，该图像质量应足够真实，以实现真正的沉浸式用户体验。
4、光学部件的图像质量和物理尺寸之间的权衡促动研究超紧凑光学部件，该超紧凑光学部件可以用作更复杂的光学系统(诸如ar/vr眼镜)的构建块。期望此类光学部件易于制造和复制。在此类ar/vr眼镜中，各种类型的折射和衍射透镜和波束形成部件用于将来自微型显示器或投影仪的光引导到人眼，从而允许形成与用肉眼看到的物理世界的图像叠加的(在有ar眼镜的情况下)或由相机捕捉(在有vr眼镜的情况下
5、一些类型的ar/vr眼镜利用光学波导，其中光仅在有限的内角度范围内通过tir(指代全内反射(total internal reflection))传播到光学波导中。波导的fov(指代视场(field of view))取决于波导的材料以及其他因素。
技术实现思路
1、说明书中的“一个实施方案”、“实施方案”、“示例性实施方案”等指示所描述的实施方案可以包含特定特征、结构或特性；但不是每个实施方案必然包括特定特征、结构或特性。而且，此类短语不一定是指相同的实施方案。此外，当结合实施方案描述特定特征、结构或特性时，此类特征、结构或特性可以与其他实施方案结合使用，无论是否明确地描述。
2、根据一些实施方案，一种设备包括：波导，该波导具有内耦合器、外耦合器和沿着从该内耦合器到该外耦合器的光学路径的至少一个出射瞳孔扩展器；和全息光学元件，该全息光学元件处于波导的与出射瞳孔扩展器相对的表面的至少一部分上。全息光学元件被配置作为波长选择性反射镜或角度选择性反射镜中的一者或两者。
3、在一些实施方案中，该设备还包括图像生成器，内耦合器被配置为内耦合由该图像生成器生成的图像，并且全息光学元件被配置作为波长选择性反射镜。该波长选择性反射镜的反射率在由图像生成器发射的光的波长处具有至少一个峰值。
4、在一些实施方案中，全息光学元件被配置作为角度选择性反射镜，并且该角度选择性反射镜具有随入射角的增加而增加的反射率。
5、在一些实施方案中，角度选择性反射镜被配置为基本上透射入射角小于阈值角度的光并且基本上反射入射角大于阈值角度的光。该阈值可介于30度与40度之间。该阈值可为35度。
6、在一些实施方案中，全息光学元件被配置作为角度选择性反射镜，该角度选择性反射镜具有取决于入射光的方位角的反射率。在一些此类实施方案中，角度选择性反射镜对于方位角沿着从内耦合器到外耦合器的光学路径进行引导的光具有最大反射率。
7、在一些实施方案中，出射瞳孔扩展器包括衍射光栅。
8、根据一些实施方案，一种方法包括：将光耦合到波导的内耦合器中，该波导具有外耦合器和沿着从该内耦合器到该外耦合器的光学路径的至少一个出射瞳孔扩展器；以及使用处于波导的与出射瞳孔扩展器相对的表面的至少一部分上的全息光学元件，基于光的波长或光的角度中的任一者或两者来选择性地反射或透射该光。
9、该方法的一些实施方案还包括从图像生成器发射光，由内耦合器耦合的光包括所发射的光。全息光学元件被配置作为波长选择性反射镜，其中该波长选择性反射镜的反射率在由图像生成器发射的光的波长处具有至少一个峰值。
10、在一些实施方案中，全息光学元件被配置作为角度选择性反射镜，该角度选择性反射镜具有随入射角的增加而增加的反射率。在一些此类实施方案中，角度选择性反射镜被配置为基本上透射入射角小于阈值角度的光并且基本上反射入射角大于阈值角度的光。
11、在一些实施方案中，全息光学元件被配置作为角度选择性反射镜，该角度选择性反射镜具有取决于入射光的方位角的反射率。在一些此类实施方案中，角度选择性反射镜对于方位角沿着从内耦合器到外耦合器的光学路径进行引导的光具有最大反射率。
12、在一些实施方案中，允许环境光进入波导，并且全息光学元件选择性地透射环境光的至少一部分。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种设备，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括图像生成器，所述内耦合器被配置为内耦合由所述图像生成器生成的图像，并且其中所述全息光学元件被配置作为波长选择性反射镜，所述波长选择性反射镜的反射率在由所述图像生成器发射的光的波长处具有至少一个峰值。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述全息光学元件被配置作为角度选择性反射镜，所述角度选择性反射镜具有随入射角的增加而增加的反射率。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述角度选择性反射镜被配置为基本上透射入射角小于阈值角度的光并且基本上反射入射角大于阈值角度的光。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述阈值角度为35度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述全息光学元件被配置作为角度选择性反射镜，所述角度选择性反射镜具有取决于入射光的方位角的反射率。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述角度选择性反射镜对于方位角沿着从所述内耦合器到所述外耦合器的光学路径进行引导的光具有最大反射率。
8.根据权利要求1至
9.一种方法，所述方法包括：
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括从图像生成器发射光，由所述内耦合器耦合的所述光包括所发射的光，其中所述全息光学元件被配置作为波长选择性反射镜，所述波长选择性反射镜的反射率在由所述图像生成器发射的所述光的波长处具有至少一个峰值。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述全息光学元件被配置作为角度选择性反射镜，所述角度选择性反射镜具有随入射角的增加而增加的反射率。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述角度选择性反射镜被配置为基本上透射入射角小于阈值角度的光并且基本上反射入射角大于阈值角度的光。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中所述全息光学元件被配置作为角度选择性反射镜，所述角度选择性反射镜具有取决于入射光的方位角的反射率。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述角度选择性反射镜对于方位角沿着从所述内耦合器到所述外耦合器的光学路径进行引导的光具有最大反射率。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，所述方法还包括允许环境光进入所述波导，其中所述全息光学元件选择性地透射所述环境光的至少一部分。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种设备，所述设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括图像生成器，所述内耦合器被配置为内耦合由所述图像生成器生成的图像，并且其中所述全息光学元件被配置作为波长选择性反射镜，所述波长选择性反射镜的反射率在由所述图像生成器发射的光的波长处具有至少一个峰值。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述全息光学元件被配置作为角度选择性反射镜，所述角度选择性反射镜具有随入射角的增加而增加的反射率。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述角度选择性反射镜被配置为基本上透射入射角小于阈值角度的光并且基本上反射入射角大于阈值角度的光。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述阈值角度为35度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述全息光学元件被配置作为角度选择性反射镜，所述角度选择性反射镜具有取决于入射光的方位角的反射率。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述角度选择性反射镜对于方位角沿着从所述内耦合器到所述外耦合器的光学路径进行引导的光具有最大反射率。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其中所述出射瞳孔扩展器包括衍射光栅。
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【专利技术属性】
技术研发人员：瓦尔特·德拉齐克，V·布拉克德拉佩里埃，
申请(专利权)人：交互数字CE专利控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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