[发明专利]一种波导显示装置在审
| 申请号： | 201810821522.6 | 申请日： | 2018-07-24 |
| 公开（公告）号： | CN108873350A | 公开（公告）日： | 2018-11-23 |
| 发明（设计）人： | 楼歆晔;吴兴坤;黄河;林涛;李晴 | 申请（专利权）人： | 上海鲲游光电科技有限公司 |
| 主分类号： | G02B27/01 | 分类号： | G02B27/01 |
| 代理公司： | 杭州求是专利事务所有限公司 33200 | 代理人： | 刘静;邱启旺 |
| 地址： | 201203 上海市浦东新区自*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 衍射光学元件 显示装置 波导 出瞳 输出 恒定 高耦合效率 亮度均匀性 折射率分布 光学系统 敏感结构 输出图像 衍射结构 有效区域 制造成本 波导基 光通量 衍射 调制 优化 | ||
1.一种波导显示装置，其特征在于，包括波导基底、输入衍射光学元件和输出衍射光学元件；输入衍射光学元件将入射光衍射耦合进入波导基底；波导基底使耦合进入的光在其中全反射；输出衍射光学元件将在波导基底内全反射的光分步耦合出波导基底；输出衍射光学元件的至少一个结构参数被调制使得其衍射效率随空间变化，从而使得波导显示装置所成的像亮度均匀。
2.根据权利要求1所述的一种波导显示装置，其特征在于，输入衍射光学元件/输出衍射光学元件与波导基底表面紧密贴合或嵌入波导基底的材料内部。
3.根据权利要求1所述的一种波导显示装置，其特征在于，输出衍射光学元件采用周期性结构，其耦合效率能够保证光在出瞳扩展的过程中有持续的能量输出。
4.根据权利要求1所述的一种波导显示装置，其特征在于，输入衍射光学元件和输出衍射光学元件均选自一维线性衍射光学元件和二维周期性衍射光学元件；一维线性衍射光学元件在有效区域内进行一维光瞳扩展；二维周期性衍射光学元件在有效区域内进行二维光瞳扩展。
5.根据权利要求1所述的一种波导显示装置，其特征在于，输出衍射光学元件在波导面上的空间分布使得从输入衍射光学元件耦合至波导中的均匀入射光沿着出瞳扩展方向在单位面积上输出的光通量恒定。
6.根据权利要求1所述的一种波导显示装置，其特征在于，被调制的结构参数为对衍射效率有影响的参数，包括高度/深度、占空比、倾斜角和面夹角。
7.根据权利要求1所述的一种波导显示装置，其特征在于，耦合衍射效率在输出衍射光学元件的有效区域内进行调制，调制方式采用区域调制或连续调制。
8.根据权利要求1所述的一种波导显示装置，其特征在于，输出衍射光学元件的耦合输出衍射效率优化为：
其中N为区域调制的输出次序，NT为调制区域的总个数，ηN为第N个区域耦合输出衍射效率，ηT为在输出衍射光学元件的有效区域内耦合出波导基底的总光能量占全反射总光能量的比例。
9.根据权利要求1所述的一种波导显示装置，其特征在于，调制结构参数可通过控制对母版基底的曝光来实现。
10.由权利要求1-9任一项所述的波导显示装置组成的头戴显示器、头盔显示器、平视显示器和其它投影显示器。
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