[发明专利]在一块板上支持红色、绿色和蓝色的大视场波导

权利要求书

1.一种用于在单个波导中组合RGB光信号的光学设备，所述设备包括多个DOE，所述多个DOE包括：

第一DOE，包括具有第一光栅周期的第一线性光栅和具有第二光栅周期的第二线性光栅，所述第一DOE被配置为以输入传播角接收光信号并且基于光谱来衍射所述光信号，使得主要第一光谱的光的+1衍射级由所述第一线性光栅在第一方向上被衍射、所述主要第一光谱的光的-1衍射级由所述第一线性光栅在第二方向上被衍射、主要第二光谱的光的+1衍射级由所述第二线性光栅在第三方向上被衍射、并且所述主要第二光谱的光的-1衍射级由所述第二线性光栅在第四方向上被衍射，以使得光信号的不同部分采用包括至少四个不同路径的不同路径；

第二DOE，包括具有不同光栅取向的至少四个翼，每个光栅取向被定向以朝第三DOE衍射光，其中所述第一DOE被配置为朝第一翼衍射以所述第一方向被衍射的所述光信号、朝第二翼衍射以所述第二方向被衍射的所述光信号、朝第三翼衍射以所述第三方向被衍射的所述光信号、以及朝第四翼衍射以所述第四方向被衍射的所述光信号；

所述第三DOE，被配置为将光衍射到眼动范围中，所述眼动范围将输出传播角保持在所述输入传播角的某个预定阈值内；

其中所述第二DOE和所述第三DOE被配置为引起基本非并行的扩展；以及

其中所述多个DOE与光栅矢量相关联，并且其中针对所述至少两个不同路径中的每个路径的光栅矢量的总和基本等于零。

2.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述第一DOE和所述第三DOE中的至少一个DOE包括：与在所述波导的正面上的第一光栅矢量和在所述波导的背面上的第二光栅矢量相关联的线性光栅。

3.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述第二DOE包括线性光栅，所述线性光栅具有在所述波导的正面上的第一翼和在所述波导的背面上的第二翼，其中所述第一翼和所述第二翼交叠。

4.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述第二DOE的所述至少四个翼中的至少一个翼包括线性光栅。

5.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述第二DOE的所述第一翼和所述第二翼包括在所述波导的背面上的线性光栅。

6.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述第二DOE包括与两个相异光栅矢量相关联的交叉光栅。

7.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述第三DOE包括与两个相异光栅矢量相关联的交叉光栅。

8.一种在单个波导中组合RGB光信号的方法，所述波导包括多个DOE，所述方法包括：

在第一DOE处，以输入传播角引导光信号，其中所述第一DOE包括具有第一光栅周期的第一线性光栅和具有第二光栅周期的第二线性光栅；

在所述第一DOE处，基于光谱来衍射所述光信号，使得主要第一光谱的光的+1衍射级由所述第一线性光栅在第一方向上被衍射、所述主要第一光谱的光的-1衍射级由所述第一线性光栅在第二方向上被衍射、主要第二光谱的光的+1衍射级由所述第二线性光栅在第三方向上被衍射、并且所述主要第二光谱的光的-1衍射级由所述第二线性光栅在第四方向上被衍射，以使得光信号的不同部分采用包括至少四个不同路径的不同路径；

在所述第一DOE处，将所述不同部分衍射到第二DOE中，其中所述第二DOE包括具有不同光栅取向的至少四个翼，每个光栅取向被定向以朝第三DOE衍射光，并且其中所述第一DOE被配置为朝第一翼衍射所述第一方向的光、朝第二翼衍射所述第二方向的光、朝第三翼衍射所述第三方向的光、以及朝第四翼衍射所述第四方向的光；

在所述第二DOE处，将所述不同部分衍射到所述第三DOE中；

在所述第二DOE和所述第三DOE处，以基本非并行的方式扩展所述光信号；

在所述第三DOE处，将所述不同部分衍射到眼动范围中，所述眼动范围将输出传播角保持在所述输入传播角的预定阈值内；以及

其中所述多个DOE与光栅矢量相关联，并且其中所述动作被执行使得针对所述至少两个不同路径中的每个路径的光栅矢量的总和基本等于零。