[发明专利]用于在二维上扩展出射光瞳的设备

摘要

一种衍射波束扩展器(50)，其包括在平面透明基片(7)上实现的输入光栅(10)、交叉光栅(20)和输出光栅(30)。交叉光栅(20)包括多个衍射特征(23)，其中沿平行线(25)的第一集合的线以及沿平行线(26)的第二集合的线布置所述多个衍射特征(23)，以便使得第一集合的线(25)平行于第二集合的线(26)。第一集合的线具有第一光栅周期，并且第二集合的线具有第二光栅周期。通过输入光栅(10)耦合到基片(7)中的光束(B1)在第一位置(EC1)和进一步的位置(EC2)处照射到交叉光栅(20)上。在第一位置(EC1)处的交互提供了在不同方向上传播的若干子波束(S₀₀、S₀₁、S₁₀)。在第二位置(EC2)处的进一步的交互提供了在与原始向内耦合的光(B1)相同的方向上传播的进一步的子波束(V₀₁、U₁₀)。通过输出光栅(30)随后将光耦合到基片(7)之外，以便相对于照射到输入光栅上的波束(B0)提供在两个方向(SX、SZ)上扩展的光束(B2)。虚拟显示设备(200)可以包括所述衍射波束扩展器(50)。

主权项

1.一种设备(50)，其包括：-基本上是平面的波导基片(7)；-输入光栅(10)，所述输入光栅(10)将输入波束(B0)耦合到所述基片(7)中以形成向内耦合的光束(B1)；-交叉光栅(20)，所述交叉光栅(20)通过衍射所述向内耦合的光束(B1)的光来提供子波束(S00、V01)；以及-输出光栅(30)，所述输出光栅(30)将所述子波束(S00、V01)的光耦合到所述基片(7)之外以便提供输出波束(B2)，其中，所述向内耦合的光束(B1)的光适于与所述交叉光栅(20)交互两次或更多次，在第一位置(EC1)处的交互提供了第一子波束(S00)和第二子波束(S10)，所述第一子波束(S00)和所述第二子波束(S10)在不同的方向上传播，所述第二子波束(S10)与所述交叉光栅在第二位置(EC2)处的交互提供了在与所述第一子波束(S00)相同的方向上传播的第三子波束(V01)，所述输出波束(B2)适于具有与所述输入波束(B0)基本上相同的方向，所述输入光栅包括具有光栅周期d0的基本上线性的衍射特征(11)，所述交叉光栅(20)包括沿基本上平行的线的第一集合(G1)的线(25)所布置的进一步的衍射特征(23)，所述进一步的衍射特征(23)还被沿基本上平行的线的第二集合(G2)的线(26)布置，所述第一集合(G1)的线(25)垂直于所述第二集合(G2)的线(26)，所述第一集合(G1)具有第一光栅周期d1，所述第二集合(G2)具有第二光栅周期d2，所述第一集合的线(25)相对于所述输入光栅(10)的基本上线性的特征(11)具有角度ρ，所述角度ρ在30至60度的范围中，常数A0在1.8至2.2的范围中，所述第一光栅周期d1满足条件d0＝A0 d1 sinρ，并且所述第二光栅周期d2满足条件d0＝A0 d2 cosρ。