[發明專利]使用矩形波導的孔徑倍增器

有效

• 申請號: 201780003193.8
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN108235739B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 尤查·丹齊格
• 申請（專利權）人: 魯姆斯有限公司
• 主分類號: G02B6/10
• 分類號: G02B6/10;G02B27/01;H04N5/74;G02B6/26;G02F1/295
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

1.一種光學孔徑倍增器，其特征在于：所述光學孔徑倍增器包含：

（a）一第一光學波導，具有一延伸方向，所述第一光學波導具有一第一對平行外表面及一第二對平行外表面以共同形成一矩形橫截面，其中多個部分反射表面至少部分地橫置于所述第一光學波導，所述多個部分反射表面相對于所述延伸方向形成一傾斜角度；及

（b）一第二光學波導，與所述第一光學波導光學相耦合，所述第二光學波導具有一第三對平行面以形成一板式波導，其中多個部分反射表面至少部分地橫置于所述第二光學波導，所述多個部分反射表面相對于所述第三對平行面形成一傾斜角度；

其中所述第一及第二光學波導的光學耦合及所述多個部分反射表面是被配置為使得當一圖像以一初始傳播方向并以與所述第一及第二對平行外表面兩者皆傾斜的一耦合角耦合進入到所述第一光學波導中時，所述圖像沿著所述第一光學波導通過四重內反射而前進，同時從所述第一對平行外表面和所述第二對平行外表面的所有四個外表面反射，所述圖像以一強度比例在所述多個部分反射表面上反射，以便耦合進入到所述第二光學波導中，并在所述第二光學波導內通過雙重反射進行傳播，所述圖像并以一強度比例在所述多個部分反射表面反射，以便從所述第三對平行面的一向外導出而成為一可視圖像。

2.如權利要求1所述的光學孔徑倍增器，其特征在于：所述第一對平行外表面包含一第一面及一第二面，且所述第二對平行外表面包含一第三面及一第四面，所述第一面的一端部終止在一第一近端邊緣處，并且所述第三面的一端部終止于一第二近端邊緣處；及

所述光學孔徑倍增器更包含：一耦合反射器裝置，與所述第一光學波導一體成形或光學耦合，所述耦合反射器裝置包含：

（a）一第一反射器，被布置為所述第三面的一近端延伸部，或者布置為一反射器平行于所述第三面且位在所述第三面外，所述第一反射器具有一寬度垂直于所述延伸方向，所述第一反射器的所述寬度大于所述第三面的一寬度；及

（b）一第二反射器，被布置為所述第四面的一近端延伸部，或者布置為一反射器平行于所述第四面且位在所述第四面外，所述第二反射器具有一寬度垂直于所述延伸方向，所述第二反射器的所述寬度大于所述第四面的一寬度；

使得當沿著一光學輸入軸線觀察時，所述第一及第二近端邊緣呈現一外顯的波導孔徑，所述外顯的波導孔徑是由所述第一及第二近端邊緣以及在所述耦合反射器裝置內反射的所述第一及第二近端邊緣的多個圖像加以限定邊界。

3.如權利要求2所述的光學孔徑倍增器，其特征在于：所述光學輸入軸線相對于所述第一及第二反射器兩者皆呈傾斜。

4.如權利要求2所述的光學孔徑倍增器，其特征在于：所述耦合反射器裝置為一耦合棱鏡，所述耦合棱鏡與所述第一光學波導一體成形，或光學地耦合于所述第一光學波導，所述耦合棱鏡呈現一耦合表面，大致上垂直于所述光學輸入軸線。

5.如權利要求2所述的光學孔徑倍增器，其特征在于：所述耦合反射器裝置為一耦合棱鏡，所述耦合棱鏡與所述第一光學波導一體成形，或光學地耦合于所述第一光學波導，所述耦合棱鏡與一圖像投影裝置的至少一光學元件整合。

6.如權利要求5所述的光學孔徑倍增器，其特征在于：所述至少一光學元件包含一分光棱鏡，所述分光棱鏡具有一輸入面、一反射面、一內部傾斜分光元件及一輸出面，所述輸出面大致垂直于輸出圖像傳播的一主要方向，以及其中所述耦合反射器裝置的所述第一及第二反射器的至少部分延伸跨過所述輸出面的一平面。

7.如權利要求2所述的光學孔徑倍增器，其特征在于：所述耦合反射器裝置為一耦合棱鏡，所述耦合棱鏡與所述第一光學波導一體成形，或光學地耦合于所述第一光學波導，所述耦合棱鏡呈現一傾斜反射面，用于沿著垂直于所述第一及第二反射器其中一個的一光軸反射一光輸入，以便入射所述外顯的波導孔徑。

8.如權利要求2所述的光學孔徑倍增器，其特征在于：所述光學孔徑倍增器更包含一圖像投影器，所述圖像投影器被布置成投影一圖像以沿著所述光學輸入軸線平行到無窮遠，以便與所述外顯的波導孔徑完全重疊。