使用波导反射器阵列投射器的多深度平面三维显示器的制造方法_4

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利要求书中使用的术语不应当被解释为将本发明限定为在说明书中公开的特定实例,除非上述【具体实施方式】部分明确地限定这些术语。因此,本发明的实际范围不仅包括公开的实例,也包括实施根据权利要求实践或实施本发明的所有等效方式。
[0088]尽管在下面以特定权利要求的形式展示了本发明的特定范围,申请人考虑以任何数量的权利要求形式的本发明的各方面。例如,尽管根据35U.S.C.§ 112第六段,仅有本发明的一个方面作为装置加功能权利要求被引用,其它方面可类似地被实施为装置加功能权利要求,或以其它形式,诸如被实施在计算机可读介质中。(根据35U.S.C.§112第六段处理的任何权利要求将用词“用于…的装置”开始)。因此,发明人保留在提交申请后添加额外权利要求的权利,以追求用于本发明的其它方面的这种额外的权利要求形式。
[0089]于2012年6月11日提交的美国专利申请61/658355在此通过全文引用结合于此。
【主权项】
1.一种波导反射器阵列投射器设备,包括: 多个矩形波导的第一平面集合,所述第一平面集合中的每个所述矩形波导具有至少第一侧、第二侧、第一面和第二面,所述第二侧沿着所述矩形波导的长度与所述第一侧相对,至少所述第一和所述第二侧沿着所述矩形波导的所述长度的至少一部分而形成至少部分地内部反射的光路,并且所述第一平面集合中的每个所述矩形波导包括被沿着所述相应矩形波导的所述长度的至少一部分、在相应位置处在所述第一和所述第二侧之间放置的相应多个弯曲微反射器,以从所述相应矩形波导的所述第一面向外部分地反射球面波前的相应部分;以及 至少多个矩形波导的第二平面集合,所述第二平面集合中的每个所述矩形波导具有至少第一侧、第二侧、第一面和第二面,所述第二侧沿着所述矩形波导的长度与所述第一侧相对,至少所述第一和所述第二侧沿着所述矩形波导的所述长度的至少一部分而形成至少部分地内部反射的光路,并且所述第二平面集合中的每个所述矩形波导包括沿着所述相应矩形波导的所述长度的至少一部分、在相应位置处在所述第一和所述第二侧之间放置的相应多个弯曲微反射器,以从所述相应矩形波导的所述第一面向外部分地反射相应部分, 所述矩形波导的所述第二平面集合被沿着第一横轴(Z)横向于矩形波导的所述第一平面集合而布置,所述第一横轴与纵轴(X)垂直,所述纵轴(X)平行于至少所述第一和所述第二平面集合的所述矩形波导的所述长度。
2.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,所述第一和至少所述第二平面集合的每个中的所述矩形波导被沿着第二横轴(Y)而横向布置,所述第二横轴(Y)与所述第一横轴以及所述纵轴正交。
3.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,所述第二平面集合的所述矩形波导的所述第一面与所述第一平面集合的所述矩形波导的所述第一面平行。
4.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,波导的所述第二平面集合与波导的所述第一平面集合紧邻。
5.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,还包括: 波导的多个额外的平面集合,波导的所述第一、所述第二和所述多个额外的集合被沿着所述第一横轴(Z)堆叠地布置为各层。
6.根据权利要求5所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,对于包含所述相应第一、所述第二和所述额外的平面集合的所述矩形波导的所述第一、所述第二和所述额外的平面集合中的每个,所述矩形波导被沿着所述第二横轴(Y)互相连续地紧邻地堆叠。
7.根据权利要求6所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,在矩形波导的所述第一、所述第二和所述额外的平面集合的每个连续集合中的矩形波导被沿着所述第一横轴(Z)互相连续地紧邻地堆叠。
8.根据权利要求5所述的波导反射器阵列投射器设备,还包括: 多个第二横轴(Y)分布光耦合器的集合,所述集合中的每个所述第二横轴(Y)分布光耦合器被光耦合,以向所述多个矩形波导的所述第一、所述第二和所述额外的平面集合的相应集合提供相应光路。
9.根据权利要求8所述的波导反射器阵列投射器设备,还包括: 第一横轴(Z)分布耦合器,所述第一横轴(Z)分布耦合器具有第一端、沿着所述第一横轴(Z)分布耦合器的长度与所述第一端间隔开的第二端、以及多个至少部分地反射的元件,所述多个至少部分地反射的元件提供在所述横轴分布耦合器的所述第一端与所述多个第二横轴(Y)分布耦合器的所述集合的所述第二横轴(Y)分布耦合器的对应耦合器之间的光路。
10.根据权利要求9所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,所述第一横轴(Z)分布耦合器的所述至少部分地反射的元件包括多个光闸,并且还包括: 至少一个光源,所述至少一个光源可操作为发射红色、绿色和蓝色像素图案; 强度调制器,其可操作为调制红色、绿色和蓝色像素图案的强度,以产生被调制的红色、绿色和蓝色像素图案; 光束偏转器,所述光束偏转器在至少一个光源和列分布親合器的线性阵列之间被光親合,并且可操作为偏转所述被调制的红色、绿色和蓝色像素图案,并且其中,所述光闸被控制为与所述光束偏转器同步操作;以及 输入光纤,所述输入光纤被至少靠近于所述第一横轴(Z)分布耦合器的所述第一端而光耦合到所述第一横轴(Z)分布耦合器,以提供强度调制的光束偏转的像素图案,作为光的输入锥,所述光的输入锥表示要通过所述波导反射器阵列投射器设备来投射的图像的至少一部分。
11.根据权利要求8所述的光学设备,还包括: 多个输入光纤,所述多个输入光纤被光耦合到所述第二横轴(Y)分布耦合器的相应耦合器,以提供光的输入锥,所述光的输入锥表示要通过所述波导反射器阵列投射器设备来投射的图像的至少一部分。
12.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,对于每个所述矩形波导,所述多个弯曲微反射器以线性阵列来对齐。
13.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,所述弯曲微反射器被定向,以从球面波前中的所述相应矩形波导的所述面反射光的一部分。
14.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,所述弯曲微反射器被定向为,每个所述弯曲微反射器从所述相应矩形波导的所述面反射光线的锥形投影,以形成球面波前的相应部分。
15.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,每个所述弯曲微反射器被以围绕第二横轴(Y)的相应角度而定向,以从球面波前中的所述相应矩形波导的所述面反射光的一部分,所述第二横轴(X)与所述第一横轴(Z)以及所述纵轴(X)正交。
16.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,对于至少一些所述矩形波导中的每一个,每个所述相应弯曲微反射器围绕所述第二横轴(Y)的所述相应角度,大于在所述纵轴(X)被穿过时紧接在前的所述相应弯曲微反射器的所述相应角度。
17.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,每个所述弯曲微反射器以围绕纵轴(X)的相应角度而定向,以从球面波前的所述相应矩形波导的所述面反射光的一部分。
18.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,每个所述弯曲微反射器被以相应第一角度以及相应第二角度而定向,所述相应第一角度围绕第二横轴(Y),所述相应第二角度围绕垂直于所述相应第一角度所在的平面的轴,以从球面波前中的所述相应矩形波导的所述面反射光的一部分,所述第二横轴(Y)与所述第一横轴(Z)以及所述纵轴(X)正交。
19.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,每个所述弯曲微反射器被以围绕至少两个不同轴的相应角度而定向,以将无穷远聚焦的光重新聚焦到特定的径向距离。
20.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,每个所述弯曲微反射器被定向,以将通过所述相应矩形波导的端接收的光反射到所述相应矩形波导的所述第一面以外,其中,将所述光反射到所述相应矩形波导外部的所述第一面垂直于接收所述光的所述端。
21.根据权利要求20所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,所述弯曲微反射器沿着相应径向轴(R)从所述相应矩形波导向外反射所述光,所述径向轴被以相对于第一面的相应角度而定向,所述光从所述第一面向外反射。
22.根据权利要求21所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,所述相应径向轴(R)中的至少一些被以相对于所述第一面的相应第一非垂直角度和相应第二非垂直角度而定向,所述光从所述第一面向外反射,所述第一和所述第二非垂直角度是互相非平面的。
23.根据权利要求22所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,沿着所述第一横轴(Z)互相连续横向布置的所述矩形波导在至少一个方向上能至少部分地传输从所述弯曲微反射器互相反射的光。
24.根据权利要求23所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,沿着所述第一横轴(Z)互相连续横向布置的所述矩形波导仅在一个方向上能至少部分地传输从所述弯曲微反射器互相反射的光。
25.根据权利要求23所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,沿着所述第二横轴(Y)互相连续横向布置的所述矩形波导不能传输从所述弯曲微反射器互相反射的光。
26.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,对于至少一些所述矩形波导,所述多个弯曲微反射器每个具有相应第一曲率半径,至少一个所述弯曲微反射器的所述第一曲率半径与所述相应矩形波导的至少另一所述弯曲微反射器的所述第一曲率半径不同。
27.根据权利要求1所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,对于至少一些所述矩形波导,所述多个弯曲微反射器每个具有围绕第一轴的相应第一曲率半径以及围绕第二轴的相应第二曲率半径,所述第二轴与第一轴不共线。
28.根据权利要求27所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,对于至少一些所述矩形波导,弯曲微反射器中的至少一个的所述相应第一和所述相应第二曲率半径与所述相应矩形波导的所述弯曲微反射器中的至少第二个的所述相应第一和所述相应第二曲率半径不同。
29.根据权利要求27所述的波导反射器阵列投射器设备,其中,对于每个所述矩形波导,所述第一侧、所述第二侧、所述第一面或所述第二面中的至少一个基本上保持所述矩形波导中的角模式的第一集合,并且从所述矩形波导基本上传递角模式的第二集合,并且所述矩形波导的所述相应弯曲微反射器基本上反射角模式的第二集合且基本上传递角模式的所述第一集合,以横穿所述相应矩形波导的所述长度。
30.一种光学设备,包括: 在多个行和列中布置的多个波导的二维阵列,每个所述波导具有第一端、沿着所述波导的长度与所述第一端间隔开的第二端、至少第一对相对的侧,所述相对的侧至少部分地朝着所述波导内部反射,以沿着所述波导的所述长度来反射光,所述长度限定了所述相应波导的主轴,每个所述波导具有多个弯曲微反射器,所述弯曲微反射器被放置在沿着所述相应波导的所述长度的相应位置,并且所述弯曲微反射器至少部分地反射至少限定的波长,所述弯曲微反射器被以相对于所述相应波导的所述面的相应角度而定向,以和至少所述第一对相对的侧结合来提供在所述波导的所述面和所述第一端之间延伸的光路。 列分布耦合器的线性阵列,相应列分布耦合器用于所述多个矩形波导的所述二维阵列中的每一列,每个所述列分布親合器具有第一端、沿着所述列分布親合器的长度与所述第一端间隔开的第二端,每个所述列分布耦合器具有多个元件,所述多个元件提供列在所述耦合器的所述第一端和所述多个波导的所述二维阵列的所述相应列中的所述波导的相应波导之间的光路。
31.根据权利要求30所述的光学设备,其中,每个所述波导具有矩形截面。
32.根据权利要求30所述的光学设备
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