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1. WO2008148927 - A DIFFRACTIVE BEAM EXPANDER AND A VIRTUAL DISPLAY BASED ON A DIFFRACTIVE BEAM EXPANDER

Publication Number WO/2008/148927
Publication Date 11.12.2008
International Application No. PCT/FI2007/050322
International Filing Date 04.06.2007
IPC
G02B 27/01 2006.1
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/-G02B26/119
01Head-up displays
G02B 27/44 2006.1
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/-G02B26/119
42Diffraction optics
44Grating systems; Zone plate systems
G02B 5/18 2006.1
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
5Optical elements other than lenses
18Diffracting gratings
CPC
G02B 2027/0125
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
01Head-up displays
0101characterised by optical features
0123comprising devices increasing the field of view
0125Field-of-view increase by wavefront division
G02B 2027/0178
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
01Head-up displays
017Head mounted
0178Eyeglass type, eyeglass details G02C
G02B 27/0081
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
0081with means for altering, e.g. enlarging, the entrance or exit pupil
G02B 27/0172
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
01Head-up displays
017Head mounted
0172characterised by optical features
G02B 27/4272
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
27Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
42Diffraction optics ; , i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
4272having plural diffractive elements positioned sequentially along the optical path
G02B 5/18
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
5Optical elements other than lenses
18Diffraction gratings
Applicants
  • NOKIA CORPORATION [FI]/[FI] (AllExceptUS)
  • LEVOLA, Tapani [FI]/[FI] (UsOnly)
Inventors
  • LEVOLA, Tapani
Agents
  • ESPATENT OY
Priority Data
Publication Language English (en)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) A DIFFRACTIVE BEAM EXPANDER AND A VIRTUAL DISPLAY BASED ON A DIFFRACTIVE BEAM EXPANDER
(FR) EXPANSEUR DE FAISCEAU DIFFRACTIF ET AFFICHEUR VIRTUEL BASÉ SUR UN EXPANSEUR DE FAISCEAU DIFFRACTIF
Abstract
(EN) A diffractive beam expander (50) comprises a substantially planar waveguiding substrate, an input grating (10) to provide an in-coupled beam (B1 ) propagating within said substrate, and an output grating (30) to provide an out-coupled beam. The expander (50) comprises also four or more further grating portions to expand the height of the in-coupled beam (B1 ). A part of the in-coupled light is diffracted by a first deflecting grating portion (21 a) to provide a first deflected beam. A part of the in-coupled light is diffracted by a second deflecting grating portion (22a) to provide a second deflected beam. The first deflected beam propagates downwards and the second deflected beam propagates upwards with respect to the in-coupled beam (B1 ). The first deflected beam impinges on a first direction-restoring grating portion (21 b) and the second deflected beam impinges on a second direction-restoring grating portion (22b). The first restoring grating portion (21 b) provides a first restored beam (V1 ) and the second restoring grating portion (22b) provides a second restored beam (V2), which both have the same direction as the in-coupled beam (B1 ). Out-coupling provides an output beam which is parallel to the input beam, and has a greater vertical dimension than said input beam.
(FR) Un expanseur de faisceau diffractif (50) comprend un substrat de guidage d'ondes sensiblement plat, un réseau d'entrée (10) destiné à fournir un faisceau d'entrée couplé à l'intérieur (B1) se propageant dans ledit substrat, et un réseau de sortie (30) destiné à fournir un faisceau de sortie couplé à l'extérieur. L'expanseur (50) comprend également au moins quatre autres parties de réseau destinées à étendre la hauteur du faisceau d'entrée couplé à l'intérieur (B1). Une partie de la lumière d'entrée couplée à l'intérieur est diffractée par une première partie de réseau de déviation (21a) afin de fournir un premier faisceau dévié. Une partie de la lumière d'entrée couplée à l'intérieur est diffractée par une seconde partie de réseau de déviation (22a) afin de fournir un second faisceau dévié. Le premier faisceau dévié se propage vers le bas et le second faisceau dévié se propage vers le haut par rapport au faisceau d'entrée couplé (B1). Le premier faisceau dévié heurte une première partie de réseau de rétablissement de direction (21b) et le second faisceau dévié heurte une seconde partie de réseau de rétablissement de direction (22b). La première partie de réseau de rétablissement (21b) fournit un premier faisceau rétabli (V1) et la seconde partie de réseau de rétablissement (22b) fournit un second faisceau rétabli (V2), qui possèdent tous les deux la même direction que le faisceau d'entrée couplé à l'intérieur (B1). Le couplage de sortie fournit un faisceau de sortie qui est parallèle au faisceau d'entrée, et possède une dimension verticale supérieure audit faisceau d'entrée.
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