一种增强现实衍射光波导和增强现实显示装置制造方法及图纸

本申请提供一种增强现实衍射光波导和增强现实显示装置，涉及增强现实技术领域，在波导基底上设置有用于将光束耦合进入波导基底内的耦入光栅区域和功能光栅区域，功能光栅区域包括用于形成第一视场的第一光栅区域和用于形成第二视场的第二光栅区域，第一光栅区域和第二光栅区域具有重叠区域和非重叠区域，如此，可以通过第一视场和第二视场拼接的方式有效的扩展增强现实衍射光波导可支持的视场角，同时，由于第一光栅区域和第二光栅区域分别为两个视场的拼接，因此，重叠区域能够同时充当第一视场和第二视场的中继和耦出光栅，如此，能够使增强现实衍射光波导各个光栅区域更加紧凑，有效降低支持大视场角时基底的折射率。有效降低支持大视场角时基底的折射率。有效降低支持大视场角时基底的折射率。

【技术实现步骤摘要】
一种增强现实衍射光波导和增强现实显示装置


[0001]本申请涉及增强现实
，具体而言，涉及一种增强现实衍射光波导和增强现实显示装置。

技术介绍

[0002]增强现实显示技术是一种将虚拟信息叠加到真实世界供人眼观察，并具有交互性的新型显示技术。虚拟信息的传递由投影光机完成，目前主流的投影方案包括激光束扫描(LBS，Laser Beam Scanning)、自由曲面投影、Bird Bath、几何阵列波导以及衍射光波导等方案。由于增强现实显示是一种头部佩戴式的显示，对投影光机的质量和尺寸比较敏感。因此，具有轻薄显示形态的波导方案尤其是衍射波导方案深受各大科技巨头青睐，被认为是实现增强现实显示的主流方案。
[0003]现有的衍射光波导的视场角比较小，通常只有50度左右，无法满足用户对于沉浸感的需求，因此非常需要大视场角的衍射光波导的设计方案提升衍射光波导的视场角。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种增强现实衍射光波导和增强现实显示装置，以提升衍射光波导的视场角。
[0005]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0006]本申请实施例的一方面，提供一种增强现实衍射光波导，包括波导基底，在波导基底上设置有用于将光束耦合进入波导基底内的耦入光栅区域和功能光栅区域，功能光栅区域包括用于形成第一视场的第一光栅区域和用于形成第二视场的第二光栅区域，第一光栅区域和第二光栅区域具有重叠区域和非重叠区域，第一光栅区域的非重叠区域包括第一中继区域和第一耦出区域，第二光栅区域的非重叠区域包括第二中继区域和第二耦出区域，第一中继区域和第二中继区域用于对经耦入光栅区域传导的光束进行转折，重叠区域用于对经第一中继区域和第二中继区域传导的光束进行转折和出射，第一耦出区域和第二耦出区域用于对经重叠区域传导的光束进行出射。
[0007]可选的，第一中继区域、第二中继区域、第一耦出区域、第二耦出区域和重叠区域的光栅周期均相同。
[0008]可选的，第一中继区域和第二中继区域的光栅矢量关于耦入光栅区域的光栅矢量镜面对称，第一耦出区域和第二耦出区域的光栅矢量关于耦入光栅区域的光栅矢量对称，第一中继区域与第一耦出区域的光栅矢量关于耦入光栅区域的光栅矢量镜面对称；第一中继区域和第二中继区域的时钟角之和为180度的整数倍，第一耦出区域和第二耦出区域的时钟角之和为180度的整数倍，第一中继区域和第一耦出区域的时钟角之和为180度的整数倍。
[0009]可选的，耦入光栅区域与功能光栅区域的间距为2
‑
25mm。
[0010]可选的，功能光栅区域为一维光栅区域。
[0011]可选的，耦入光栅区域和功能光栅区域形成光栅区域，光栅区域沿耦入光栅区域和功能光栅区域的排列方向的尺寸小于70mm，光栅区域垂直排列方向的尺寸小于40mm。
[0012]可选的，第一耦出区域和第二耦出区域的形状、大小均相等。
[0013]可选的，耦入光栅区域和功能光栅区域的光栅结构为全息体光栅结构。
[0014]可选的，耦入光栅区域和功能光栅区域的光栅结构为表面浮雕光栅结构。
[0015]本申请实施例的另一方面，提供一种增强现实显示装置，包括微显示器以及上述任一种的增强现实衍射光波导，微显示器与增强现实衍射光波导的耦入光栅区域的位置对应。
[0016]本申请的有益效果包括：
[0017]本申请提供了一种增强现实衍射光波导和增强现实显示装置，包括波导基底，在波导基底上设置有用于将光束耦合进入波导基底内的耦入光栅区域和功能光栅区域，功能光栅区域包括用于形成第一视场的第一光栅区域和用于形成第二视场的第二光栅区域，第一光栅区域和第二光栅区域具有重叠区域和非重叠区域，第一光栅区域的非重叠区域包括第一中继区域和第一耦出区域，第二光栅区域的非重叠区域包括第二中继区域和第二耦出区域，第一中继区域和第二中继区域用于对经耦入光栅区域传导的光束进行转折，重叠区域用于对经第一中继区域和第二中继区域传导的光束进行转折和出射，第一耦出区域和第二耦出区域用于对经重叠区域传导的光束进行出射。如此，可以通过第一视场和第二视场拼接的方式有效的扩展增强现实衍射光波导可支持的视场角，同时，由于第一光栅区域和第二光栅区域分别为两个视场的拼接，且第一光栅区域和第二光栅区域具有重叠区域，因此，重叠区域既能够充当第一视场(例如左侧视场)的中继和耦出光栅，同时也能够充当第二视场(例如右侧视场)的中继和耦出光栅，如此，能够有效降低大视场角二维光瞳扩展需要的光栅区域的面积，使增强现实衍射光波导各个光栅区域更加紧凑，并且能够有效降低支持大视场角时基底的折射率。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1为本申请实施例提供的一种增强现实衍射光波导的结构示意图之一；
[0020]图2为本申请实施例提供的一种增强现实衍射光波导的结构示意图之二；
[0021]图3为光栅矢量和光栅刻线方向的示意图；
[0022]图4为本申请实施例提供的一种增强现实衍射光波导的光路示意图；
[0023]图5为本申请实施例提供的一种增强现实衍射光波导的整体视场示意图。
[0024]图标：10
‑
波导基底；100
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耦入光栅区域；110
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第一耦入区域；120
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第二耦入区域；200
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功能光栅区域；211
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第一中继区域；212
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第二中继区域；220
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重叠区域；231
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第一耦出区域；232
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第二耦出区域；310
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光栅刻线。
具体实施方式
[0025]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0026]应当理解，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区域分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，并且类似地，第二元件可称为第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个的任何和所有组合。
[0027]应当理解，当一个元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件上”或“延伸到另一个元件上”时，其可以直接在另一个元件上或直接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强现实衍射光波导，其特征在于，包括波导基底(10)，在所述波导基底(10)上设置有用于将光束耦合进入所述波导基底(10)内的耦入光栅区域(100)和功能光栅区域(200)，所述功能光栅区域(200)包括用于形成第一视场的第一光栅区域和用于形成第二视场的第二光栅区域，所述第一光栅区域和所述第二光栅区域具有重叠区域(220)和非重叠区域(220)，所述第一光栅区域的非重叠区域(220)包括第一中继区域(211)和第一耦出区域(231)，所述第二光栅区域的非重叠区域(220)包括第二中继区域(212)和第二耦出区域(232)，所述第一中继区域(211)和所述第二中继区域(212)用于对经所述耦入光栅区域(100)传导的光束进行转折，所述重叠区域(220)用于对经所述第一中继区域(211)和所述第二中继区域(212)传导的光束进行转折和出射，所述第一耦出区域(231)和所述第二耦出区域(232)用于对经所述重叠区域(220)传导的光束进行出射。2.如权利要求1所述的增强现实衍射光波导，其特征在于，所述第一中继区域(211)、所述第二中继区域(212)、所述第一耦出区域(231)、所述第二耦出区域(232)和所述重叠区域(220)的光栅周期均相同。3.如权利要求1所述的增强现实衍射光波导，其特征在于，所述第一中继区域(211)和所述第二中继区域(212)的光栅矢量关于所述耦入光栅区域(100)的光栅矢量镜面对称，所述第一耦出区域(231)和所述第二耦出区域(232)的光栅矢量关于所述耦入光栅区域(100)的光栅矢量对称，所述第一中继区域(211)与所述第一耦出区域(231)的光栅矢量关于所述耦入光...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明欢，冯东洋，刘风雷，
申请(专利权)人：浙江水晶光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：