衍射光波导及显示设备制造技术

本申请提供一种用于光学扩瞳的衍射光波导及显示设备。衍射光波导包括波导基板、耦入光栅和耦出光栅。耦出光栅包括沿第一方向依次排布的第一耦出光栅、第二耦出光栅和第三耦出光栅。第二耦出光栅位于第一耦出光栅和第三耦出光栅之间。第二耦出光栅包括二维光栅。第二耦出光栅所对应的区域包括在第二方向上间隔设置的第一边和第二边。第二方向正交于第一方向，第一边比第二边距耦入光栅更近。第一边沿第一方向的第一宽度大于第二边沿第一方向的第二宽度，由耦入光栅发射出的光线经波导基板入射到第二耦出光栅，并经第二耦出光栅衍射分出多个分光，多个分光包括在第二耦出光栅区域内传播的第一分光和朝向第一耦出光栅或第三耦出光栅传播的第二分光。耦出光栅传播的第二分光。耦出光栅传播的第二分光。

【技术实现步骤摘要】
衍射光波导及显示设备


[0001]本申请总地涉及衍射光学
，更具体地涉及一种衍射光波导及显示设备。

技术介绍

[0002]随着半导体工艺的高度发展，人与计算机之间的交互方式正在飞速发展，其中增强现实(Augmented Reality，AR)显示可以提供给人类以更多维度的信息，得到人们的广泛关注。AR眼镜是增强现实显示领域的重要媒介之一。衍射光波导具有可量产性强、轻薄等优势，在AR显示领域逐渐得到认可，有望成为未来AR领域主流技术发展方向，而耦出光栅则是衍射光波导的必要组成部分之一。
[0003]然而，目前的耦出光栅存在以下问题：若意图获得较好的二维扩瞳效果的前提下，则难以达成耦出效率和不同区域之间的均匀性的平衡，即出光的不同区域之间的均匀性较好时则光栅的耦出效率较低，反之光栅的耦出效率较高时出光的不同区域之间的均匀性较差。由此，导致人眼在衍射光波导的视窗中活动时观察到的图像整体亮度较低和/或出现较明显的明暗变化，导致显示效果不佳，显著影响用户的使用体验。
[0004]因此，有必要对衍射光波导进行改进，以解决至少一个技术问本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光学扩瞳的衍射光波导，其特征在于，包括：波导基板；耦入光栅，设置在所述波导基板之上或之中，配置为将输入光耦合到所述波导基板中以使之通过全反射在所述波导基板内传播；耦出光栅，设置在所述波导基板之上或之中，用于使传播到其中的光的至少一部分通过衍射耦合出所述波导基板，其中，所述耦出光栅包括沿第一方向依次排布的第一耦出光栅、第二耦出光栅和第三耦出光栅，所述第二耦出光栅位于所述第一耦出光栅和所述第三耦出光栅之间，所述第二耦出光栅包括二维光栅，所述第二耦出光栅所对应的区域包括在第二方向上间隔设置的第一边和第二边，所述第二方向正交于所述第一方向，所述第一边相比所述第二边距离所述耦入光栅更近，其中，所述第一边沿所述第一方向的第一宽度大于所述第二边沿所述第一方向的第二宽度，由所述耦入光栅发射出来的光线经所述波导基板入射到所述第二耦出光栅，并经所述第二耦出光栅衍射分出多个分光，所述多个分光包括在所述第二耦出光栅区域内传播的第一分光和朝向所述第一耦出光栅或所述第三耦出光栅传播的第二分光。2.如权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述耦入光栅具有与所述第二方向平行的中心轴线，所述第二耦出光栅沿与所述第一边和所述第二边位于所述中心轴线的同一侧的端点之间的连线与所述第二边之间具有第一夹角，所述第一分光的传播方向和所述第二边之间具有第二夹角，其中，所述第一夹角大于或等于所述第二夹角。3.如权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述多个分光还包括第三分光，所述第三分光的传播方向和所述耦入光栅发射出来的光线的传播方向相同，所述第三分光能够传播至所述第一耦出光栅或所述第三耦出光栅。4.如权利要求3所述的衍射光波导，其特征在于，所述第三分光经所述第一耦出光栅衍射分出第一光线分量和第二光线分量，其中所述第一光线分量在所述第一耦出光栅传播并至少部分耦出所述波导基板，所述第二光线分量朝向所述第二耦出光栅传播，用于补光；或者所述第三分光经所述第三耦出光栅衍射分出第一光线分量和第二光线分量，其中所述第一光线分量在所述第三耦出光栅传播并至少部分耦出所述波导基板，所述第二光线分量朝向所述第二耦出光栅传播，用于补光。5.如权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述第一边的第一宽度配置为使得所述耦入光栅出射的光线所形成视场中的边缘视场角光线经所述波导基板全反射后能够入射到所述第二耦出光栅。6.如权利要求5所述的衍射光波导，其特征在于，所述边缘视场角光线与所述耦入光栅的中心轴线之间的夹角为第一视场角，所述耦入光栅的中心轴线与所述第二方向平行，所述第一边的第一宽度是基于所述耦入光栅在所述第一方向上的宽度、所述第一边与所述耦入光栅的中心之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋昱铭，田克汉，
申请(专利权)人：北京驭光科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：