波导结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种波导结构。波导结构包括：波导基底；第一衍射光栅，第一衍射光栅设置在波导基底的一侧表面上，第一衍射光栅用于将外部图像源发射的光耦入波导基底内；第二衍射光栅，第二衍射光栅设置在波导基底上且与第一衍射光栅位于同一侧或不同侧，第二衍射光栅为一维衍射光栅或二维衍射光栅，第二衍射光栅沿第一方向或第二方向被分为多个间隔设置的衍射区，多个衍射区中相邻两个衍射区之间形成空白区，第一方向与第二方向垂直。本实用新型专利技术解决了现有技术中的波导结构存在显示效果差的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
波导结构


[0001]本技术涉及衍射光学成像设备
，具体而言，涉及一种波导结构。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展，虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和混合现实(MR)已经逐步进入大众的生活中，其中在增强现实AR方面，光波导技术是不可缺少的一门关键技术，也是目前主流的AR显示方案。但由于现有技术中的波导结构存在传输效率差别大的问题，也就是：光线经转折光栅扩瞳并向耦出衍射元件传输过程中，不同视场角的光的传输路径大不相同，有的传输距离较短，有的则需传输很长距离后才能转折进入耦出光栅并耦出，在这个过程中，传输短的光线和传输较长距离的光线，到达眼盒时的效率差距非常大，而且，就算是相同视场角的光，到达眼盒的不同位置，其效率也不相同。这也是导致波导结构显示效果差的主要原因。
[0003]也就是说，现有技术中的波导结构存在显示效果差的问题。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的在于提供一种波导结构，以解决现有技术中的波导结构存在显示效果差的问题。
[0005]为了实现上述目的，本技术提供了一种波导结构，包括：波导基底；第一衍射光栅，第一衍射光栅设置在波导基底的一侧表面上，第一衍射光栅用于将外部图像源发射的光耦入波导基底内；第二衍射光栅，第二衍射光栅设置在波导基底上且与第一衍射光栅位于同一侧或不同侧，第二衍射光栅为一维衍射光栅或二维衍射光栅，第二衍射光栅沿第一方向或第二方向被分为多个间隔设置的衍射区，多个衍射区中相邻两个衍射区之间形成空白区，第一方向与第二方向垂直。
[0006]进一步地，当第二衍射光栅为一维衍射光栅时，波导结构还包括第三衍射光栅，第二衍射光栅和第一衍射光栅间隔设置在波导基底的一侧表面上，第三衍射光栅设置在波导基底上且与第二衍射光栅位于同一侧或不同侧，第二衍射光栅用于接收第一衍射光栅的光并进行扩瞳传输，第三衍射光栅用于接收第二衍射光栅的光并进行耦出，第一衍射光栅和第二衍射光栅之间的连线与第二衍射光栅和第三衍射光栅之间的连线垂直。
[0007]进一步地，仅第二衍射光栅沿第一方向被分为多个间隔设置的第二衍射区，且各相邻两个第二衍射区之间均形成第二空白区，相邻两个第二空白区之间平行设置或呈角度设置。
[0008]进一步地，当相邻两个第二空白区之间呈角度设置时，多个第二衍射区之间的至少部分第二空白区朝远离或靠近第三衍射光栅的方向呈发散状设置。
[0009]进一步地，仅第二衍射光栅沿第二方向被分为多个间隔设置的第二衍射区，且各相邻两个第二衍射区之间形成第二空白区，相邻两个第二空白区之间平行设置或呈角度设置。
[0010]进一步地，第二衍射光栅沿远离第一衍射光栅的方向被分为多个间隔的第二衍射区，各相邻两个第二衍射区之间形成第二空白区，第三衍射光栅沿远离第二衍射光栅的方向被分为多个间隔的第三衍射区，各相邻两个第三衍射区之间形成第三空白区。
[0011]进一步地，相邻两个第二空白区之间平行设置；和/或相邻两个第三空白区之间平行设置。
[0012]进一步地，空白区的形状包括直边形、曲边形、直边形和曲边形的组合中的一种。
[0013]进一步地，第二空白区的形状呈V字型，且V字型的角部朝向远离第一衍射光栅的方向；和/或第三空白区的形状呈V字型，且V字型的角部朝向远离第二衍射光栅的方向。
[0014]进一步地，空白区的宽度大于等于1um且小于等于3mm。
[0015]进一步地，衍射区为表面浮雕光栅，一维衍射光栅包括斜齿光栅、闪耀光栅、矩形光栅、台阶光栅中的一种；和/或二维衍射光栅的形状包括圆柱、多棱柱、圆台中的一种。
[0016]应用本技术的技术方案，波导结构包括波导基底、第一衍射光栅和第二衍射光栅，第一衍射光栅设置在波导基底的一侧表面上，第一衍射光栅用于将外部图像源发射的光耦入波导基底内；第二衍射光栅设置在波导基底上且与第一衍射光栅位于同一侧或不同侧，第二衍射光栅为一维衍射光栅或二维衍射光栅，第二衍射光栅沿第一方向或第二方向被分为多个间隔设置的衍射区，多个衍射区中相邻两个衍射区之间形成空白区，第一方向与第二方向垂直。
[0017]波导基底为第一衍射光栅和第二衍射光栅提供了设置位置，保证了第一衍射光栅和第二衍射光栅的使用可靠性，同时有利于保证光在波导基底中全反射传输的稳定性，进一步有利于保证第一衍射光栅能够将外部图像源发射的光稳定耦入至波导基底中，第二衍射光栅可以接收来自第一衍射光栅的光，并将光进行扩瞳传输，当第二衍射光栅为二维衍射光栅时，第二衍射光栅可将第一衍射光栅传输过来的光扩瞳并耦出波导基底，进而传输至人眼进行显示，以保证显示的稳定性。第二衍射光栅沿第一方向或第二方向被分为多个间隔设置的衍射区，多个衍射区中相邻两个衍射区之间形成空白区，第一方向与第二方向垂直，由于图像源发射的光斑具有一定尺寸，通过在任意相邻两个衍射区之间设置空白区，使得空白区能够使得光斑在传输过程中能量不同，但经过衍射区对光斑的均匀调整后，肉眼很难看出差别。而光通过衍射光栅进行衍射传输时，其大部分能量其实是被浪费掉且无法进入眼盒进行成像显示的，通过在传输路径上留有空白区的方式，使得空白区域在传输光的过程中是全反射传输，以实现光的无损失传输，使得不同视场角的光在波导基底中传输时，传输距离较远的光线，经过较少的衍射区，从而损耗能量减小，使得其能量可以较多的保留，从而增加耦出至人眼进行成像的光的强度，提升显示效果。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1示出了现有技术中的波导结构的示意图；
[0020]图2示出了本申请的实施例一的波导结构的示意图；
[0021]图3示出了本申请的实施例二的波导结构的一种示意图；
[0022]图4示出了本申请的实施例二的波导结构的另一种示意图；
[0023]图5示出了本申请的实施例二的波导结构的另一种示意图；
[0024]图6示出了本申请的实施例三的波导结构的示意图；
[0025]图7示出了本申请的实施例四的波导结构的示意图；
[0026]图8示出了本申请的实施例五的波导结构的示意图。
[0027]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0028]10、第一衍射光栅；21、第二衍射区；22、第二空白区；30、第三衍射光栅；31、第三衍射区；32、第三空白区；40、耦入光栅；50、转折光栅；60、耦出光栅。
具体实施方式
[0029]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0030]需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0031]在本技术中，在未作相反说明的情本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波导结构，其特征在于，包括：波导基底；第一衍射光栅（10），所述第一衍射光栅（10）设置在所述波导基底的一侧表面上，所述第一衍射光栅（10）用于将外部图像源发射的光耦入所述波导基底内；第二衍射光栅，所述第二衍射光栅设置在所述波导基底上且与所述第一衍射光栅（10）位于同一侧或不同侧，所述第二衍射光栅为一维衍射光栅或二维衍射光栅，所述第二衍射光栅沿第一方向或第二方向被分为多个间隔设置的衍射区，多个所述衍射区中相邻两个所述衍射区之间形成空白区，所述第一方向与所述第二方向垂直。2.根据权利要求1所述的波导结构，其特征在于，当所述第二衍射光栅为一维衍射光栅时，所述波导结构还包括第三衍射光栅（30），所述第二衍射光栅和所述第一衍射光栅（10）间隔设置在所述波导基底的一侧表面上，所述第三衍射光栅（30）设置在所述波导基底上且与所述第二衍射光栅位于同一侧或不同侧，所述第二衍射光栅用于接收所述第一衍射光栅（10）的光并进行扩瞳传输，所述第三衍射光栅（30）用于接收所述第二衍射光栅的光并进行耦出，所述第一衍射光栅（10）和所述第二衍射光栅之间的连线与所述第二衍射光栅和所述第三衍射光栅（30）之间的连线垂直。3.根据权利要求2所述的波导结构，其特征在于，仅所述第二衍射光栅沿第一方向被分为多个间隔设置的第二衍射区（21），且各相邻两个所述第二衍射区（21）之间均形成第二空白区（22），相邻两个所述第二空白区（22）之间平行设置或呈角度设置。4.根据权利要求3所述的波导结构，其特征在于，当相邻两个所述第二空白区（22）之间呈角度设置时，多个所述第二衍射区（21）之间的至少部分所述第二空白区（22）朝远离或靠近所述第三衍射...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹正坤，高一峰，杨神武，熊羚鹤，张晴雯，汪杰，陈远，
申请(专利权)人：舜宇奥来半导体光电上海有限公司，
类型：新型
国别省市：