衍射波导和彩色衍射装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种衍射波导和彩色衍射装置。衍射波导包括基底片、衍射耦入区域和衍射耦出区域，基底片为两片；衍射耦入区域包括多个耦入光栅，各耦入光栅均呈圆形，两个基底片上均设置有衍射耦入区域，同一个基底片上的衍射耦入区域中的多个耦入光栅间隔设置，不同基底片上的至少两个耦入光栅在其中一个基底片上的投影错开设置，且不同基底片上的至少另外两个耦入光栅在其中一个基底片上的投影重合设置。本实用新型专利技术解决了现有技术中的衍射波导存在难以实现轻量化、透过率低、彩色显示效果难提升的问题。效果难提升的问题。效果难提升的问题。

【技术实现步骤摘要】
衍射波导和彩色衍射装置


[0001]本技术涉及衍射光学设备
，具体而言，涉及一种衍射波导和彩色衍射装置。

技术介绍

[0002]随着衍射光学领域的不断发展，虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和混合现实(MR)已经逐渐进入人们的生活中。其中，在AR增强现实方面，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。
[0003]随着微显示技术的发展，Micro
‑
LED以其高亮度，和小尺寸的有点，在AR显示领域具有非常大的优势，较目前市面上LCos和DLP光机不同，Micro
‑
LED光机可以对三色分别调节，甚至可以三个光机口分别输出三色图像光。这对AR波导的设计又提升了设计自由度。在彩色光波导结构的设计中，经常采用3个光机对应3个以上耦入光栅的3片式或3个以上片式的衍射波导，虽然采用3个Micro
‑
LED光源，其工作状态可以单独调节，但是该衍射波导采用的片数过多，或导致最终AR眼镜产品整体较为笨重，难以实现轻量化，同时影响用户体验感。由于基底片表面有光栅结构而导致透过率下降，因此三片式结构的波导透过率普遍偏低，而且远离人眼的基底片由于光线经穿过其他两片基底片才能进入人眼，因此相比于靠近人眼的两片基底片来讲，效率较低，且难提升，彩色显示效果会大打折扣。
[0004]也就是说，现有技术中的衍射波导存在难以实现轻量化、透过率低、彩色显示效果难提升的问题。

技术实现思路

[0005]本技术的主要目的在于提供一种衍射波导和彩色衍射装置，以解决现有技术中的衍射波导存在难以实现轻量化、透过率低、彩色显示效果难提升的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种衍射波导，包括基底片、衍射耦入区域和衍射耦出区域，基底片为两片；衍射耦入区域包括多个耦入光栅，各耦入光栅均呈圆形，两个基底片上均设置有衍射耦入区域，同一个基底片上的衍射耦入区域中的多个耦入光栅间隔设置，不同基底片上的至少两个耦入光栅在其中一个基底片上的投影错开设置，且不同基底片上的至少另外两个耦入光栅在其中一个基底片上的投影重合设置。
[0007]进一步地，两个基底片上均设置有衍射耦出区域，同一个基底片上的衍射耦入区域和衍射耦出区域分别位于基底片的不同侧的表面，且同一个基底片上的衍射耦入区域和衍射耦出区域在基底片上的投影间隔设置。
[0008]进一步地，衍射耦入区域位于其所在的基底片朝向人眼的一侧表面上，衍射耦出区域位于其所在的基底片远离人眼的一侧表面上。
[0009]进一步地，两片基底片分别为第一基底片和第二基底片，第一基底片相对于第二基底片靠近人眼设置，第一基底片上的耦入光栅的周期小于第二基底片上的耦入光栅的周
期，同一个基底片上的多个耦入光栅的周期均相同。
[0010]进一步地，第一基底片上的耦入光栅的个数为两个，第二基底片上的耦入光栅的个数为两个，第一基底片上的一个耦入光栅与第二基底片上的一个耦入光栅在其中一个基底片上的投影错开设置；第一基底片上的另一个耦入光栅与第二基底片上的另一个耦入光栅在其中一个基底片上的投影重合设置，投影重合的耦入光栅用于耦入绿光。
[0011]进一步地，第一基底片和第二基底片上的衍射耦入区域均呈矩形，第一基底片上的两个耦入光栅分别为第一耦入光栅和第二耦入光栅，第二基底片上的两个耦入光栅分别为第三耦入光栅和第四耦入光栅，第一耦入光栅和第三耦入光栅在第一基底片上的投影错开，第二耦入光栅和第四耦入光栅在第一基底片上的投影重合。
[0012]进一步地，第一耦入光栅和第二耦入光栅间隔设置在其所在的矩形的衍射耦入区域的一条对角线上，第三耦入光栅和第四耦入光栅沿其所在的矩形的衍射耦入区域的一条边的延伸方向间隔设置。
[0013]进一步地，第一耦入光栅用于将红光耦入第一基底片中，第二耦入光栅用于将绿光耦入第一基底片中，第三耦入光栅用于将蓝光耦入第二基底片中，第四耦入光栅用于将绿光耦入第二基底片中。
[0014]进一步地，第一耦入光栅和第二耦入光栅沿其所在的矩形的衍射耦入区域的一条边的延伸方向间隔设置，第三耦入光栅和第四耦入光栅间隔设置在其所在的矩形的衍射耦入区域的一条对角线上。
[0015]根据本技术的另一方面，提供了一种彩色衍射装置，包括：光机，光机为三个，三个光机分别用于发射红光、蓝光和绿光；上述的衍射波导，衍射波导的耦入光栅在其中一个基底片上的投影呈三个，三个投影与三个光机一一对应设置。
[0016]应用本技术的技术方案，衍射波导包括基底片、衍射耦入区域和衍射耦出区域，基底片为两片；衍射耦入区域包括多个耦入光栅，各耦入光栅均呈圆形，两个基底片上均设置有衍射耦入区域，同一个基底片上的衍射耦入区域中的多个耦入光栅间隔设置，不同基底片上的至少两个耦入光栅在其中一个基底片上的投影错开设置，且不同基底片上的至少另外两个耦入光栅在其中一个基底片上的投影重合设置。
[0017]基底片为两片，使得本申请的衍射波导仅采用两片基底片进行叠合就实现了彩色显示，减少了基底片的使用片数，减轻了衍射波导的整体重量，实现了轻量化和轻薄化，提升了用户体验；同时节约了成本。同时，采用两片基底片的衍射波导与传统三片式相比透过率明显提升，同时避免光线在被分散到三片基底片中，本申请使得彩色光线仅在两片基底片中进行衍射传输，大大提升了衍射效率，进而提升了彩色显示效果。衍射耦入区域包括多个耦入光栅，各耦入光栅均呈圆形，通过合理规划耦入光栅的形状，有利于不同基底片上的耦入光栅的传输光的合理规划，不同基底片上的至少两个耦入光栅在其中一个基底片上的投影错开设置，使得投影错开的两个耦入光栅分别用于将不同颜色的光的耦入对应的基底片，这样可有效避免两个基底片之间的光线串扰所引起的显示不均匀现象，减少色彩之间的串扰，提升了显示均匀性。不同基底片上的至少另外两个耦入光栅在其中一个基底片上的投影重合设置，使得投影重合的另外两个耦入光栅能够实现同一个颜色在其所在的基底片上的传输，合理规划彩色光线的传输方式；同时这样设置缩小了衍射耦入区域在其所在的基底片上的占用面积，进一步缩小了基底片的尺寸，有利于实现小型化。
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示出了本技术的实施例一的衍射波导的结构示意图；
[0020]图2示出了本技术的实施例二的衍射波导的结构示意图。
[0021]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0022]10、第一基底片；20、第二基底片；30、人眼；40、衍射耦入区域；50、第一耦入光栅；60、第二耦入光栅；70、第三耦入光栅；80、第四耦入光栅；90、衍射耦出区域。
具体实施方式
[0023]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种衍射波导，包括基底片、衍射耦入区域(40)和衍射耦出区域(90)，其特征在于，所述基底片为两片；所述衍射耦入区域(40)包括多个耦入光栅，各所述耦入光栅均呈圆形，两个所述基底片上均设置有所述衍射耦入区域(40)，同一个所述基底片上的所述衍射耦入区域(40)中的多个耦入光栅间隔设置，不同所述基底片上的至少两个耦入光栅在其中一个所述基底片上的投影错开设置，且不同所述基底片上的至少另外两个耦入光栅在其中一个所述基底片上的投影重合设置。2.根据权利要求1所述的衍射波导，其特征在于，两个所述基底片上均设置有所述衍射耦出区域(90)，同一个所述基底片上的所述衍射耦入区域(40)和所述衍射耦出区域(90)分别位于所述基底片的不同侧的表面，且同一个所述基底片上的所述衍射耦入区域(40)和所述衍射耦出区域(90)在所述基底片上的投影间隔设置。3.根据权利要求2所述的衍射波导，其特征在于，所述衍射耦入区域(40)位于其所在的所述基底片朝向人眼(30)的一侧表面上，所述衍射耦出区域(90)位于其所在的所述基底片远离人眼(30)的一侧表面上。4.根据权利要求1所述的衍射波导，其特征在于，两片所述基底片分别为第一基底片(10)和第二基底片(20)，所述第一基底片(10)相对于所述第二基底片(20)靠近人眼(30)设置，所述第一基底片(10)上的所述耦入光栅的周期小于所述第二基底片(20)上的所述耦入光栅的周期，同一个所述基底片上的多个所述耦入光栅的周期均相同。5.根据权利要求4所述的衍射波导，其特征在于，所述第一基底片(10)上的所述耦入光栅的个数为两个，所述第二基底片(20)上的所述耦入光栅的个数为两个，所述第一基底片(10)上的一个所述耦入光栅与所述第二基底片(20)上的一个所述耦入光栅在其中一个所述基底片上的投影错开设置；所述第一基底片(10)上的另一个所述耦入光栅与所述第二基底片(20)上的另一个所述耦入光栅在其中一个所述基底片上的投影重...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹正坤，高一峰，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：