基于波导的显示器中的眼睛辉光抑制制造技术

本文公开了用于波导系统中的眼睛辉光抑制的方法和设备。方法和装置的一些实施例包括图像调制光的源；具有面向眼睛的表面和面向外部世界的外部表面的波导；输入耦合器，用于将光耦合到波导中的全反射内部路径；至少一个光栅，用于提供波束扩展并将来自波导的光朝着眼箱提取；聚合物光栅结构，包括调制深度和光栅节距。调制深度大于跨聚合物光栅结构的至少一部分的光栅节距。有利地，聚合物光栅结构被配置为衍射从外部世界进入波导的光或在波导内生成的杂散光远离通过外部表面折射到外部世界的光路。界的光路。界的光路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于波导的显示器中的眼睛辉光抑制
[0001]交叉引用的申请
[0002]本申请要求于2020年12月21日提交的美国临时申请63/128,645和2020年12月22日提交的美国临时申请63/129,270的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术一般而言涉及抑制波导系统中的眼睛辉光(eye glow)。

技术介绍

[0004]波导可以被称为具有约束和引导波能力的结构(即，限制波可以在其中传播的空间区域)。一个子类包括光波导，光波导是可以引导电磁波的结构，通常是可见光谱中的电磁波。可以设计波导结构以使用多种不同的机构来控制波的传播路径。例如，平面波导可以被设计为利用衍射光栅将入射光衍射并耦合到波导结构中，使得耦合进来的光可以经由全内反射(TIR)在平面结构内继续行进。
[0005]波导的制造可以包括使用允许在波导内记录全息光学元件的材料系统。一类这样的材料包括聚合物分散液晶(PDLC)混合物，其是包含可光聚合单体和液晶的混合物。此类混合物的另一个子类包括全息聚合物分散液晶(HPDLC)混合物。全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种波导显示器，包括：图像调制光的源；波导，具有面向眼睛的表面和面向外部世界的外部表面；输入耦合器，用于将光耦合到波导中的全反射内部路径；至少一个光栅，用于提供波束扩展并将来自波导的光朝着眼箱提取；聚合物光栅结构，包括调制深度和光栅节距，其中跨聚合物光栅结构的至少一部分，调制深度大于光栅节距，其中聚合物光栅结构被配置为衍射从外部世界进入波导的光或在波导内生成的杂散光远离通过外部表面折射到外部世界的光路，其中聚合物光栅结构基本上不干扰图像调制光在波导内的传播以及图像调制光朝着眼箱的提取，其中在波导内生成的杂散光包括选自由以下组成的组中的至少一种：从光栅材料散射的光；零级衍射图像调制光；以及沿着不从波导朝着眼箱提取的光路传播的图像调制光。2.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构还包括相邻聚合物区域之间的回填材料，其中回填材料具有高于或低于聚合物区域的折射率的折射率。3.如权利要求2所述的波导显示器，其中回填材料占据在聚合物光栅结构的相邻部分之间的空间的底部处的空间，并且空气占据从回填材料的顶表面上方到调制深度的空间。4.如权利要求2所述的波导显示器，其中回填材料包括各向同性材料。5.如权利要求4所述的波导显示器，其中各向同性的回填材料包括双折射材料。6.如权利要求5所述的波导显示器，其中双折射材料包括液晶材料。7.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构的调制深度大于可见光的波长。8.如权利要求1所述的波导显示器，其中光栅节距是聚合物光栅结构的衍射特征的间距，并且调制深度是聚合物光栅结构的深度。9.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构的光栅节距是0.35μm至1μm，并且聚合物光栅结构的调制深度是1μm至10μm。10.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构的调制深度与光栅节距间距的比率在从1:1到10:1的范围内。11.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构被配置为多路复用光栅。12.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构的一部分被配置为从波导输出耦合光。13.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构的一部分被配置为扩束器。14.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构的一部分被配置为将来自源的图像调制光耦合到波导中的全反射内部路径中。15.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构的调制深度被配置为以高效率输入耦合限定平衡的S偏振光和P偏振光。16.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构还包括交替的聚合物区域和气隙区域，并且聚合物区域与气隙区域之间的折射率差在从1.4至1.9的范围内。17.如权利要求5所述的波导显示器，其中聚合物区域与双折射材料之间的折射率差为
0.01至0.2。18.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构包括二维晶格结构或三维晶格结构。19.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构包括：聚合物衍射特征；以及相邻的聚合物衍射特征之间的双折射材料，其中双折射材料具有比聚合物衍射特征更高的折射率。20.如权利要求1所述的波导显示器，其中输入耦合器是光栅或棱柱。21.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构的调制深度跨波导变化以提供空间变化的偏振相关衍射效率特点。22.如权利要求1所述的波导显示器，其中聚合物光栅结构的调制深度跨波导变化以提供空间变化的角度相关衍射效率特点。23.如权利要求1所述的波导显示器，其中能够通过用特定折射率或双折射的光学材料回填聚合物光栅结构来提供空间、角度或偏振衍射效率特点中的至少一个。24.如权利要求1所述的波导显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：迪吉伦斯公司，
类型：发明
国别省市：