体全息光栅的制备方法、体全息光栅和头戴式设备技术

本申请涉及一种体全息光栅的制备方法、光栅结构和头戴式设备。一种体全息光栅的制备方法，包括：提供基板，基板具有相背设置的第一表面和第二表面；在基板的第一表面上形成全息材料层；使入射光通过曝光调节元件而入射在全息材料层上，并使参考光入射在基板的第二表面上，以使入射光与参考光在全息材料层上进行干涉曝光，而在全息材料层上形成光栅结构；其中，曝光调节元件被配置为能够使从曝光调节元件沿第一方向的不同位置处出射的入射光的出射角度各不相同，而使所述光栅结构的光栅周期渐变。可有效提高成像亮度的均匀性，进而提高观影体验感。影体验感。影体验感。

【技术实现步骤摘要】
体全息光栅的制备方法、体全息光栅和头戴式设备


[0001]本申请涉及显示
，特别是涉及一种体全息光栅的制备方法、体全息光栅和头戴式设备。

技术介绍

[0002]增强现实(Augmented reality，AR)又称扩增现实或混合现实，是一种将虚拟物体叠加到真实环境并进行互动的技术，通过将虚拟物体的图像以及真实环境的图像透射到用户眼中，使用户获得虚拟与现实融合的体验。
[0003]AR眼镜包括光机和波导系统，入射光由光机入射至波导系统的耦入光栅，经波导系统的波导传输，最后通过波导系统的耦出光栅投射至人眼中。然而，传统的AR眼镜存在成像亮度不均匀的问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对传统的AR眼镜存在成像亮度不均匀的问题，提供一种体全息光栅的制备方法、体全息光栅和头戴式设备。
[0005]根据本申请的第一方面，提供了一种体全息光栅的制备方法，包括：
[0006]提供基板，所述基板具有相背设置的第一表面和第二表面；
[0007]在所述基板的第一表面上形成全息材料层；
[0008]使入射光通过曝光调节元件而入射在所述全息材料层上，并使参考光入射在所述基板的第二表面上，以使所述入射光与所述参考光在所述全息材料层上进行干涉曝光，而在所述全息材料层上形成光栅结构；
[0009]其中，所述曝光调节元件被配置为能够使从所述曝光调节元件沿第一方向的不同位置处出射的所述入射光的出射角度各不相同，而使所述光栅结构的光栅周期渐变。
[0010]在其中一个实施例中，所述曝光调节元件包括沿所述第一方向设置的多个液晶层，沿所述第一方向，至少三个所述液晶层的液晶的质量分数递增，和/或施加于至少三个所述液晶层的电压递减。
[0011]在其中一个实施例中，所述曝光调节元件包括沿所述第一方向依次设置的第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域的所述液晶层、所述第二区域的所述液晶层和所述第三区域的所述液晶层的液晶的质量分数依次递增；和/或
[0012]施加于所述第一区域的所述液晶层、所述第二区域的所述液晶层和所述第三区域的所述液晶层的电压依次递减。
[0013]在其中一个实施例中，沿所述第一方向，依次设置的至少三个所述液晶层的液晶的质量分数依次递增；和/或
[0014]施加于沿所述第一方向依次设置的至少三个所述液晶层的电压依次递减。
[0015]在其中一个实施例中，所述使入射光通过曝光调节元件而入射在所述全息材料层上，并使参考光入射在所述基板的第二表面上，以使所述入射光与所述参考光在所述全息
材料层上进行干涉曝光，而在所述全息材料层上形成光栅结构之前，所述体全息光栅的制备方法还包括：
[0016]判断通过所述曝光调节元件入射到所述全息材料层上的所述入射光所形成的曝光图案是否满足预设要求，若是，则执行所述使入射光通过曝光调节元件而入射在所述全息材料层上，并使参考光入射在所述基板的第二表面上，以使所述入射光与所述参考光在所述全息材料层上进行干涉曝光，而在所述全息材料层上形成光栅结构。
[0017]在其中一个实施例中，判断通过所述曝光调节元件入射到所述全息材料层上的所述入射光所形成的曝光图案是否满足预设要求，若否，则调节施加于至少一个所述液晶层上的电压，直至通过所述曝光调节元件入射到所述全息材料层上的所述入射光所形成的曝光图案满足预设要求。
[0018]在其中一个实施例中，所述判断通过所述曝光调节元件入射到所述全息材料层上的所述入射光所形成的曝光图案是否满足预设要求，具体包括：
[0019]将第一挡光屏设置于所述曝光调节元件和所述全息材料层之间，以使所述入射光能够通过所述曝光调节元件投影于所述第一挡光屏上；
[0020]根据投影于所述第一挡光屏上的图案，判断通过所述曝光调节元件入射到所述全息材料层上的所述入射光所形成的曝光图案是否满足预设要求。
[0021]在其中一个实施例中，所述根据投影于所述第一挡光屏上的图案，判断通过所述曝光调节元件入射到所述全息材料层上的所述入射光所形成的曝光图案是否满足预设要求，具体包括：
[0022]拍摄投影于述第一挡光屏上的图案，以得拍摄图案；
[0023]根据所述拍摄图案和预设图案的比较结果，判断通过所述曝光调节元件入射到所述全息材料层上的所述入射光所形成的曝光图案是否满足预设要求。
[0024]在其中一个实施例中，所述判断通过所述曝光调节元件入射到所述全息材料层上的所述入射光所形成的曝光图案是否满足预设要求，还包括：
[0025]将第二挡光屏设置于所述基板的第二表面背离所述第一表面的一侧，且所述第一挡光屏与所述第二挡光屏以所述基板和所述全息材料层形成的整体为对象对称布设，以使所述参考光能够入射在所述第二挡光屏上。
[0026]在其中一个实施例中，所述体全息光栅的制备方法还包括：
[0027]判断所述光栅结构的厚度是否达到预设值，若是，则对所述全息材料层进行固化处理；
[0028]若否，则去除所述全息材料层，再执行所述在所述基板的第一表面上形成全息材料层。
[0029]根据本申请的第二方面，提供了一种体全息光栅，所述光栅结构由上述任一实施例所述的体全息光栅的制备方法制得。
[0030]根据本申请的第三方面，提供了一种头戴式设备，包括上述的体全息光栅。
[0031]上述体全息光栅的制备方法、体全息光栅和头戴式设备，可利用曝光调节元件改变入射光的出射角度，使从曝光调节元件沿第一方向的不同位置处出射的入射光的出射角度各不相同，进而使光栅结构的光栅周期呈渐变趋势，如此，可将该光栅结构应用于波导系统的耦入光栅和耦出光栅中，以光栅结构应用于耦出光栅为例进行说明，光(光机发出的
光)经波导系统的波导传输的过程中，光先传输至耦出光栅上光栅周期较大处，并经耦出光栅上光栅周期较大处衍射，此时光的光强较大，且可将光经此处衍射出去；然后经由波导继续传输至耦出光栅上光栅周期较小处并经耦出光栅上光栅周期较小处衍射，此时光的光强较小，且可将较多的光经此处衍射出去；使得耦出光栅沿其纵长方向的不同位置处耦出的光强大致趋于一致，可有效提高成像亮度的均匀性，进而提高观影体验感。
附图说明
[0032]图1示出了本申请一实施例中用于制备光栅结构的制备装置的结构示意图。
[0033]图2示出了本申请一实施例的体全息光栅的制备方法的流程示意图。
[0034]图3示出了本申请一实施例的入射光与参考光在全息材料层上进行干涉曝光的原理图。
[0035]图4示出了本申请一实施例的曝光调节元件的结构示意图。
[0036]图5示出了本申请一实施例的曝光调节元件的结构示意图(施加电压时)。
[0037]图6示出了本申请一实施例的曝光调节元件对入射光的出射角度进行改变的原理图。
[0038]图7示出了本申请一实施例的体全息光栅的制备方法制得的光栅结构的结构示意图。
[0039]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体全息光栅的制备方法，其特征在于，包括：提供基板，所述基板具有相背设置的第一表面和第二表面；在所述基板的第一表面上形成全息材料层；使入射光通过曝光调节元件而入射在所述全息材料层上，并使参考光入射在所述基板的第二表面上，以使所述入射光与所述参考光在所述全息材料层上进行干涉曝光，而在所述全息材料层上形成光栅结构；其中，所述曝光调节元件被配置为能够使从所述曝光调节元件沿第一方向的不同位置处出射的所述入射光的出射角度各不相同，而使所述光栅结构的光栅周期渐变。2.根据权利要求1所述的体全息光栅的制备方法，其特征在于，所述曝光调节元件包括沿所述第一方向设置的多个液晶层，沿所述第一方向，至少三个所述液晶层的液晶的质量分数递增，和/或施加于至少三个所述液晶层的电压递减。3.根据权利要求2所述的体全息光栅的制备方法，其特征在于，所述曝光调节元件包括沿所述第一方向依次设置的第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域的所述液晶层、所述第二区域的所述液晶层和所述第三区域的所述液晶层的液晶的质量分数依次递增；和/或施加于所述第一区域的所述液晶层、所述第二区域的所述液晶层和所述第三区域的所述液晶层的电压依次递减。4.根据权利要求2所述的体全息光栅的制备方法，其特征在于，沿所述第一方向，依次设置的至少三个所述液晶层的液晶的质量分数依次递增；和/或施加于沿所述第一方向依次设置的至少三个所述液晶层的电压依次递减。5.根据权利要求2所述的体全息光栅的制备方法，其特征在于，所述使入射光通过曝光调节元件而入射在所述全息材料层上，并使参考光入射在所述基板的第二表面上，以使所述入射光与所述参考光在所述全息材料层上进行干涉曝光，而在所述全息材料层上形成光栅结构之前，所述体全息光栅的制备方法还包括：判断通过所述曝光调节元件入射到所述全息材料层上的所述入射光所形成的曝光图案是否满足预设要求，若是，则执行所述使入射光通过曝光调节元件而入射在所述全息材料层上，并使参考光入射在所述基板的第二表面上，以使所述入射光与所述参考光在所述全息材料层上进行干涉曝光，而在所述全息材料层上形成光栅结构。6.根据权利要求5所述的体全息光栅的制备方法，其特征在于，判断通过所述曝光调...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟蕙伊，王耀宇，
申请(专利权)人：业成光电深圳有限公司业成光电无锡有限公司英特盛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：