【技术实现步骤摘要】
本申请涉及增强现实领域，尤其涉及一种衍射光波导及增强现实显示设备。
技术介绍
1、光波导显示技术是增强现实领域最具挑战性、最复杂的难题之一，因其轻薄和外界光线的高穿透性而被认为是消费级ar眼镜的必选光学方案。
2、在增强现实显示系统中，波导基底内传播的光线经衍射耦出光学元件的衍射作用，由于衍射作用会同时存在反射级次和透射级次，衍射耦出光学元件设置于靠近人眼一侧的表面，透射级次作有效耦出级次进入人眼，反射级次则会从背离人眼一侧的表面耦出，导致部分光线泄漏，使得外界也可以看到光波导使用者所观看的内容，既影响了美观，也会造成用户隐私泄漏。
技术实现思路
1、本申请旨在缓解衍射光波导中光线泄漏，造成用户隐私泄漏的问题。
2、基于此，本申请提供了一种衍射光波导，包括：依次设置的平板波导基底、消光元件和补偿元件，所述平板波导基底上设置有耦出光栅，所述消光元件朝向所述平板波导基底的第一表面与所述平板波导基底平行，且所述第一表面上与所述耦出光栅对应的区域设置有消光光栅，所述消光元件背离所述平板波导基底的第二表面上与所述消光光栅对应的区域与所述第一表面不平行，所述补偿元件朝向所述消光元件的第三表面与所述第一表面的面型一致，所述补偿元件背离所述消光元件的第四表面与所述第一表面平行，从所述耦出光栅向背离人眼方向耦出的泄漏光线经所述消光光栅耦入所述消光元件，在所述消光元件的所述第二表面上与所述消光光栅对应的区域反射后离开所述消光光栅。
3、可选地，所述消光元件的所述第二
4、可选地，所述消光元件与所述补偿元件均为楔形结构，其中，所述消光元件背离所述平板波导基底的所述第二表面为斜面，所述补偿元件朝向所述消光元件的所述第三表面为斜面。
5、可选地，所述楔形结构的楔形角的角度范围为。
6、可选地，所述自由曲面满足以下公式：
7、
8、
9、其中，为沿目标方向上距离参考位置的距离，所述目标方向为所述消光光栅相对的两侧边界的其中一侧指向另一侧的方向，所述参考位置为所述目标方向中起始一侧的边界，为所述第二表面与所述第一表面之间的距离，为泄漏光线入射至所述消光光栅的入射位置沿所述目标方向上距离所述参考位置的距离，为泄漏光线首次入射至所述第二表面的入射位置沿所述目标方向上距离所述参考位置的距离，为入射位置距离所述第一表面的距离，为泄漏光线经所述消光光栅衍射后的衍射角，（）为泄漏光线进入所述消光元件后首次入射至所述第二表面时的入射角，为所述消光光栅的尺寸，，为消光元件的折射率，为外部介质的折射率，为泄漏光线入射至所述消光光栅的入射角，为泄漏光线的波长，为所述消光光栅的光栅周期。
10、可选地，所述的取值为泄漏光线的边界视场光线入射至所述消光光栅的入射角。
11、可选地，所述消光元件的厚度范围为。
12、可选地，所述消光元件的端部包括吸光元件。
13、可选地，所述消光光栅为斜齿光栅，所述斜齿光栅向所述消光元件厚度变窄的方向倾斜。
14、本申请还提供了一种增强现实显示设备，所述增强现实显示设备包括光机组件以及如上述任何一项所述的衍射光波导。
15、本申请提供的衍射光波导及增强现实显示设备，依次设置平板波导基底、消光元件和补偿元件，通过消光元件上的消光光栅以及消光元件一侧表面与平板波导基底的不平行设计，将泄漏光线耦入消光元件，并经过消光元件与平板波导基底的不平行表面的反射离开消光光栅，不与消光光栅再次作用，能够有效较少进入外部显示世界的泄漏光线，从而有效缓解了衍射光波导中光线泄漏造成用户隐私泄漏的问题。而且，与消光元件匹配的补偿元件也能补偿消光元件对现实世界光线的影响，避免对人眼正常观看现实世界造成不利的影响。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种衍射光波导，其特征在于，包括：依次设置的平板波导基底、消光元件和补偿元件，所述平板波导基底上设置有耦出光栅，所述消光元件朝向所述平板波导基底的第一表面与所述平板波导基底平行，且所述第一表面上与所述耦出光栅对应的区域设置有消光光栅，所述消光元件背离所述平板波导基底的第二表面上与所述消光光栅对应的区域与所述第一表面不平行，所述补偿元件朝向所述消光元件的第三表面与所述第一表面的面型一致，所述补偿元件背离所述消光元件的第四表面与所述第一表面平行，从所述耦出光栅向背离人眼方向耦出的泄漏光线经所述消光光栅耦入所述消光元件，在所述消光元件的所述第二表面上与所述消光光栅对应的区域反射后离开所述消光光栅。
2.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述消光元件的所述第二表面上与所述消光光栅对应的区域为斜面或者自由曲面。
3.根据权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述消光元件与所述补偿元件均为楔形结构，其中，所述消光元件背离所述平板波导基底的所述第二表面为斜面，所述补偿元件朝向所述消光元件的所述第三表面为斜面。
4.根据权利要求3所述的衍射光波
5.根据权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述自由曲面满足以下公式：
6.根据权利要求5所述的衍射光波导，其特征在于，所述的取值为泄漏光线的边界视场光线入射至所述消光光栅的入射角。
7.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述消光元件的厚度范围为。
8.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述消光元件的端部包括吸光元件。
9.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述消光光栅为斜齿光栅，所述斜齿光栅向所述消光元件厚度变窄的方向倾斜。
10.一种增强现实显示设备，其特征在于，所述增强现实显示设备包括光机组件以及如权利要求1-9中任何一项所述的衍射光波导。
...【技术特征摘要】
1.一种衍射光波导，其特征在于，包括：依次设置的平板波导基底、消光元件和补偿元件，所述平板波导基底上设置有耦出光栅，所述消光元件朝向所述平板波导基底的第一表面与所述平板波导基底平行，且所述第一表面上与所述耦出光栅对应的区域设置有消光光栅，所述消光元件背离所述平板波导基底的第二表面上与所述消光光栅对应的区域与所述第一表面不平行，所述补偿元件朝向所述消光元件的第三表面与所述第一表面的面型一致，所述补偿元件背离所述消光元件的第四表面与所述第一表面平行，从所述耦出光栅向背离人眼方向耦出的泄漏光线经所述消光光栅耦入所述消光元件，在所述消光元件的所述第二表面上与所述消光光栅对应的区域反射后离开所述消光光栅。
2.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述消光元件的所述第二表面上与所述消光光栅对应的区域为斜面或者自由曲面。
3.根据权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述消光元件与所述补偿元件均为楔形结构，其中，所述消光...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏，张雅琴，楼歆晔，
申请(专利权)人：上海鲲游科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。