一种衍射光波导的制作方法

本发明涉及显示，尤其涉及一种衍射光波导。

背景技术：

1、增强现实是一种将真实世界和虚拟信息相融合的技术，微型投影系统将虚拟内容通过光学系统投射到人眼中，使用户可以获得虚拟与现实相结合的体验。

2、图1是现有的一种常见的衍射光波导的一维光栅结构示意图，图像源出射的光束s经过耦入光栅11耦入光波导基底14后，进入转折区域12并转折至耦出区域13，然而这种排布方式使耦出的能量始终是沿着耦出光线传播方向降低，造成眼盒和视场角能量的不均匀。

3、图2为图1在宏观世界中的展示，一部分视场下的光线15在耦出光栅前面位置提前耦出了，导致能量降低。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种衍射光波导，提升了图像的眼盒及视场角能量的均匀性，更多的偏转光栅使眼镜片的大小、外观和形态更加多样。

2、根据本发明的一方面，提供了一种衍射光波导，包括至少一层波导基底，波导基底表面设置有至少一个耦入区域、至少两个转折区域和至少一个耦出区域；

3、耦入区域包括耦入光栅，图像光束从耦入光栅耦入波导基底，在波导基底内全反射传输至转折区域和/或耦出区域；

4、转折区域包括多个方向的转折光栅，转折光栅将波导基底内的部分光线扩展为从至少两个传播方向到达耦出区域；

5、耦出区域包括耦出光栅，耦出光栅将不同方向传播的光线在耦出区域耦出。

6、可选的，衍射光波导包括一个耦入区域、两个转折区域和一个耦出区域，两个转折区域包括第一转折区域和第二转折区域，第二转折区域包括第一转折子区域和第二转折子区域；

7、耦入区域、第一转折区域和耦出区域沿第一方向排列，第一转折子区域、耦出区域和第二转折子区域沿第二方向排列，第一方向和第二方向交叉。

8、可选的，第一转折区域包括至少两种方向的转折光栅；

9、图像光束经过耦入光栅进入波导基底，在波导基底内沿第一方向全内反射传播至第一转折区域，通过至少两种方向的转折光栅的作用，第一部分光线沿第一方向传输至耦出区域，第二部分光线沿第二方向偏转，第三部分光线沿第三方向偏转；

10、第二部分光线再次被转折光栅作用后部分偏转朝向第一方向传播至第二转折子区域或耦出区域，第二转折子区域使部分光线沿第三方向传播至耦出区域；

11、第三部分光线再次被转折光栅作用后部分偏转朝向第一方向传播至第一转折子区域或耦出区域，第一转折子区域使部分光线沿第二方向传播至耦出区域；

12、其中，第二方向与第三方向具有方向相反的分量。

13、可选的，第一转折区域包括多个转折子区域，各转折子区域在至少一个方向上的尺寸小于到达转折子区域的图像光束的光斑尺寸。

14、可选的，衍射光波导包括一个耦入区域、至少三个转折区域和一个耦出区域，在波导基底内全内反射的部分光线经过至少一个转折区域作用后从耦出区域的第一侧传输至耦出区域，另一部分光线经过至少两个转折区域作用后从耦出区域的第二侧传输至耦出区域。

15、可选的，转折区域的形状为曲线和/或直线围成的封闭形状。

16、可选的，衍射光波导包括一个耦出区域，耦出区域包括多个耦出子区域，每个耦出子区域包括一种一维光栅，至少两个耦出子区域的光栅方向不同。

17、可选的，多个耦出子区域为二维阵列分布，或者耦出子区域为一维条形分布。

18、可选的，图像光束在耦出区域的光斑与至少两个耦出子区域交叠。

19、可选的，衍射光波导包括至少两个层叠设置的波导基底，每个波导基底表面设置有至少一个耦入区域、至少两个转折区域和至少一个耦出区域。

20、根据本发明实施例提出的衍射光波导，其中，衍射光波导包括至少一层波导基底，波导基底表面设置有至少一个耦入区域、至少两个转折区域和至少一个耦出区域，耦入区域包括耦入光栅，图像光束从耦入光栅耦入波导基底，在波导基底内全内反射传输至转折区域和/或耦出区域；转折区域包括多个方向的转折光栅，转折光栅将波导基底内的部分光线扩展为从至少两个传播方向到达耦出区域；耦出区域包括耦出光栅，耦出光栅将不同方向传播的光线在耦出区域耦出。本发明实施例提供的技术方案提升了图像的眼盒及视场角能量的均匀性，更多的偏转光栅使眼镜片的大小、外观和形态更加多样。

21、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种衍射光波导，其特征在于，包括至少一层波导基底，所述波导基底表面设置有至少一个耦入区域、至少两个转折区域和至少一个耦出区域；

2.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述衍射光波导包括一个所述耦入区域、两个所述转折区域和一个所述耦出区域，两个所述转折区域包括第一转折区域和第二转折区域，所述第二转折区域包括第一转折子区域和第二转折子区域；

3.根据权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述第一转折区域包括至少两种方向的转折光栅；

4.根据权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述第一转折区域包括多个转折子区域，各所述转折子区域在至少一个方向上的尺寸小于到达所述转折子区域的图像光束的光斑尺寸。

5.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述衍射光波导包括一个所述耦入区域、至少三个所述转折区域和一个所述耦出区域，在所述波导基底内全内反射的部分光线经过至少一个所述转折区域作用后从所述耦出区域的第一侧传输至所述耦出区域，另一部分光线经过至少两个所述转折区域作用后从所述耦出区域的第二侧传输至所述耦出区域。

6.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述转折区域的形状为曲线和/或直线围成的封闭形状。

7.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述衍射光波导包括一个所述耦出区域，所述耦出区域包括多个耦出子区域，每个所述耦出子区域包括一种一维光栅，至少两个所述耦出子区域的光栅方向不同。

8.根据权利要求7所述的衍射光波导，其特征在于，多个所述耦出子区域为二维阵列分布，或者所述耦出子区域为一维条形分布。

9.根据权利要求7所述的衍射光波导，其特征在于，所述图像光束在所述耦出区域的光斑与至少两个所述耦出子区域交叠。

10.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，包括至少两个层叠设置的波导基底，每个所述波导基底表面设置有至少一个耦入区域、至少两个转折区域和至少一个耦出区域。

技术总结本发明实施例公开了一种衍射光波导，衍射光波导包括至少一层波导基底，波导基底表面设置有至少一个耦入区域、至少两个转折区域和至少一个耦出区域；耦入区域包括耦入光栅，图像光束从耦入光栅耦入波导基底，在波导基底内全内反射传输至转折区域和/或耦出区域；转折区域包括多个方向的转折光栅，转折光栅将波导基底内的部分光线扩展为从至少两个传播方向到达耦出区域；耦出区域包括耦出光栅，耦出光栅将不同方向传播的光线在耦出区域耦出。本发明提供的技术方案提升了图像的眼盒及视场角能量的均匀性，更多的偏转光栅使眼镜片的大小、外观和形态更加多样。技术研发人员：黄鹏,张雅琴,楼歆晔受保护的技术使用者：上海鲲游科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/20