衍射光波导、AR眼镜和车载抬头显示设备的制作方法

本技术涉及光学成像设备，具体而言，涉及一种衍射光波导、ar眼镜和车载抬头显示设备。

背景技术：

1、随着ar行业的迅速发展，市场对衍射光波导的需求急速上升，随着大量衍射光波导流入市场，从用户端到生产端都产生大量性能提升的需求。例如需要更轻的更薄的镜片，色彩还原度提升等。但其中较重要的需求是亮度的提升，这关系到用户能否在更多环境使用ar设备。

2、而目前的衍射光波导普遍面临着光利用效率低下的问题，因为现有的光栅结构大都是在提高利用效率的同时也提升了光能量的损耗率，同一微观结构的利用效率与损耗率有较大的正相关关系，导致整体传输效率难以提升。

3、也就是说，现有技术中的衍射光波导存在传输效率低的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的在于提供一种衍射光波导、ar眼镜和车载抬头显示设备，以解决现有技术中的衍射光波导存在传输效率低的问题。

2、为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种衍射光波导，包括基底和设置在基底上的耦入光栅区和耦出光栅区，且耦入光栅区与耦出光栅区的折射率不同，至少耦出光栅区沿光线传输方向被分为多个耦出区，多个耦出区的折射率沿光线传输方向呈线性增大或非线性增大。

3、进一步地，衍射光波导还包括转折光栅区，转折光栅区位于耦入光栅区与耦出光栅区之间，耦入光栅区和转折光栅区之间的连线与转折光栅区和耦出光栅区之间的连线呈角度设置，耦入光栅区、转折光栅区和耦出光栅区中的至少两个的折射率不同。

4、进一步地，耦入光栅区的至少部分不同位置的折射率不同。

5、进一步地，耦入光栅区沿光线传输方向被分为多个耦入区，多个耦入区的折射率沿光线传输方向呈线性增大或非线性增大。

6、进一步地，转折光栅区的至少部分不同位置的折射率不同。

7、进一步地，转折光栅区沿远离耦入光栅区的方向被分为多个转折区，多个转折区的折射率沿远离耦入光栅区的方向呈线性增大或非线性增大。

8、进一步地，一个耦出区在光线传输方向上的各个位置的宽度相同，以使得多个耦出区中的相邻两个耦出区之间的共有位置为直线；或者一个耦出区在光线传输方向上的至少部分位置的宽度不相同，以使得多个耦出区中的相邻两个耦出区之间的共有位置为曲线。

9、进一步地，耦出光栅区的形状为矩形，矩形的耦出光栅区的长度小于等于26mm；和/或矩形的耦出光栅区的宽度小于等于20mm。

10、进一步地，耦出光栅区的形状为矩形，矩形的耦出光栅区的一个侧边与转折光栅区相对，或者矩形的耦出光栅区的一个角部与转折光栅区相对，耦出光栅区的光栅矢量方向与转折光栅区到耦出光栅区的光线传输方向相同。进一步地，多个耦出区中最靠近转折光栅区的耦出区为第一个耦出区，多个光线在耦出光栅区中的第一个步长点均位于第一个耦出区中。

11、根据本实用新型的另一个方面，提供了一种ar眼镜，包括上述的衍射光波导。

12、根据本实用新型的另一个方面，提供了一种车载抬头显示设备，包括上述的衍射光波导。

13、应用本实用新型的技术方案，衍射光波导包括基底和设置在基底上的耦入光栅区和耦出光栅区，耦入光栅区与耦出光栅区间隔设置，且耦入光栅区与耦出光栅区的折射率不同，至少耦出光栅区沿光线传输方向被分为多个耦出区，多个耦出区的折射率沿光线传输方向呈线性增大或非线性增大。

14、通过设置不同折射率的耦入光栅区和耦出光栅区，且规划耦出光栅区沿光线传输方向被分为多个耦出区，多个耦出区的折射率沿光线传输方向呈线性增大或非线性增大，从而使得基底中的光线在多个耦出区的耦出过程中的损耗逐渐减少，整体光效亮度增加，同时使得不同位置耦出的光线的均匀性增加，从而起到增加传输效率的作用，增加光能利用率，实现高亮度和高均匀性的显示。

技术特征：

1.一种衍射光波导，其特征在于，包括基底(10)和设置在所述基底(10)上的耦入光栅区(20)和耦出光栅区(40)，且所述耦入光栅区(20)与所述耦出光栅区(40)的折射率不同，至少所述耦出光栅区(40)沿光线传输方向被分为多个耦出区(41)，多个所述耦出区(41)的折射率沿光线传输方向呈线性增大或非线性增大。

2.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述衍射光波导还包括转折光栅区(30)，所述转折光栅区(30)位于所述耦入光栅区(20)与所述耦出光栅区(40)之间，所述耦入光栅区(20)和所述转折光栅区(30)之间的连线与所述转折光栅区(30)和所述耦出光栅区(40)之间的连线呈角度设置，所述耦入光栅区(20)、所述转折光栅区(30)和所述耦出光栅区(40)中的至少两个的折射率不同。

3.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述耦入光栅区(20)的至少部分不同位置的折射率不同。

4.根据权利要求3所述的衍射光波导，其特征在于，所述耦入光栅区(20)沿光线传输方向被分为多个耦入区，多个所述耦入区的折射率沿光线传输方向呈线性增大或非线性增大。

5.根据权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述转折光栅区(30)的至少部分不同位置的折射率不同。

6.根据权利要求5所述的衍射光波导，其特征在于，所述转折光栅区(30)沿远离所述耦入光栅区(20)的方向被分为多个转折区(31)，多个所述转折区(31)的折射率沿远离所述耦入光栅区(20)的方向呈线性增大或非线性增大。

7.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，

8.根据权利要求1至7中任一项所述的衍射光波导，其特征在于，所述耦出光栅区(40)的形状为矩形，

9.根据权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述耦出光栅区(40)的形状为矩形，矩形的所述耦出光栅区(40)的一个侧边与所述转折光栅区(30)相对，或者矩形的所述耦出光栅区(40)的一个角部与所述转折光栅区(30)相对，所述耦出光栅区(40)的光栅矢量方向与所述转折光栅区(30)到所述耦出光栅区(40)的光线传输方向相同。

10.根据权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，多个所述耦出区(41)中最靠近所述转折光栅区(30)的所述耦出区(41)为第一个耦出区，多个光线在所述耦出光栅区(40)中的第一个步长点均位于所述第一个耦出区中。

11.一种ar眼镜，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的衍射光波导。

12.一种车载抬头显示设备，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的衍射光波导。

技术总结本技术提供了一种衍射光波导、AR眼镜和车载抬头显示设备。衍射光波导包括基底和设置在基底上的耦入光栅区和耦出光栅区，且耦入光栅区与耦出光栅区的折射率不同，至少耦出光栅区沿光线传输方向被分为多个耦出区，多个耦出区的折射率沿光线传输方向呈线性增大或非线性增大。本技术解决了现有技术中的衍射光波导存在传输效率低的问题。技术研发人员：李惠达,朱海萍,史瑞,李晓军受保护的技术使用者：广纳四维（广东）光电科技有限公司技术研发日：20230926技术公布日：2024/5/27