衍射导光板以及包括其的显示装置的制作方法

本公开内容涉及衍射导光板以及包括其的显示装置。

背景技术：

近来，随着对实现增强现实(ar)、混合现实(mr)或虚拟现实(vr)的显示单元的兴趣的增加，对实现它们的显示单元的研究已经被积极地进行。实现增强现实、混合现实或虚拟现实用的显示单元包括使用基于光的波动特性的衍射现象的衍射导光板。

图1为示意性地示出根据相关技术的衍射导光板10的视图。

这种衍射导光板10可以包括导光单元11和设置在导光单元11的一侧或另一侧并且具有多个线性光栅图案的多个衍射光学元件12至14。具体地，衍射导光板10可以包括输入衍射光学元件12、中间衍射光学元件13和输出衍射光学元件14。输入衍射光学元件12接收通过微光源输出元件p输出的光，并且允许光在导光单元11上引导。中间衍射光学元件13通过导光单元11，耦合至输入衍射光学元件12光学，并且允许从输入衍射光学元件12接收的光通过衍射以在第一方向上(图1中的x轴方向)上一个维度地延伸。输出衍射光学元件14通过导光单元11，耦合至中间衍射光学元件13光学，并且允许从中间衍射光学元件13接收的光通过衍射以在第二方向(图1中的y轴方向)上一个维度地延伸，使得光从导光单元11向使用者的瞳孔输出。

由于通过微光源输出元件p至使用者的瞳孔的输出的光的主光路按以下顺序：输入衍射光学元件12-中间衍射光学元件13-输出衍射光学元件14-使用者的瞳孔，因此从导光单元11通过输出衍射光学元件14输出的光学图像的尺寸，取决于输出衍射光学元件14占有的面积。

然而，在根据相关技术的衍射导光板的情况下，由于单个输入衍射光学元件12，单个中间衍射光学元件13和单个输出衍射光学元件14彼此分开地设置在导光单元11上，导光单元11上的输出衍射光学元件14占有的面积必然被限制为除了导光单元11上的输入衍射光学元件12和中间衍射光学元件13占有的面积之外的面积，由于使用者的瞳孔的位置的偏差，导致输出更大的光学图像的限制，以及在可见区域的限制。

为了解决这样的限制，可以考虑具有图2中示出的结构的衍射导光板。

图2示出了衍射导光板，包括导光单元21、输入衍射光学元件22、和具有彼此不同的线性光栅图案并且彼此接触的两个衍射光学元件23和24。

图3a为示意性示出通过图2中示出的衍射导光板的光路的实例的主视图，以及图3b为示意性示出通过图2中示出的衍射导光板的光路的另一个实例的主视图。

导光单元21通过使用全内反射来引导内部的光。

输入衍射光学元件22可以接收从光源输出的光l1、l1a和l1b，并且将接收的光l1、l1a和l1b衍射以在导光单元21上引导。

两个衍射光学元件23和24可以配置成接收衍射光l2a和l2b，并允许将接收的光通过衍射在一个维度延伸。从输入衍射光学元件22接收的一部分衍射光l2a和l2b可以通过穿过衍射光学元件23和24而被衍射，并且因此具有改变的光路，并且其其余部分可以被全反射至既有的光路。从输入衍射光学元件22最初接收的光可以被分成多个光束l3a和l3b，同时在特定方向上的隔开的点处被多次衍射，并且最终在一个维度延伸。

衍射光学元件23可以配置成接收来自另一衍射光学元件24的延伸的光l3b，并且允许接收的光l3b通过衍射，从导光单元21输出，并且衍射光学元件24可以配置成接收来自另一衍射光学元件23的延伸的光l3a，并且允许接收的光l3a通过衍射，从导光单元21输出。此外，衍射光学元件23可以接收来自另一衍射光学元件24的延伸的光l3b，并且通过衍射使接收的光在一个维度延伸，并且衍射光学元件24可以接收来自另一衍射光学元件23的延伸的光l3a，并且通过衍射使接收的光在一个维度延伸。在这种情况下，基于两个衍射光学元件23和24的每一者的光接收侧c，通过由衍射光学元件24和23延伸的光形成的多个光束l3b和l3a的彼此隔开的方向，与基于单个光束l3b和l3a，通过两个衍射光学元件23和24延伸的多个光束l4b和l4a彼此隔开的方向相交，使得基于通过输入衍射光学元件22从光源接收的光l1a和l1b，实现了两个维度延伸。

衍射光学元件23可以配置成使得接收来自另一衍射光学元件24的延伸的光l3b的光接收侧c与衍射光学元件24的光接收侧c接触，并且衍射光学元件24可以配置成使得接收来自另一衍射光学元件23的延伸的光l3a的光接收侧c与衍射光学元件23的光接收侧c接触。从光源输出的光经输入衍射光学元件22，两个衍射光学元件23和24，以及另一衍射光学元件24和23，并且因此，从导光单元21输出的光可以通过另一衍射光学元件24和23分别被收集，以形成一个图像光。

即，两个衍射光学元件23和24都被用作输出衍射光学元件，因此，与使用图1示出的单个输出衍射光学元件的情况相比，可以形成具有更大视角的图像光，同时有效地利用空间。

图4为沿着图3a中示出和/或图3b中示出的线iii-iii'截取的衍射导光板的剖视图。

通过两个衍射光学元件23和24衍射并且从导光单元21输出的光，可以相对于导光单元21的一个表面，分别以预定的出射角θ和θ'输出。在图4中，通过位于上侧的衍射光学元件23而衍射和输出的光l4a，可以相对于导光单元21的一个表面，以预定出射角θ向下倾斜地输出，并且通过位于下侧的衍射光学元件24而衍射和输出的光l4b，可以相对于导光单元21的一个表面，以预定的出射角θ'向上倾斜地输出。

在与导光单元21的一个表面隔开预定的距离的位置处，通过位于上侧的衍射光学元件23而衍射和输出的光l4a和通过位于下侧的衍射光学元件24而衍射和输出的光l4b，形成彼此相交的相交区域i。在与导光单元21的一个表面间隔开的距离是与使用者的瞳孔所处的出瞳距离相对应的距离的情况下，仅当使用者的瞳孔位于相交区域i中时，使用者可以在视觉上识别正常的图像光，而整个区域没有暗的部分。当使用者的瞳孔位于相交区域i上方的区域a中时，由于使用者无法在视觉上辨别通过位于下方的衍射光学元件24而衍射和输出的光l4b，基于线iii-iii'的横截面，使用者在视觉上辨别的图像光的下部分可能会显得暗。另一方面，当使用者的瞳孔位于相交区域i下方的区域b中时，由于使用者无法在视觉上辨别通过位于下方的衍射光学元件23而衍射和输出的光l4a，基于线iii-iii'的横截面，使用者在视觉上辨别的图像光的上部分可能会显得暗。

通过使用者的个人的身体特性，使用包括衍射导光板的显示装置的使用者的瞳孔可以不同地位于导光单元的一侧上的垂直方向的底部。因此，需要提供衍射导光板的结构，其中涉及眼睛运动盒的相交区域i可以被形成以垂直地拉长，其中正常的图像光可以在视觉上被识别。

由于上述相关技术为本发明人所拥有的用于导出本公开内容的实施方案的技术信息或在本公开内容的导出过程中获取的技术信息，因此其未必是在提交本公开内容的申请之前向公众公开的公知技术。

技术实现要素：

技术问题

因此，本公开内容提供了能够形成大的视角和眼睛运动盒(eyemotionbox)的衍射导光板以及包括其的显示装置。

本公开内容需要解决的问题不限于上述的问题，并且本领域技术人员将从以下描述中清楚地理解其他未提及的问题。

技术方案

根据本公开内容的一方面的实施方案包括导光单元，其配置成引导光；输入衍射光学元件，其配置成接收从光源输出的光并对将接收的光衍射以在导光单元上引导；以及两种输出衍射光学元件，其设置在导光单元的预定区域中并且具有彼此不同的线性光栅图案，其中，两种输出衍射光学元件配置成使得每一输出衍射光学元件接收来自输入衍射光学元件的光，并且允许接收的光通过衍射导向另一输出衍射光学元件，两种输出衍射光学元件配置成使得每一输出衍射光学元件接收来自另一输出衍射光学元件的光，并且允许接收的光通过衍射从导光单元输出，两种输出衍射光学元件彼此接触，在导光单元上不形成彼此重叠的区域，并且具有彼此不同的线性光栅图案的两种输出衍射光学元件在中心区域中在至少一个维度交替排列，该中心区域在预定区域内具有至少预定宽度并且从与输入衍射光学元件相邻的侧至与其相对的侧沿长度方向划分。

在本实施方案中，优选地，两种输出衍射光学元件在中心区域中在两个维度交替排列。

在本实施方案中，优选地，两种输出衍射光学元件在全部预定区域上在两个维度交替排列。

在本实施方案中，优选地，两种输出衍射光学元件的每一者在两种输出衍射光学元件交替排列的区域中具有4mm或更少的宽度。

在本实施方案中，优选地，两种输出衍射光学元件的每一者在两种输出衍射光学元件交替排列的区域中具有4mm或更少的长度。

在本实施方案中，两个衍射光学元件的每一者可以包括以预定节距重复形成的线性光栅，并且具有由与线性光栅的节距成反比的尺寸和与线性光栅的延伸方向垂直的方向限定的光栅矢量，并且输入衍射光学元件和两种输出衍射光学元件的光栅矢量的和可以具有0的值。

在本实施方案中，输入衍射光学元件和两种输出衍射光学元件的每一者的光栅矢量可以具有相同的尺寸。

在本实施方案中，输入衍射光学元件和两种输出衍射光学元件的每一者的光栅矢量可以在其间形成60°的角。

在本实施方案中，两种输出衍射光学元件可以设置在导光单元上的相同平面上。

根据本公开内容的一方面的实施方案提供了显示装置，包括：光源，其配置成输出形成图像的图像光；以及根据本公开内容的一方面的实施方案的衍射导光板。

有益效果

根据本公开内容的实施方案，通过两种输出衍射光学元件中的每一者延伸的图像光从导光单元输出，使得其具有以下优势：相比于通过仅使用单个衍射光学元件从导光单元输出图像光的情况，可以形成具有更大视角的图像光。

此外，由于具有彼此不同的线性光栅图案的两种输出衍射光学元件在中心区域中的至少一个维度上交替排列，该中心区域在预定区域内具有至少预定宽度并且从与输入衍射光学元件相邻的侧至与其相对的侧沿长度方向划分，通过出瞳距离可以在与导光单元的一个表面间隔开的位置形成眼睛运动盒，使得其具有以下优势：根据本公开内容的实施方案，可以提供显示装置，其能够通过使用衍射导光板广泛应对具有多种身体情况的使用者的瞳孔。

附图说明

图1为示意性地示出根据相关技术的衍射导光板的视图；

图2示出衍射导光板，包括导光单元、输入衍射光学元件、和具有彼此彼此不同的线性光栅图案并且彼此接触的两个衍射光学元件；

图3a为示意性示出通过图2中示出的衍射导光板的光路的实例的主视图；

图3b为示意性示出通过图2a中示出的衍射导光板的光路的另一个实例的主视图；

图4为沿着图3a中示出和/或图3b中示出的线iii-iii'截取的衍射导光板的剖视图；

图5为示意性示出根据本公开内容的一方面的衍射导光板的视图；

图6a至图6c为包括在根据本公开内容的一方面的衍射导光板中的多种衍射光学元件中的光栅的主视图；

图7为示出包括在根据本公开内容的一方面的衍射导光板中的多种衍射光学元件中的光栅矢量的组合的视图；

图8a至图8c为根据本公开内容的一方面的多种实施方案的衍射导光板的主视图；

图9为沿着图5中示出的线iv-iv'截取的衍射导光板的剖视图；

图10为示出从根据本公开内容的比较例的衍射导光板输出的光的模拟结果的视图；

图11为通过拍摄从根据本公开内容的比较例的衍射导光板输出的图像而获得的结果；以及

图12为示出从根据本公开内容的实施方案的衍射导光板输出的光的模拟结果的视图。

具体实施方式

通过参照结合附图的以下详细描述，本公开内容将变得明显。然而，本公开内容的范围不限于这样的实施方案，并且本公开内容可以以多种形式实现。以下将要描述的实例不过是为了使本公开内容的公开内容完美并帮助本领域技术人员完全理解本公开内容所属的技术领域中的本公开内容的范围而提供的实例。本公开内容仅由所附权利要求的范围限定。本文所使用的术语仅出于描述实施方案的目的，并不旨在限制本公开内容。如本文所用，除非上下文另外明确表示，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”也旨在包括复数形式。当在本文中使用时，所述及的组件、步骤、操作和/或元件的术语“包含(comprises)”和/或“包含(comprising)”并不排除一个或更多个其他组件、步骤、操作和/或元件的存在或增加。例如第一和第二的术语可以用于描述各种组件，但是这些组件不受术语的限定。这些术语仅用于将一个组件与另一个组件相区分。

在本说明书中，术语“导光单元”可以被定义为通过使用全内反射在内部引导光用的结构。全内反射的条件为：导光单元的折射率需要比导光单元的表面相邻的周围介质的折射率更大。导光单元可以由玻璃和/或塑料材料形成并且可以为透明或半透明的。导光单元可以以板型的多种布局形成。术语“板”意指三维结构，其在一个表面和另一个在其相对侧上的表面之间，具有预定的厚度，并且一个表面和另一个表面可以为基本上平的平面，但是一个表面和另一个表面中的至少一者可以形成为在一个维度或两个维度上弯曲。例如，板型导光单元可以在一个维度弯曲，使得其一个表面和/或另一个表面可以具有对应于圆柱体的一些侧的形状。然而，优选地，通过其弯曲形成的曲率具有足够大以促进全内反射的曲率半径，以便在导单元上引导光。

在本说明书中，术语“衍射光学元件”可以被定义为通过在导光单元上衍射光来改变光路用的结构。“衍射光学元件”可以表示其中在导光单元上沿一个方向排列的线性光栅在预定方向上排列以形成预定区域同时具有图案的部分。

在本说明书中，术语“线性光栅”可以表示在导光单元的表面上具有预定高度的突出形状(即，凸纹图案(embossedpattern))和/或在导光单元的表面内具有预定深度的凹槽形状(即，凹纹图案(intagliopattern))。线性光栅的排列方向可以自由地设计，使得光路可以通过衍射光学元件的衍射在预定的方向上改变。

图5为示意性示出根据本公开内容的一方面的衍射导光板的视图，图6a至图6c为根据本公开内容的一方面的包括在衍射导光板的多种衍射光学元件中的光栅的主视图，并且图7为示出包括在根据本公开内容的一方面的衍射导光板的多种衍射光学元件中的光栅矢量的组合的视图。

图8a至图8c为根据本公开内容的一方面的多种实施方案的衍射导光板的主视图，并且图9为沿着图5中示出的线iv-iv'截取的衍射导光板的剖视图。

参照图5至图9，衍射导光板100可以包括导光单元110、输入衍射光学元件120、以及两种输出衍射光学元件130和140。

导光单元110可通过使用全内反射来引导内部的光。

输入衍射光学元件120可以接收从光源输出的光并且将接收的光衍射以在导光单元110上被引导。

这样的输入衍射光学元件120可以设置在导光单元110的一个表面110a(例如，图5的左侧)上。

两种输出衍射光学元件130和140可以设置在导光单元110的一个表面110a或另一个表面110b上的预定区域s中。

两种输出衍射光学元件130和140包括彼此不同的线性光栅图案。

输出衍射光学元件130可以配置成接收来自输入衍射光学元件120的光，并且允许通过衍射将接收的光引导至另一输出衍射光学元件140，并且输出衍射光学元件140可以配置成接收来自输入衍射光学元件120的光，并且允许通过衍射将接收的光引导至另一输出衍射光学元件130。此外，两种输出衍射光学元件130和140中的每一者可以配置成接收来自输入衍射光学元件120的衍射光，并且通过衍射将接收的光在一个维度延伸。从输入衍射光学元件120接收的一部分衍射光可以通过穿过衍射光学元件130和140被衍射，并且因此具有改变的光路，并且其余的光可以被全反射至既有的光路。从输入衍射光学元件120最初接收的光可以被分成多个光束，同时在特定的方向上隔开的点处被多次衍射，并且最终在一个维度延伸。

输出衍射光学元件130可以配置成接收来自另一输出衍射光学元件140的延伸的光，并且允许通过衍射将接收的光从导光单元110输出，并且输出衍射光学元件140可以配置成接收来自另一输出衍射光学元件130的延伸光，并且允许通过衍射将接收的光从导光单元110输出。此外，输出衍射光学元件130可以接收来自另一输出衍射光学元件140的延伸光，并且通过衍射将接收的光在一个维度延伸，并且输出衍射光学元件140可以接收来自另一输出衍射光学元件130的延伸光，并且通过衍射将接收的光在一个维度延伸。在这种情况下，其中通过输入衍射光学元件120接收的光形成并且通过两种输出衍射光学元件130和140延伸的多个光束彼此间隔开的方向，与其中来自另一输出衍射光学元件140和130并且通过两种输出衍射光学元件130和140延伸的多个光束彼此间隔开的方向相交，基于通过输入衍射光学元件120而从光源接收的光，使得通过输出衍射光学元件130和140延伸的多个光束输出的光可以被视为两个维度延伸。

由于制造过程的设计误差等，两种输出衍射光学元件130和140可以形成为在导光单元110上彼此部分地重叠。

然而，优选地，两种输出衍射光学元件130和140在导光单元110上不形成彼此重叠的区域。在光通过衍射在一种输出衍射光学元件上被全反射并向另一衍射光学元件传播的情况下，每当光在衍射光学元件上遇到间隔开的线性光栅图案时，光可能不会沿预定的全反射路程传播，并且其光路可能会逐渐地扭曲。因此，基于导光单元110的主视图，两种输出衍射光学元件130和140被预防在不同区域中与另一输出衍射光学元件140和130重叠，使得可以预防一种输出衍射光学元件与另一输出衍射光学元件占有的区域过度地重叠，从而防止实际光路从预定的全反射路径过度扭曲。

优选地，两种输出衍射光学元件130和140分别与另一输出衍射光学元件140和130接触。从光源输出的光经过输入衍射光学元件120、两种输出衍射光学元件130和140、以及另一输出衍射光学元件140和130，从导光单元110输出，并且从光源输出的光从导光单元110输出，即，通过另一输出衍射光学元件140和130输出的光被聚集以形成一个图像光。因此，两种输出衍射光学元件130和140中的每一者需要与另一输出衍射光学元件140和130接触，使得输出的图像光不被分开。

在设置有两种输出衍射光学元件130和140的预定区域s中，可以限定具有至少预定宽度(在图5的垂直方向上的宽度)并且从与输入衍射光学元件120相邻的侧s1至与其相对的侧s2沿长度方向划分的中心区域m。在这样的中心区域m中，具有彼此不同的线性光栅图案的两种输出衍射光学元件130'和140'可以在至少一个维度交替排列。一个维度交替排列意指两种输出衍射光学元件130'和140'沿中心区域m的长度方向(图5的左右方向)交替排列。

例如，如图8a中示出的，具有与设置在预定区域s的上侧的输出衍射光学元件130相同的线性光栅图案的输出衍射光学元件130'，可以首先排列在中心区域m中与输入衍射光学元件120相邻的侧s1上，具有与设置在预定区域s的下侧的输出衍射光学元件140相同的线性光栅图案的输出衍射光学元件140'，可以被排列为与输出衍射光学元件130'相邻，然后可以顺序地交替排列不同的输出衍射光学元件130'和140'。

具有彼此不同的线性光栅图案的两种输出衍射光学元件130'和140'可以在中心区域中在两个维度交替排列。两个维度交替排列意指两种输出衍射光学元件130'和140'沿着中心区域m的宽度方向(图5的垂直方向)以及中心区域m的长度方向(图5的左右方向)交替排列。即，两种输出衍射光学元件130'和140'可以以矩阵的形式排列。

例如，如图8b中示出的，在中心区域m中，具有与设置在预定区域s的上侧的输出衍射光学元件130相同的线性光栅图案的输出衍射光学元件130'，和具有与设置在预定区域s的下侧的输出衍射光学元件140相同的线性光栅图案的衍射光学元件140'，可以在两个维度以m×n的矩阵的形式交替排列。在此，m和n为正整数，并且可以根据导光板的尺寸被选择为多种值。

具有彼此不同的线性光栅图案的两种输出衍射光学元件130'和140'可以在整个预定区域s中在两个维度交替排列。两个维度交替排列意指两种输出衍射光学元件130'和140'为沿预定区域s的宽度方向(图5的垂直方向)以及预定区域s的长度方向(图5的左右方向)交替排列。即，两种输出衍射光学元件130'和140'可以以矩阵的形式排列。

例如，如图8c中示出的，在预定区域s中，具有彼此不同的线性光栅图案的两种输出衍射光学元件130'和140'，可以在两个维度以12×22的矩阵的形式交替排列。

同时，由于制造过程的设计误差等，具有彼此不同的线性光栅图案的两种输出衍射光学元件130'和140'可以形成为在导光单元110上彼此部分重叠。然而，如上所述，为了预防实际的光路从预定的全反射路径过度地扭曲，优选地，使两种输出衍射光学元件130'和140'在导光单元上不形成彼此重叠的区域。另外，如上所述，优选地，两种输出衍射光学元件130'和140'中的每一者与另一输出衍射光学元件140和130接触，使得输出的图像光不被分开。

在两种输出衍射光学元件130'和140'交替排列的区域中，两种输出衍射光学元件130'和140'中的每一者的宽度和/或长度优选为4mm或更少，并且更优选为2mm或更少。

由于人的瞳孔尺寸通常在白天平均约2mm，在晚上平均约4mm，这是为了预防通过两个不同的输出衍射光学元件130'和140'衍射的、并且交替排列的、并且从导光单元110输出的每个光分离并且在视觉上被识别。

尽管图8a至图8c示出了不同的输出衍射光学元件130'和140'具有相同的宽度和/或长度，但是本公开内容不限于此，并且不同的交替排列的输出衍射光学元件130'和140'的每一者的尺寸可以任意地改变。

参照图9，在根据本公开内容的一方面的衍射导光板100中，通过两种输出衍射光学元件130和140衍射并且从导光单元110输出的光，相对于导光单元110的一个表面，可以分别以预定的出射角θ和θ'输出。在图9中，通过位于上侧的输出衍射光学元件130衍射和输出的光l4a'，相对于导光单元110的一个表面，可以以预定的出射角θ向下倾斜地输出，并且通过位于下侧的输出衍射光学元件140衍射和输出的光l4b'，相对于导光单元110的一个表面，可以以预定的出射角θ'向上倾斜地输出。

在导光单元110的中心区域m中，由于两种输出衍射光学元件130'和140'在至少一个维度交替地排列和混合，通过具有与设置在上侧的输出衍射光学元件130相同的线性光栅图案的输出衍射光学元件130'衍射和输出的光l4a'，与通过具有与设置在下侧的输出衍射光学元件140相同的线性光栅图案的输出衍射光学元件140'衍射和输出的光l4b'，可以在中心区域m中混合。

因此，通过设置在下侧的输出衍射光学元件130和位于中心区域m并且具有相同的线性光栅图案的输出衍射光学元件130'衍射，并且相对于导光单元110的一个表面以预定的出射角θ向下倾斜地输出的光l4a'占有的区域，更大于通过设置在上述的衍射导光板20的上侧的输出衍射光学元件23衍射，并且相对于导光单元21的一个表面以预定的出射角θ向下倾斜地输出的光l4a占有的区域。

此外，通过设置在下侧的输出衍射光学元件140和位于中心区域m并且具有相同的线性光栅图案的输出衍射光学元件140'衍射，并且相对于导光单元110的一个表面以预定的出射角θ'向上倾斜地输出的光l4b'占有的区域，更大于通过设置在上述的衍射导光板20的下侧的输出衍射光学元件24衍射，并且相对于导光单元21的一个表面以预定的出射角θ'向上倾斜地输出的光l4b占有的区域。

因此，相交区域i'，其中，通过设置在下侧的输出衍射光学元件130和位于中心区域并且具有相同的线性光栅图案的输出衍射光学元件130'衍射，并且相对于导光单元110的一个表面以预定的出射角θ向下倾斜地输出的光l4a'，与通过设置在下侧的输出衍射光学元件140和位于中心区域并且具有相同的线性光栅图案的输出衍射光学元件140'衍射，并且相对于导光单元110的一个表面以预定的出射角θ'向上倾斜地输出的光l4b'相交，可以具有在垂直方向上比相交区域i更长的长度，其中根据上述的衍射导光板，光l4a和l4b彼此相交。

即，由于可以通过出瞳距离，在与导光单元110的一个表面间隔开的位置，形成长的相交区域i'，因此有着可以广泛地应付多种身体情况的使用者的瞳孔的优点。

衍射光学元件120、130和140中的每一者可以包括以预定节距p1至预定节距p3重复形成的线性光栅。这样的线性光栅可以为突出的突起的形式。

衍射光学元件120、130和140可以分别具有光栅矢量v1至光栅矢量v3，其由与线性光栅的节距p1至p3成反比的“尺寸”和垂直于线性光栅延伸的方向的“方向”限定。光栅矢量v1至v3的尺寸可以由下面的等式1限定。

等式1

在以上等式1中，|v|表示衍射光学元件的光栅矢量的尺寸，p表示衍射光学元件的线性光栅的节距。

输入衍射光学元件120和两种输出衍射光学元件130和140的光栅矢量v1至v3的和的值为0。

在这种情况下，优选地，输入衍射光学元件120和两种输出衍射光学元件130和140的光栅矢量v1至v3具有彼此相同的尺寸，并且在其之间形成60°的角度。这是因为可以通过具有相同节距的光栅图案的一个模具形成所有的各自的衍射光学元件120、130和140。

作为实施方案，如图6a中示出的，输入衍射光学元件120可以具有相对于平行于x轴的水平线h形成90°的角的线性光栅。在两种输出衍射光学元件130和140之间，位于预定区域s中的上侧的输出衍射光学元件130可以具有相对于如图6b中示出的平行于x轴的水平线h形成-30°的角的线性光栅，并且位于预定区域s中的下侧的输出衍射光学元件140可以具有相对于如图6c中示出的平行于x轴的水平线h形成+30°的角的线性光栅，由于各自的线性光栅的节距p1至p3都相同，衍射光学元件120、130和140的光栅矢量v1至v3的尺寸都相同。由于光栅矢量v1至v3的方向与各自的线性光栅延伸的方向垂直，输入衍射光学元件120的光栅矢量v1的方向可以与x轴方向平行，位于预定区域s中的上侧的输出衍射光学元件130的光栅矢量v2的方向相对于x轴方向，可以形成-120°的角，并且位于预定区域s中的下侧的输出衍射光学元件140的光栅矢量v3的方向相对于x轴方向，可以形成+120°的角。因此，输入衍射光学元件120和两种输出衍射光学元件130和140的各自的光栅矢量v1至v3，在其间形成60°的角，并且各自的光栅矢量v1至v3的和为0的值。

优选地，两种输出衍射光学元件130和140设置在导光单元110上的同一平面上。在本公开内容的实施方案中，两种输出衍射光学元件130和140设置在导光单元110的一个表面110a上。由于两种输出衍射光学元件130和140配置成不在导光单元110上的同一平面上形成彼此重叠的区域，当制造两种输出衍射光学元件130和140时，一个模具设置有能够形成两种输出衍射光学元件130和140的所有的线性光栅的光栅图案，使得其具有以下优势：可以一次形成两种输出衍射光学元件130和140的线性光栅。

根据本公开内容的另一个方面的显示装置(未示出)可以包括输出形成图像的图像光的光源(未示出)和根据本公开内容的一方面的衍射导光板100。从光源输出的图像光可以被输入至输入衍射光学元件120并通过输入衍射光学元件120被衍射，并且耦合至两种输出衍射光学元件130和140。两种输出衍射光学元件130和140可以将耦合的和接收的光在一个维度衍射和延伸，并且一个维度延伸的光可以被耦合至另一输出衍射光学元件140和130，并且通过衍射从导光单元110输出。延伸的图像光通过两种输出衍射光学元件130和140中的每一者从导光单元110输出，使得其具有以下优势：与通过仅适用单个的衍射光学元件从导光单元110输出图像光的情况相比，可以形成具有更大的视角的图像光。

另外，根据本公开内容的实施方案，在中心区域(其在预定区域s内具有至少预定宽度并且从与输入衍射光学元件120相邻的侧s1至相对侧s2沿长度方向划分)中，由于具有彼此不同的线性光栅图案的两种输出衍射光学元件在至少一个维度交替排列，可以通过出瞳距离在与导光单元110的一个表面间隔开的位置形成长的相交区域i'。使得其具有以下优势：通过广泛地形成所谓的眼睛运动盒，可以广泛地应付多种身体情况的使用者的瞳孔。

图10为示出从根据本公开内容的比较例的衍射导光板输出的光的模拟结果的视图，并且图11为通过拍摄从根据本公开内容的比较例的衍射导光板输出的图像而获得的结果。

比较例示出了其中两种输出衍射光学元件垂直地分开排列的衍射导光板，但是两种输出衍射光学元件在沿导光单元的长度方向上不是交替排列的。

图10的(a)为当光垂直入射至输出衍射光学元件的侧时，通过模拟输出衍射光学元件输出的光的路径而获得的结果，并且图10的(b)为当光以5°的倾斜角入射至垂直于输入衍射光学元件的侧时，通过模拟输出衍射光学元件输出的光的路径而获得的结果。通过虚拟实验室软件(lighttrans)进行了模拟。

当光垂直于入射至输入衍射光学元件的侧时，可以看到，光从两种输出衍射光学元件设置的大部分区域输出。然而，当光以5°的倾斜角入射至垂直于输入衍射光学元件的侧时，可以看到，没有光从两种输出衍射光学元件的上部区域的重要部分输出。

参照图11，可以看出，作为通过根据比较例衍的射光学元件输出的图像被实际拍摄的结果，图像在两种输出衍射光学元件的上部区域的重要部分中显得暗。

图12为示出从根据本公开内容的实施方案的衍射导光板输出的光的模拟结果的视图。

本实施方案涉及其中两种输出衍射光学元件在预定区域中在两个维度交替排列的衍射导光板。

图12的(a)为当光垂直入射至输入衍射光学元件的侧时，通过模拟通过输出衍射光学元件输出的光的路径而获得的结果，并且图12的(b)为当光以5°的倾斜角垂直入射至输入衍射光学元件的侧时，通过模拟通过输出衍射光学元件输出的光的路径而获得的结果。

在光垂直入射至输入衍射光学元件的侧和光以5°的倾斜角垂直入射至输入衍射光学元件的侧的两种情况下，可以看到，光从两种输出衍射光学元件设置的大部分区域输出。

尽管已经关于以上优选的实施方案描述了本公开内容，但是在不脱离本公开内容的主旨和范围的情况下，可以进行多种修正或修改。因此，所附权利要求将包括这样的修正或修改，只要其属于本公开内容的主题即可。