一种光栅分区设置的衍射光波导及近眼显示设备的制作方法

本发明实施例涉及衍射光波导技术，尤其涉及一种光栅分区设置的衍射光波导及近眼显示设备。

背景技术：

1、随着半导体工艺的高度发展，人与计算机之间的交互方式正在飞速发展，其中，增强现实(augmented reality，ar)因其可提供给人类更多维度的显示信息而得到人们广泛的关注。当前，衍射光波导因其具有轻便、高透明度、设计灵活性高、可低成本大批量制造等特点，成为了业内实现ar显示的一个主流方案。

2、具体地，衍射光波导包括波导基底以及设置在波导基底上的光栅区域，光栅区域包括耦入光栅区域和耦出光栅区域，且耦入光栅区域与耦出光栅区域间隔设置，耦入光栅区域内的光栅将载有图像信息的入射光耦入波导基底中，耦出光栅区域内的光栅一边对载有图像信息的光进行传播和扩展，一边将光从波导基底中耦出，形成耦出光场。眼睛接收耦出光场的光，从而可以例如观察到入射光所载图像。

3、然而，上述方案在显示时存在角度均匀性差和位置均匀性差的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种光栅分区设置的衍射光波导及近眼显示设备，解决了衍射光波导显示角度均匀性差和位置均匀性差的问题，通过将耦出光栅区域分区，并改变不同光栅分区的出射效率，一定程度上能使显示角度和位置相对更均匀，改善了显示设备的视觉效果，提升了用户体验。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种光栅分区设置的衍射光波导，包括：

3、波导基底，包括耦入光栅区域和耦出光栅区域；所述耦出光栅区域包括至少一个第一耦出分区和一个第二耦出分区，所述第二耦出分区位于所述第一耦出分区远离所述耦入光栅区域的一侧；

4、第一光栅阵列和第二光栅阵列，所述第一光栅阵列和所述第二光栅阵列至少位于所述波导基底的一侧表面；所述第一光栅阵列位于所述第一耦出分区，所述第二光栅阵列位于所述第二耦出分区；所述第二耦出分区中的所述第二光栅阵列的出射效率高于所述第一耦出分区中的所述第一光栅阵列的出射效率。

5、第二方面，本发明实施例还提供了一种近眼显示设备，包括如第一方面所述的衍射光波导。

6、本发明实施例提供了一种光栅分区设置的衍射光波导及近眼显示设备，该光栅分区设置的衍射光波导包括：波导基底、第一光栅阵列和第二光栅阵列，波导基底包括耦入光栅区域和耦出光栅区域。耦出光栅区域包括至少一个第一耦出分区和一个第二耦出分区，第二耦出分区位于第一耦出分区远离耦入光栅区域的一侧。，第一光栅阵列和第二光栅阵列至少位于波导基底的一侧表面。第一光栅阵列位于第一耦出分区，第二光栅阵列位于第二耦出分区。第二耦出分区中的第二光栅阵列的出射效率高于第一耦出分区中的第一光栅阵列的出射效率。本发明解决了衍射光波导显示角度均匀性差和位置均匀性差的问题，通过将耦出光栅区域分区，并改变不同光栅分区的出射效率，一定程度上能使显示角度和位置相对更均匀，改善了显示设备的视觉效果，提升了用户体验。

技术特征：

1.一种光栅分区设置的衍射光波导，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，还包括第三光栅阵列，所述第三光栅阵列位于所述波导基底的一侧表面，所述第三光栅阵列位于所述耦入光栅区域；

3.根据权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述第一耦出分区由所述耦出光栅区域与对称图形交叠形成；其中，所述对称图形的对称轴与所述第一方向平行且经过所述耦入光栅区域的中心。

4.根据权利要求3所述的衍射光波导，其特征在于，在第二方向上，所述第二耦出分区的至少部分区域位于所述第一耦出分区远离所述耦入光栅区域的一侧；其中，所述第二方向与所述第一方向垂直且与所述波导基底所在平面平行。

5.根据权利要求3所述的衍射光波导，其特征在于，所述耦出光栅区域包括多个所述第一耦出分区，多个所述第一耦出分区沿所述第一方向依次排列，且多个所述第一耦出分区分别由所述耦出光栅区域与多个所述对称图形交叠形成，多个所述对称图形依次环套；

6.根据权利要求5所述的衍射光波导，其特征在于，多个所述对称图形的中心重合。

7.根据权利要求3所述的衍射光波导，其特征在于，所述对称图形由矩形、三角形、多边形、圆形、椭圆形和扇形中的至少一种组成。

8.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述第一光栅阵列包括第一光栅结构，所述第二光栅阵列包括第二光栅结构；

9.根据权利要求8所述的衍射光波导，其特征在于，沿平行所述波导基底所在平面，所述第二光栅结构和所述第一光栅结构的截面图形为第一图形、第二图形、第三图形、第四图形、第五图形、第六图形、第七图形、第八图形、第九图形、第十图形、第十一图形和第十二图形中的任意两个图形，且在第一图形至第十二图形的图形排序中，所述第二光栅结构的截面图形位于所述第一光栅结构的截面图形之前；

10.根据权利要求8所述的衍射光波导，其特征在于，

11.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述第一光栅阵列包括第一光栅结构，所述第二光栅阵列包括第二光栅结构；

12.根据权利要求11所述的衍射光波导，其特征在于，沿第三方向，所述第二光栅结构沿第四方向倾斜的角度范围为5～80°。

13.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述第一光栅阵列包括第一光栅结构，所述第二光栅阵列包括第二光栅结构；

14.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述第一光栅阵列包括第一光栅结构，所述第二光栅阵列包括第二光栅结构；

15.一种近眼显示设备，其特征在于，包括如权利要求1-14任一项所述的衍射光波导。

技术总结
本发明公开了一种光栅分区设置的衍射光波导及近眼显示设备，该光栅分区设置的衍射光波导包括：波导基底，包括耦入光栅区域和耦出光栅区域；耦出光栅区域包括至少一个第一耦出分区和一个第二耦出分区，第二耦出分区位于第一耦出分区远离耦入光栅区域的一侧；第一光栅阵列和第二光栅阵列，第一光栅阵列和第二光栅阵列至少位于波导基底的一侧表面；第一光栅阵列位于第一耦出分区，第二光栅阵列位于第二耦出分区；第二耦出分区中的第二光栅阵列的出射效率高于第一耦出分区中的第一光栅阵列的出射效率。将耦出光栅区域分区，并改变不同光栅分区的出射效率，解决了衍射光波导显示角度均匀性差和位置均匀性差的问题，改善了显示设备的视觉效果。

技术研发人员：史瑞,李惠达,朱海萍,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：
技术公布日：2024/1/15