[发明专利]一种衍射光波导镜片

说明书

本发明提供一种衍射光波导镜片，包括：波导基片，分为多个区域；光栅，对应波导基片的不同区域进行设置；以及膜层，设置在波导基片和光栅之间，且至少设置在波导基片上的部分区域。本发明采用新的调制光栅区域衍射效率的方法，在波导基片和光栅之间增设膜层，该膜层可以至少设置在波导基片中多个区域的部分区域，通过增加调节变量，改善衍射光波导显示装置的Eyebox均匀性，实现更好的显示效果。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种衍射光波导镜片。

背景技术

目前，波导镜片已成为增强现实(Augmented Reality，简称AR)显示装置的主流技术发展方向。图1为现有技术中波导镜片的原理示意图，包括投影光机101和波导镜片110，光波导镜片110包括耦合输入光栅103、波导基片102和耦合输出光栅104；若耦合输出光栅的衍射效率不变，则耦合输出的光线107、108、109所携带的光通量会逐渐变少，因此到达Eyebox(眼盒)105对应区域的光通量也相应减少，即形成一个不均匀的Eyebox。当人眼位于Eyebox 105不同区域观察时，所看到的图像106的亮度会有不同，图像106本身也会沿光线在波导镜片中的传输方向逐渐变暗。

为了实现均匀的Eyebox(眼盒)，使人眼位于Eyebox不同位置时看到的画面亮度均匀且亮度不变，耦合输出光栅的耦合输出衍射效率需要沿着图像光线传播的方向逐步增大，以产生一个均匀的出瞳。目前存在的耦合输出衍射效率调制技术主要包括折射率差值调制(体全息光栅)、光栅槽深调制(面浮雕光栅)、光栅占空比调制(面浮雕光栅)、光栅倾角调制(面浮雕光栅)，均是通过对光栅微光结构的调制来实现均匀的Eyebox。

图2为本发明现有技术中采用光栅槽深调制制作的波导镜片的原理示意图，通过对光栅槽深进行调制来实现均匀出瞳。如图2所示，投影光机101输出的光线经过耦合输入光栅103耦合输入波导基片102，向耦合输出光栅104通过全反射进行传输。到达耦合输出光栅104后，每次到达耦合输出光栅104时都会有一部分光通量耦合输出，即光线204、205、206。耦合输出光栅104的槽深沿光线在波导镜片中传输的方向逐渐加深，耦合输出效率随之逐渐增大，因此虽然衍射输出前到达耦合输出光栅104的光通量会比前一次到达耦合输出光栅104的光通量少，但是射出的光线204、205、206所携带的光通量可基本保持一致，从而人眼在接受到光线204、205、206时看到的图像亮度一样。

但是，无论采用光栅槽深调制、光栅占空比调制还是光栅倾角调制，一方面，由于各个区域的光栅不同，会加大制作压印母版时的复杂度，且限制母版的制作工艺；另一方面，还会由于各个区域的光栅不同，在压印制作光栅的过程中，压印用胶水的参数、压印工艺参数(压力、固化功率、固化速度、脱模方式等)需要满足各个区域的要求，从而加大了大批量制作的难度。

基于上述，现有技术中采用调制光栅衍射效率的方法制作均匀Eyebox和画面亮度均匀的波导镜片，存在光栅或母版制作难度大、对制作工艺有限制。

上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种衍射光波导镜片，解决现有技术中光栅或母版制作难度大、对制作工艺有限制的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种衍射光波导镜片，包括：

波导基片，分为多个区域；

光栅，对应波导基片的不同区域进行设置；以及

膜层，设置在波导基片和光栅之间，且至少设置在波导基片上的部分区域。

在本发明的一种示例性实施例中，所述膜层为单层膜或多层具有不同折射率的膜层叠加而成的膜系。