[发明专利]双侧对射出光均匀的衍射波导

说明书

本发明公开了一种双侧对射出光均匀的衍射波导，包括：入射光栅，第一转折光栅、第二转折光栅、第三转折光栅、第四转折光栅和出射光栅均分布设置在波导基体上；入射光栅和出射光栅上下间隔设置在波导基体的中间部位；入射光栅的两侧分别间隔设置第一转折光栅和第二转折光栅；出射光栅的两侧分别间隔设置第三转折光栅和第四转折光栅。通过在入射光栅和出射光栅两侧分别设置四块转折光栅，能同时利用入射光栅+1级和‑1级的衍射光，提升光传输效率并利用两级衍射效率互补提升图像均匀性；并且，由于光束分别经两块转折光栅由两侧进入出射光栅，横穿出射光栅的光强度衰减被抵消，直接提升出光均匀性，最终提升了衍射波导的显示效果。

技术领域

本发明涉及近眼显示器件领域，尤其涉及一种双侧对射出光均匀的衍射波导。

背景技术

近眼显示器件作为增强现实技术最关键的硬件之一近年快速发展。市面上已出现多款基于不同光学原理的近眼显示器件。这其中，基于衍射波导的近眼显示器件具有质量轻，透明度高，可提升空间大等有点近些年受到广泛关注。

用于近眼显示的衍射光波导主要是利用透明波导上的光栅衍射原理实现对光的转向，从而将波导角落处由微投影仪器或者微显示屏幕产生的虚拟光传递至人眼正前方。虚拟光与直接透过波导片的现实世界的光相结合并同时入射进人眼，最终实现增强现实效果。

目前，常用的几种结构衍射波导中，无论是设有一个转折光栅，还是设有两个光栅，来自入射光栅或者转折光栅的光都是从一侧进入出射光栅。如：图3所示的是一种含有两个转折光栅的二维扩瞳衍射波导，这种方案虽能同时利用了入射光栅两侧±1级的衍射光，提升光栅的效率，使得衍射光在各个角度上的效率互补提升虚拟图像的均匀性，但来自入射光栅经转折光栅的光都是从一侧进入出射光栅。这样存在的问题是：由于光束在横向穿过出射光栅时不断将部分光耦合出衍射波导，穿过出射光栅的光束的强度不断降低，使得出射光栅的光强度也逐渐降低，最终导致衍射波导呈现效率一侧高一侧低，出光不均匀。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种双侧对射出光均匀的衍射波导，能解决现有的衍射波导，因来自入射光栅或者转折光栅的光都是从一侧进入出射光栅，存在衍射波导的效率一侧高一侧低，出光不均匀的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种双侧对射出光均匀的衍射波导，包括：

波导基体、入射光栅、第一转折光栅、第二转折光栅、第三转折光栅、第四转折光栅和出射光栅；其中，

所述入射光栅，第一转折光栅、第二转折光栅、第三转折光栅、第四转折光栅和出射光栅均分布设置在所述波导基体上；

所述入射光栅和出射光栅上下间隔设置在所述波导基体的中间部位；

所述入射光栅的两侧分别间隔设置所述第一转折光栅和第二转折光栅；

所述出射光栅的两侧分别间隔设置所述第三转折光栅和第四转折光栅。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的双侧对射出光均匀的衍射波导，其有益效果为：

通过在波导基体的中间部位设置上下间隔的入射光栅和出射光栅，在入射光栅和出射光栅的两侧分别设置第一转折光栅、第二转折光栅、第三转折光栅、第四转折光栅四块转折光栅，具备了双转折衍射波导的优点，能同时利用入射光栅+1级和-1级的衍射光，提升光的传输效率并利用两级衍射效率互补提升图像均匀性；并且，由于光束分别经过两块转折光栅由两侧进入出射光栅，横穿出射光栅的光的强度衰减被抵消，直接提升了出光均匀性，最终提升了衍射波导的显示效果。

附图说明