CN115166897B - 衍射光波导及显示设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种衍射光波导，其包括波导基板和形成在波导基板上的耦入光栅、耦出光栅和耦入端回光光栅，耦入光栅配置为将输入光束耦合到波导基板中，以使之通过全反射在波导基板内传播并形成朝向耦出光栅传播的第一路光和未朝向耦出光栅传播的第二路光，耦出光栅配置为将传播到其中的光的至少一部分通过衍射从波导基板中耦出，耦入端回光光栅配置为对第二路光进行衍射以使之朝向耦出光栅传播。本申请还公开了包括上述衍射光波导的显示设备。根据本发明实施例，通过提供耦入端回光光栅以及/或者改进回光光栅的布置方式，提高了衍射光波导的光耦合效率，并且有利地改善了衍射光波导的出射光场的光能量分布均匀性。

Description

衍射光波导及显示设备
技术领域
本发明涉及基于衍射的显示技术，特别是可用于增强现实显示的衍射光波导和包括该衍射光波导的显示设备。
背景技术
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)显示可以提供给人类以更多维度的信息，得到人们的广泛关注。AR眼镜是增强现实显示领域的重要媒介之一。衍射光波导具有可量产性强、轻薄等优势，在AR显示领域逐渐得到认可，并有望成为未来AR领域主流技术发展方向。
目前用于AR显示的衍射光波导尚有不足之处。例如，衍射光波导的整体光耦合效率不够高，导致AR显示的视场不够明亮。此外，例如，衍射光波导的出射光场的光能量分布均匀性也尚待提高。为了提高衍射光波导的耦合效率以及改善出射光能量分布均匀性，人们提出了一种如图13所示的衍射光波导，其中在波导基底上设置有耦入光栅a、耦出光栅b和回光光栅c。耦入光栅a将载有图像信息的入射光耦入波导基底中。耦出光栅b一边将载有图像信息的光在波导基底所在的平面内扩展，一边将所述光从波导基底中耦出。回光光栅c设置在耦出光栅b的远离耦入光栅a的末端的周围，用于使离开耦出光栅b并继续在波导基底中传播的光返回耦出光栅b。然而，图13所示设计对衍射光波导的整体光耦合效率的提高仍然很有限。此外，耦出光栅b的出射光场容易呈现中央区域(如图13中虚线框所示)暗而周围区域亮的不均匀状态，导致显示效果不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种衍射光波导和包括该衍射光波导的显示设备，以至少部分地克服了现有技术中的不足。
根据本发明的一个方面，提供了一种衍射光波导，其包括波导基板，所述波导基板形成有耦入光栅和耦出光栅，所述耦入光栅配置为将输入光束耦合到所述波导基板中，以使之通过全反射在所述波导基板内传播并形成朝向所述耦出光栅传播的第一路光和未朝向所述耦出光栅传播的第二路光，所述耦出光栅配置为将传播到其中的光的至少一部分通过衍射从所述波导基板中耦出，其中，所述波导基板还形成有耦入端回光光栅，所述耦入端回光光栅配置为对所述第二路光进行衍射，以使之朝向所述耦出光栅传播。
有利地，所述耦入端回光光栅配置为对所述第二路光进行衍射，形成第三路光，所述第三路光以与所述第一路光相同的全反射角度在所述波导基板中传播。
有利地，所述耦入光栅具有沿一方向的光栅周期d1，所述耦入端回光光栅具有沿该相同方向的光栅周期d2，并且满足d1＝2d2。
有利地，所述耦入光栅和所述耦入端回光光栅分别形成在所述波导基板的彼此相反的两个表面上，并且在垂直于所述两个表面的投影中，所述耦入端回光光栅部分地与所述耦入光栅重叠。
有利地，所述耦入光栅具有第一光栅矢量，所述耦入端回光光栅为一维光栅，并且所述耦入端回光光栅的光栅矢量与所述第一光栅矢量平行。
有利地，所述耦入端回光光栅具有梯形形状，所述梯形形状的两个彼此平行的边垂直于所述第一光栅矢量，并且沿着所述第二路光的传播方向，所述耦入端回光光栅的宽度增大。
在一些实施例中，所述耦入光栅可以为二维光栅。
在一些实施例中，所述耦入光栅为一维光栅并具有第一光栅矢量，所述耦入端回光光栅为一维光栅，并且所述耦入端回光光栅的光栅矢量相对于所述第一光栅矢量成预定角度。
在一些实施例中，所述耦入光栅具有第一光栅矢量，所述耦入端回光光栅包括第一一维光栅和第二一维光栅，所述第一一维光栅的光栅矢量与所述第一光栅矢量成第一夹角，所述第二一维光栅的光栅矢量与所述第一光栅矢量成第二夹角。
有利地，所述第一夹角和所述第二夹角为方向相反、大小均为60°的角。
在一些实施例中，所述波导基板还形成有偏折光栅，所述偏折光栅配置为将来自所述耦入端回光光栅的光朝向所述耦出光栅偏折。
有利地，所述耦入端回光光栅在垂直于所述第一光栅矢量的方向上的宽度大于或等于所述耦入光栅在所述方向上的宽度。
有利地，所述波导基板还形成有耦出端回光光栅，所述耦出端回光光栅配置为接收来自所述耦出光栅的光并对其进行衍射，使之返回所述耦出光栅；所述耦出光栅和所述耦出端回光光栅分别形成在所述波导基板的彼此相反的两个表面上，并且在垂直于所述两个表面的投影中，所述耦出端回光光栅部分地与所述耦出光栅重叠。
有利地，所述耦出光栅具有接收来自所述耦入光栅的光的第一侧边和与该第一侧边相反的第二侧边以及位于所述第一侧边和第二侧边之间的第三侧边和第四侧边，并且在所述投影中，所述耦出端回光光栅覆盖在所述第二侧边的内外两侧上。
有利地，在所述投影中，所述耦出端回光光栅覆盖在所述第二侧边、第三侧边和第四侧边的内外两侧上。
有利地，所述耦出端回光光栅形成为U形。
有利地，所述耦出端回光光栅包括形成有光栅结构的光栅区域和分布在所述光栅区域中的多个无光栅区域。
在一些实施例中，所述耦入光栅为一维光栅，并且所述波导基板还形成有转折光栅，来自所述耦入光栅的光经过所述转折光栅的一维扩展和偏折之后朝向所述耦出光栅传播；所述波导基板还形成有中间回光光栅，所述中间回光光栅配置为接收来自所述转折光栅的光并对其进行衍射，使之返回所述转折光栅；并且所述转折光栅和所述中间回光光栅分别形成在所述波导基板的所述两个表面上，并且在所述投影中，所述中间回光光栅部分地与所述转折光栅重叠。
有利地，所述转折光栅具有与所述耦入光栅和所述耦出光栅相反的第一边缘和第二边缘，并且在所述投影中，所述中间回光光栅覆盖在所述第一边缘和所述第二边缘的内外两侧上。
根据本发明的一个方面，提供了一种显示设备，其包括如上所述的衍射光波导。
有利地，所述显示设备为近眼显示设备，并且包括镜片和用于将镜片保持为靠近眼睛的框架，所述镜片包括所述衍射光波导。
有利地，所述框架包括与所述镜片抵接以保持所述镜片的保持部，并且所述衍射光波导的所述耦入端回光光栅位于所述镜片与所述保持部抵接的区域。
有利地，显示设备还包括用于将带有图像信息的光投射到所述衍射光波导的所述耦入光栅上的光机，所述光机安装在所述保持部上并正对着所述耦入光栅。
有利地，所述显示设备为增强现实显示设备或虚拟现实显示设备。
根据本发明实施例，通过提供耦入端回光光栅以及/或者改进回光光栅的布置方式，提高了衍射光波导的光耦合效率，并且有利地改善了衍射光波导的出射光场的光能量分布均匀性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为根据本发明实施例一的衍射光波导的示例一的示意图；
图2为根据本发明实施例一的衍射光波导的示例二的示意图；
图3为根据本发明实施例二的衍射光波导的示例一的示意图；
图4为根据本发明实施例二的衍射光波导的示例二的示意图；
图5为根据本发明实施例二的衍射光波导的示例三的示意图；
图6为根据本发明实施例三的衍射光波导的示例一的示意图；
图7为根据本发明实施例三的衍射光波导的示例二的示意图；
图8为根据本发明实施例四的衍射光波导的示例一的示意图；
图9为根据本发明实施例四的衍射光波导的示例二的示意图；
图10为根据本发明实施例五的衍射光波导的示例的示意图；
图11为根据本发明实施例的显示设备的示例的示意图；
图12为用于图11所示显示设备的镜片/衍射光波导的示意图；
图13为现有技术的用于显示的衍射光波导的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
首先，参照图1和图2介绍根据本发明实施例一的衍射光波导。
图1示出了根据实施例一的衍射光波导的示例一，即衍射光波导10。如图1所示，衍射光波导10包括波导基板10a，波导基板10a形成有耦入光栅11、耦入端回光光栅12和耦出光栅13。
耦入光栅11为一维光栅，其配置为将照射在耦入光栅11上的输入光束耦合到波导基板10a中，以使之通过全反射在波导基板10a内传播并形成朝向耦出光栅13传播(例如如图1中向左的箭头所示)的第一路光和未朝向耦出光栅13传播(例如如图1中向右的箭头所示)的第二路光。耦入端回光光栅12配置为对第二路光进行衍射，以使之朝向耦出光栅13传播。耦出光栅13为二维光栅，其配置为将传播到其中的光的至少一部分通过衍射从波导基板10a中耦出。
具体地，在图1所示示例中，耦入光栅11具有沿图1中箭头所示方向周期性布置的多个线槽(见图1中左下角的图形)；也就是说，耦入光栅11的线槽的延伸方向垂直于箭头所示方向。从波导基板10a外部照射到耦入光栅11上的输入光束(例如载有图像信息的光)经过耦入光栅11的衍射，形成正一级衍射光和负一级衍射光。正一级衍射光沿着图1中向左的箭头在波导基板10a中全反射传播，形成上述第一路光；负一级衍射光沿着图1中向右的箭头在波导基板10a中全反射传播，形成上述第二路光。
这种情况下，耦入光栅11具有如图1中左下角图形所示的光栅矢量G11。在本申请中，采用“光栅矢量”描述光栅结构的周期性特点，其中，“光栅矢量”的方向平行于光栅的结构周期性变化/布置所沿的方向(例如垂直于光栅刻线/线槽的方向)并且与光栅的正一级衍射光的传播方向一致；“光栅矢量”的大小为2π/d，其中d为光栅结构在“光栅矢量”的方向上的周期，又称“光栅周期”。
在图1所示示例中，耦入端回光光栅12设置在耦入光栅11的与耦出光栅13相反的一侧。耦入端回光光栅12配置为对第二路光进行衍射，形成第三路光。根据本实施例，第三路光沿与第一路光相同的方向(例如沿图1中向左的箭头)传播，以使之进入耦出光栅13。为了使得以相同入射角入射到波导基板10a上的光能够通过耦出光栅13以相同的出射角从波导基板被耦出，根据本实施例，耦入端回光光栅12配置为使得第三路光以与第一路光相同的全反射角度在所述波导基板中传播。
为此，根据本实施例，耦入端回光光栅12可以具有如图1中右下角图形所示的光栅矢量G12，光栅矢量G12的方向与G11的方向相同，而其光栅矢量的大小为光栅矢量G11的两倍。换句话说，耦入光栅11在光栅矢量G11的方向上的光栅周期d1与耦入端回光光栅12在光栅矢量G12的方向上的光栅周期d2满足d1＝2d2。光在经过光栅衍射后具有复杂的角度变化，这种变化难以简洁、清晰地在此介绍。然而，从光栅矢量的角度可以提供直观的解释。例如，参见图1右下角图形，耦入光栅11的负一级衍射光(第二路光)相当于对输入光束施加了与光栅矢量G11方向相反的光栅矢量-G11的影响而得到的；第二路光经过耦入端回光光栅G12的衍射，相当于在光栅矢量-G11的影响上叠加了耦入端回光光栅G12的影响，得到的第三路光。如图1右下角图形所示，第三路光受到的光栅矢量-G11与G12的影响的总的效果，相当于对输入光束施加了光栅矢量G11的影响，即与第一路光相同。这与基于输入光束入射到衍射光波导10之后的折射、衍射、反射而计算得到光线角度的结果是一致。
如图1所示，优选地，耦入端回光光栅12具有梯形形状，该梯形形状的两个彼此平行的边垂直于耦入光栅11的光栅矢量G11；并且沿着第二路光的传播方向，耦入端回光光栅12的宽度增大。这样构造是考虑到，衍射光波导用于显示图像时，接收的输入光束并非完全垂直于波导基板10a的表面，而是具有一定的视场角FOV，这造成经过耦入光栅11衍射而得到的第一路光和第二路光在波导基板10a中通过全反射传播的方向相对于图1中箭头所示的方向也具有一定的张角。根据本发明实施例，为了充分地将使第二路光“返回”耦出光栅13以提高对光的利用效率，耦入端回光光栅12优选具有上述梯形形状。然而，应该理解的是，耦入端回光光栅12也可以具有在垂直于耦入光栅的光栅矢量G11的方向上的宽度大于或等于耦入光栅11的宽度的任何其它合适的形状。这对于以下介绍的各个实施例的衍射光波导中的耦入端回光光栅都是适用的，下文中不再重复说明。
图2示出了根据实施例一的衍射光波导的示例二，即衍射光波导20。如图2所示，衍射光波导20包括波导基板20a，波导基板20a形成有耦入光栅21、耦入端回光光栅22、耦出光栅23以及转折光栅25。
耦入光栅21为一维光栅，其具有如图2左下角所示光栅矢量G21。耦入端回光光栅22具有光栅矢量G22，光栅矢量G22的方向与光栅矢量G21相同，大小是后者的两倍。耦入光栅21和耦入端回光光栅22可以具有与以上参照图1介绍的衍射光波导10中的耦入光栅11和耦入端回光光栅12相同的构造和功能，在此不再赘述。
仅作为示例，如图2所示，耦入端回光光栅22可以具有在垂直于光栅矢量G21的方向上宽度大于耦入光栅21的矩形形状。
在图2所示示例中，耦出光栅23和转折光栅25为一维光栅，来自耦入光栅21的光经过转折光栅25在一个方向(如图2中的左右方向)上的一维扩展和偏折之后朝向耦出光栅23传播。耦出光栅23对接收到的光在另一个方向(如图2中的上下方向)上进行扩展并在扩展的过程中逐步将光从波导基板20a中耦出。这在用于图像显示的应用中，可以提供二维扩瞳之后的图像显示。
为了研究耦入端回光光栅对于衍射光波导的光耦合效率的作用，基于图2所示的衍射光波导20，设计了仿真算例，其中：
(1)波导基板的折射率为1.816；
(2)耦入光栅的光栅周期为420nm；
(3)耦入端回光光栅采用光栅周期为210nm、占空比为26％、深度为210nm的直齿光栅；
(4)输入光束的波长为532nm，输入光束的角度(视场角)在垂直于图2所示x轴的平面内在-15°～15°的范围内变化，在垂直于y轴的平面内保持为0°；
(5)光探测器的探测表面D设置为接收从耦入光栅23耦出的至少部分光。
基于上述条件，分别计算在一定的输入光束角度下，无耦入端回光光栅22和有耦入端回光光栅22两种情况下的光探测器探测到的光能量，得到以下结果：
视场角 (15°,0°) (8°,0°) (0°,0°) (-8°,0°) (-15°,0°)
无回光光栅22 3.26E-04 4.30E-04 8.75E-04 6.00E-04 2.22E-03
有回光光栅22 6.95E-04 8.91E-03 1.04E-03 7.00E-04 2.23E-03
效率提升 113％ 107％ 19％ 17％ 0％
以上算例中输入光束的光能量是固定的。
应该理解的是，转折光栅25和耦出光栅23对光的耦合效率的影响是固定的，转折光栅25和耦出光栅23的结构和效率以及光强探测器的探测表面D的大小和位置对于上述算例中耦入端回光光栅带来的光耦合效率提升并不产生显著影响。
从上述算例的结果可以看到，耦入端回光光栅有利于提高衍射光波导的光耦合效率，并且对应于一定的视场角角度范围，能够极大地提高光耦合效率。这有利改善基于衍射光波导的图像显示的亮度。
图1和图2所示根据本发明实施例一的衍射光波导中，耦入光栅11、21均采用了一维光栅。应该理解的，本发明并不限于此，在其它实施例中，耦入光栅也可以采用二维光栅。这种情况下，耦入光栅具有不止一个光栅矢量，并且耦入端回光光栅的光栅矢量可以与耦入光栅的其中一个光栅矢量方向相同/平行，只要经过耦入端回光光栅的衍射能够使得来自耦入光栅的第二路光朝向耦出光栅传播。
图3至图5示出了根据本发明实施例二的衍射光波导的不同示例，其中耦入端回光光栅的光栅矢量的方向与耦入光栅的光栅矢量的方向成预定角度。
在图3所示示例中，衍射光波导30包括波导基板30a和形成在波导基板30a上的耦入光栅31、耦入端回光光栅32和耦出光栅33。耦入光栅31为一维光栅并具有光栅矢量G31(图3右边图形示出了与光栅矢量G31方向相反、大小相同的光栅矢量-G31)。耦入端回光光栅32为一维光栅并具有光栅矢量G32。如图3所示，光栅矢量G32的方向与光栅矢量G31的方向成一定角度。
耦出光栅33为二维光栅，该二维光栅具有的其中一个光栅矢量为G33。根据本实施例，耦入端回光光栅32配置为使得光栅矢量G32与光栅矢量-G31和光栅矢量G33的矢量和为零。这样，输入光束经过耦入光栅31的衍射形成朝向耦出光栅33传播的正一级衍射光(第一路光)和未朝向耦出光栅33传播的负一级衍射光(第二路光)；第二路光经过耦入端回光光栅32的衍射，朝向耦出光栅33传播，并最终经过耦出光栅33的衍射从波导基板30a耦出，从波导基板30a耦出的光保持与输入光束相同的角度，从而能够还原输入光束所载有的图像信息。
如图3所示，在耦入光栅31相对于耦出光栅33没有对中布置的情况下，耦入端回光光栅32可以设置为使得光沿例如图3右边图形中平行箭头所示的方向朝向耦出光栅33传播，以补充由于耦入光栅31向上偏置造成的耦出光栅33的下半部分的亮度不足。
在图4所示示例中，衍射光波导40包括波导基板40a和形成在波导基板40a上的耦入光栅41、耦入端回光光栅42和耦出光栅43。耦入光栅41为一维光栅并具有光栅矢量G41(图4右边图形示出了与光栅矢量G41方向相反、大小相同的光栅矢量-G41)。耦入端回光光栅42包括第一一维光栅42a和第二一维光栅42b，第一一维光栅42a的光栅矢量G42a与光栅矢量G41成第一夹角，第二一维光栅42b的光栅矢量G42b与光栅矢量G41成第二夹角。在图4所示示例中，经第一一维光栅42a和第二一维光栅42b衍射得到的光朝向耦出光栅43会聚；在其它示例中，衍射得到的光也可以朝向耦出光栅43发散。优选地，第一夹角和第二夹角方向相反，大小均为60°。
耦出光栅43为二维光栅，该二维光栅具有的其中两个光栅矢量为G43a和G43b。根据本实施例，耦入端回光光栅42配置为使得光栅矢量G42a与光栅矢量-G41和光栅矢量G43a的矢量和为零(如图4中左下角图形所示)，光栅矢量G42b与光栅矢量-G41和光栅矢量G43b的矢量和为零(如图4中右下角图形所示)。这样，输入光束经过耦入光栅41的衍射形成的负一级衍射光(第二路光)经过耦入端回光光栅42和耦出光栅43的衍射从波导基板40a耦出，并且从波导基板40a耦出的光保持与输入光束相同的角度，从而能够还原输入光束所载有的图像信息。
如图4所示，衍射光波导40的设计有利于对耦出光栅43的靠近耦入光栅41的两个角部的光强不足进行补充，从而改善衍射光波导出射光场的均匀性。
在图5所示示例中，衍射光波导50包括波导基板50a和形成在波导基板50a上的耦入光栅51、耦入端回光光栅52和耦出光栅53。耦入光栅51为一维光栅并具有光栅矢量G51(图5右边图形示出了与光栅矢量G51方向相反、大小相同的光栅矢量-G51)。耦入端回光光栅52包括第一一维光栅52a和第二一维光栅52b，第一一维光栅52a的光栅矢量G52a与光栅矢量G51成第一夹角，第二一维光栅52b的光栅矢量G52b与光栅矢量G51成第二夹角。在图5所示示例中，波导基板50a上还形成有偏折光栅57，包括光栅57a和光栅57b，其配置为将来自耦入端回光光栅的光朝向耦出光栅53偏折。优选地，第一夹角和第二夹角方向相反，大小均为60°。
耦出光栅53为二维光栅，该二维光栅具有的其中两个光栅矢量为G53a和G53b。偏折光栅57a、57b分别具有光栅矢量G57a、G57b。根据本实施例，耦入端回光光栅和偏折光栅配置为使得光栅矢量G52a与光栅矢量-G51、光栅矢量57a和光栅矢量G53a的矢量和为零(如图5中左下角图形所示)，光栅矢量G52b与光栅矢量-G51、光栅矢量57b和光栅矢量G53b的矢量和为零(如图5中右下角图形所示)。这样，输入光束经过耦入光栅51的衍射形成的负一级衍射光(第二路光)经过耦入端回光光栅52、偏折光栅57和耦出光栅53的衍射从波导基板50a耦出，并且从波导基板50a耦出的光保持与输入光束相同的角度，从而能够还原输入光束所载有的图像信息。
如图5所示，衍射光波导50的设计有利于对耦出光栅53的靠近耦入光栅51的两个角部的光强不足进行补充，从而改善衍射光波导出射光场的均匀性。与图4所示衍射光波导40相比，偏折光栅57a、57b设置有利于使来自耦入端回光光栅52的光在耦出光栅53中传播更长距离，从而更加充分地被耦出光栅53耦出到波导基板60a外部，提高光耦合效率。类似地，在图3所示衍射光波导30中，也可以在靠近耦出光栅33的右下角的位置设置偏折光栅。
图6和图7示出了根据本发明实施例三的衍射光波导的不同示例，其中耦入光栅和耦入端回光光栅分别形成波导基板的彼此相反的两个表面上。
图6所示根据本发明实施例三的衍射光波导60包括波导基板60a和形成在波导基板60a上的耦入光栅61、耦入端回光光栅62和耦出光栅63。衍射光波导60的耦入光栅61、耦入端回光光栅62和耦出光栅63与图1所示衍射光波导10的耦入光栅11、耦入端回光光栅12和耦出光栅13具有相同的配置，在此不再赘述。根据本实施例，衍射光波导60中，耦入光栅61和耦入端回光光栅62分别形成在波导基板60a的彼此相反的两个表面A和B上。仅作为示例，如图6所示，耦入光栅61和耦出光栅63形成在波导基板60a的表面A上，耦入端回光光栅62形成在波导基板60a的表面B上。在其它示例中，耦出光栅63也可以与耦入端回光光栅62形成在同一表面上。
图7所示根据本发明实施例三的衍射光波导70包括波导基板70a和形成波导基板70a上的耦入光栅71、耦入端回光光栅72、耦出光栅73和转折光栅75。衍射光波导70的耦入光栅71、耦入端回光光栅72、耦出光栅73和转折光栅75与图2所示衍射光波导20的耦入光栅21、耦入端回光光栅22、耦出光栅23以及转折光栅25具有相同的配置，在此不再赘述。根据本实施例，衍射光波导70中，耦入光栅71和耦入端回光光栅72分别形成在波导基板70a的彼此相反的两个表面A和B上。仅作为示例，如图7所示，耦入光栅71、耦出光栅73和转折光栅75形成在波导基板70a的表面A上，耦入端回光光栅72形成在波导基板70a的表面B上。在其它示例中，耦出光栅73和转折光栅75也可以与耦入端回光光栅72形成在同一表面上，或者分别形成不同的表面。
为了清晰起见，在图6和图7中以下仅在衍射光波导的波导基板的表面B的图中以虚线示出表面A上的结构。
如图6和图7所示，特别是其中波导基板的表面B的图中所示，在垂直于表面A和表面B的投影中，耦入端回光光栅62与耦入光栅61部分地重叠，耦入端回光光栅72与耦入光栅71部分地重叠。
由于来自耦入光栅的第二路光在耦入端回光光栅中是逐渐被衍射返回的，所以耦入端回光光栅在第二路光的传播方向上的长度越长，越有利于充分地将第二路光衍射返回至耦出光栅。然而，衍射光波导在具体应用中通常都有尺寸限制，而且对于一定尺寸的衍射光波导，人们通常希望能够提供尽可能大的出射光瞳(对应尽可能大的耦出光栅)，所以衍射光波导中可用于光耦入的面积有限，这导致可用于耦入光栅和耦入端回光光栅的面积非常受限。根据本发明实施例三，由于将耦入端回光光栅设置在与耦入光栅所在表面相反的波导表面上，所以允许在不增加耦入光栅和耦入端回光光栅整体所占面积的情况下增大耦入端回光光栅沿第二路光传播方向的长度，或者在不减小耦入端回光光栅的所述长度的情况下减小耦入光栅和耦入端回光光栅整体所占面积。这对于例如AR头戴式显示设备而言是非常有利的。
应该理解的是，实施例三中将耦入光栅和耦入端回光光栅分别设置在波导基板的两个表面上并在垂直于表面的投影中重叠的这一发明构思也可以应用于例如参照图4至图6介绍的根据实施例二以及包括耦入光栅和耦入端回光光栅的其它实施例中。
图8和图9示出了根据本发明实施例四的衍射光波导的不同示例，其中衍射光波导还包括耦出端回光光栅，并且耦出端回光光栅与耦出光栅形成在波导基板的彼此相反的两个表面上。
图8所示根据本发明实施例四的衍射光波导80包括波导基板80a和形成在波导基板80a上的耦入光栅81、耦入端回光光栅82、耦出光栅83和耦出端回光光栅84。耦出端回光光栅84配置为接收来自耦出光栅83的光并对其进行衍射，使之返回耦出光栅83。耦出端回光光栅84可以一维光栅或者二维光栅，或者可以在不同的区域包括不同的光栅。本发明在此方面不受限制。
衍射光波导80的耦入光栅81、耦入端回光光栅82、耦出光栅83可以与图1所述衍射光波导10的耦入光栅11、耦入端回光光栅12和耦出光栅13具有相同的配置，在此不再赘述。
根据实施例四，耦出光栅83和耦出端回光光栅84分别形成在波导基板80a的彼此相反的两个表面A和B上。仅作为示例，如图8所示，耦入光栅81和耦出光栅83形成在波导基板80a的表面A上，耦出端回光光栅84形成在波导基板80a的表面B上。在其它示例中，耦出端回光光栅84也可以为与耦入光栅81位于同一表面上，例如表面A上。类似地，耦入光栅81和耦入端回光光栅82可以分别形成在波导基板的彼此相反的两个表面上，但是根据实施例四的衍射光波导并不限于如此设置。
根据实施例四，如图8所示，在垂直于波导基板80a的两个表面A和B的投影中，耦出端回光光栅84部分地与耦出光栅83重叠，而并不覆盖整个耦出光栅83。为了清晰起见，图8中仅在衍射光波导80的波导基板的表面B的图中以虚线示出表面A上的结构。
耦出光栅83具有接收来自耦入光栅81的光的第一侧边L1和与该第一侧边L1相反的第二侧边L2以及位于第一侧边L1和第二侧边L2之间的第三侧边L3和第四侧边L4。在图8所示示例中，耦出端回光光栅形成为U形，并在垂直于表面A和B的投影中覆盖在第二侧边L2、第三侧边L3和第四侧边L4的内外两侧上。
尽管未示出，但是应该理解，在根据本实施例的一些示例中，耦出端回光光栅83可以包括分别在所述投影中覆盖在耦出光栅83的第二侧边L2、第三侧边L3和第四侧边L4的内外两侧上的三个分离的光栅部分；在另一些示例中，耦出端回光光栅83可以在所述投影中覆盖在第二侧边L2、第三侧边L3和第四侧边L4中的两个侧边的内外两侧上；在又一些示例中，耦出端回光光栅83可以在所述投影中仅覆盖耦出光栅83的第二侧边L2的内外两侧上。
图8所示衍射光波导80尤其有利于克服图13所示现有技术的衍射光波导中中央区域(如图13中虚线框所示)暗而周围区域亮的问题。这是因为，耦出端回光光栅84的与耦出光栅83在垂直于表面A和B的投影中重叠的部分更加靠近耦出光栅83的中央区域，通过耦出端回光光栅84的这一部分的衍射，光在耦出光栅的区域中传导和耦出时被逐步衍射返回，使得光能够返回至耦出光栅83的中央区域中，从而提升出射光场的中央区域的亮度，改善光场的均匀性。
耦出端回光光栅84的不同位置可以具有不同的回光效率，优选越往外回光效率越高，以此来提升整体的出射光场的均匀性。耦出端回光光栅84的不同位置具有不同的回光效率，这可以通过改变不同位置区域的周期内光栅结构，包括形貌和深度来实现。
图9示出根据本发明实施例四的另一示例。如图9所示，衍射光波导90包括波导基板90a和形成在波导基板90a上的耦入光栅91、耦出光栅93和耦出端回光光栅94。衍射光波导90还可以包括形成在波导基板90a上的耦入端回光光栅92，但是并不限于此。耦出端回光光栅94配置为接收来自耦出光栅93的光并对其进行衍射，使之返回耦出光栅93。耦出端回光光栅94可以一维光栅或者二维光栅，或者可以在不同的区域包括不同的光栅。本发明在此方面不受限制。
根据实施例四，耦出光栅93和耦出端回光光栅94分别形成在波导基板90a的彼此相反的两个表面A和B上，如图9所示。此外，如图9所示，在垂直于波导基板90a的两个表面A和B的投影中，耦出端回光光栅94部分地与耦出光栅33重叠，而并不覆盖整个耦出光栅93。在图9所示示例中，耦出端回光光栅94包括形成有光栅结构的光栅区域94a和分布在光栅区域94a中的多个无光栅区域94b。为了清晰起见，图9中仅在衍射光波导90的波导基板的表面B的图中以虚线示出表面A上的结构。
图9所示的衍射光波导90中，通过设置“留白”区域(即无光栅区域94b)可以方便而有利地调节耦出端回光光栅94的不同位置出的回光效率，从而改善耦出光栅93的出射光场的均匀性。优选地，耦出端回光光栅94的光栅区域94a中的不同位置内也可以具有不同的光栅结构，包括光栅的形貌和深度，从而调节不同位置出的回光效率，帮助进一步改善整体的出射光场的均匀性。
图10为根据本发明实施例五的衍射光波导的示例的示意图。如图10所示，衍射光波导100包括波导基板100a和形成在波导基板100a上的耦入光栅101、耦入端回光光栅102、耦出光栅103、耦出端回光光栅104、转折光栅105和中间回光光栅106。中间回光光栅106配置为接收来自转折光栅105的光并对其进行衍射，使之返回转折光栅105。
耦入光栅101、耦入端回光光栅102、耦出光栅103和转折光栅105可以与参照图7介绍的衍射光波导70中的耦入光栅71、耦入端回光光栅72、耦出光栅73和转折光栅75相同或相似地配置，在此不再赘述。如图10所示，耦入光栅101和耦入端回光光栅102可以分别形成在波导基板的彼此相反的两个表面上，并且/或者，耦出光栅103和耦出端回光光栅104可以分别形成在波导基板的彼此相反的两个表面上，但是根据实施例五的衍射光波导并不限于如此设置。
根据实施例五，如图10所示，转折光栅105和中间回光光栅106分别形成在波导基板100a的两个表面A和B上，并且在垂直于表面A和B的投影中，中间回光光栅106部分地与转折光栅105重叠。
在图10所示示例中，转折光栅105具有与耦入光栅101相反的第一边缘E1和与耦出光栅103相反的第二边缘E2；中间回光光栅106包括第一光栅106a和第二光栅106b，在垂直于表面A和B的投影中，第一光栅106a和第二光栅106b分别覆盖在转折光栅105的第一边缘E1和第二边缘E2的内外两侧上。
以上参照附图介绍了根据本发明不同实施例的衍射光波导。应该理解的是，在不冲突的情况下，不同实施例及实施例中的特征可以相互组合。
最后，参照图11和图12介绍根据本发明实施例的显示设备。图11为根据本发明实施例的显示设备200的示意图，图12为显示设备200中的镜片/衍射光波导的示意图。
如图11所示，根据本发明实施例的显示设备200可以为近眼显示设备，包括镜片210和用于将镜片210保持为靠近眼睛的框架220，其中镜片210包括根据本发明实施例的衍射光波导。在图11和图12中，根据本发明实施例的衍射光波导以附图标记“211”来标示。
在图12所示示例中，镜片210可以整体由衍射光波导211构成；在其它情况下，镜片210可以包括一承载片并且衍射光波导211贴附或以其它方式固定在该承载片上。
结合参照图11和图12，框架220可以包括与镜片210抵接以保持镜片210的保持部221(例如形成为眼镜镜框的镜腿形式)，并且衍射光波导211的耦入端回光光栅2位于镜片210与保持部221抵接的区域r(见图11)中。
显示设备200还可以包括用于将带有图像信息的光投射到衍射光波导211的耦入光栅1上的光机230，如图11和图12所示，光机230安装可以在保持部221上并正对着耦入光栅1。
显示设备200可以为增强现实显示设备或虚拟现实显示设备。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (26)

1.一种衍射光波导，包括波导基板，所述波导基板形成有耦入光栅和耦出光栅，所述耦入光栅配置为将输入光束耦合到所述波导基板中，以使之通过全反射在所述波导基板内传播并形成朝向所述耦出光栅传播的第一路光和未朝向所述耦出光栅传播的第二路光，所述耦出光栅配置为将传播到其中的光的至少一部分通过衍射从所述波导基板中耦出，其中，所述波导基板还形成有耦入端回光光栅，所述耦入端回光光栅配置为对所述第二路光进行衍射，以使之朝向所述耦出光栅传播。
2.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述耦入端回光光栅配置为对所述第二路光进行衍射，形成第三路光，所述第三路光以与所述第一路光相同的全反射角度在所述波导基板中传播。
3.如权利要求2所述的衍射光波导，其中，所述耦入光栅具有沿一方向的光栅周期d1，所述耦入端回光光栅具有沿该相同方向的光栅周期d2，并且满足d1＝2d2。
4.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述耦入光栅和所述耦入端回光光栅分别形成在所述波导基板的彼此相反的两个表面上，并且在垂直于所述两个表面的投影中，所述耦入端回光光栅部分地与所述耦入光栅重叠。
5.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述耦入光栅具有第一光栅矢量，所述耦入端回光光栅为一维光栅，并且所述耦入端回光光栅的光栅矢量与所述第一光栅矢量平行。
6.如权利要求5所述的衍射光波导，其中，所述耦入端回光光栅具有梯形形状，所述梯形形状的两个彼此平行的边垂直于所述第一光栅矢量，并且沿着所述第二路光的传播方向，所述耦入端回光光栅的宽度增大。
7.如权利要求5所述的衍射光波导，其中，所述耦入光栅为二维光栅。
8.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述耦入光栅为一维光栅并具有第一光栅矢量，所述耦入端回光光栅为一维光栅，并且所述耦入端回光光栅的光栅矢量相对于所述第一光栅矢量成预定角度。
9.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述耦入光栅具有第一光栅矢量，所述耦入端回光光栅包括第一一维光栅和第二一维光栅，所述第一一维光栅的光栅矢量与所述第一光栅矢量成第一夹角，所述第二一维光栅的光栅矢量与所述第一光栅矢量成第二夹角。
10.如权利要求9所述的衍射光波导，其中，所述第一夹角和所述第二夹角为方向相反、大小均为60o的角。
11.如权利要求8-10中任一项所述的衍射光波导，其中，所述波导基板还形成有偏折光栅，所述偏折光栅配置为将来自所述耦入端回光光栅的光朝向所述耦出光栅偏折。
12.如权利要求5-10中任一项所述的衍射光波导，其中，所述耦入端回光光栅在垂直于所述第一光栅矢量的方向上的宽度大于或等于所述耦入光栅在所述方向上的宽度。
13.如权利要求1-10中任一项所述的衍射光波导，其中，所述波导基板还形成有耦出端回光光栅，所述耦出端回光光栅配置为接收来自所述耦出光栅的光并对其进行衍射，使之返回所述耦出光栅；
所述耦出光栅和所述耦出端回光光栅分别形成在所述波导基板的彼此相反的两个表面上，并且在垂直于所述两个表面的投影中，所述耦出端回光光栅部分地与所述耦出光栅重叠。
14.如权利要求13所述的衍射光波导，其中，所述耦出光栅具有接收来自所述耦入光栅的光的第一侧边和与该第一侧边相反的第二侧边以及位于所述第一侧边和第二侧边之间的第三侧边和第四侧边，并且在所述投影中，所述耦出端回光光栅覆盖在所述第二侧边的内外两侧上。
15.如权利要求14所述的衍射光波导，其中，在所述投影中，所述耦出端回光光栅覆盖在所述第二侧边、第三侧边和第四侧边的内外两侧上。
16.如权利要求15所述的衍射光波导，其中，所述耦出端回光光栅形成为U形。
17.如权利要求13所述的衍射光波导，其中，所述耦出端回光光栅包括形成有光栅结构的光栅区域和分布在所述光栅区域中的多个无光栅区域。
18.如权利要求1所述的衍射光波导，其中，所述耦入光栅为一维光栅，并且所述波导基板还形成有转折光栅，来自所述耦入光栅的光经过所述转折光栅的一维扩展和偏折之后朝向所述耦出光栅传播；
所述波导基板还形成有中间回光光栅，所述中间回光光栅配置为接收来自所述转折光栅的光并对其进行衍射，使之返回所述转折光栅；并且
所述转折光栅和所述中间回光光栅分别形成在所述波导基板的彼此相反的两个表面上，并且在所述投影中，所述中间回光光栅部分地与所述转折光栅重叠。
19.如权利要求13所述的衍射光波导，其中，所述耦入光栅为一维光栅，并且所述波导基板还形成有转折光栅，来自所述耦入光栅的光经过所述转折光栅的一维扩展和偏折之后朝向所述耦出光栅传播；
所述波导基板还形成有中间回光光栅，所述中间回光光栅配置为接收来自所述转折光栅的光并对其进行衍射，使之返回所述转折光栅；并且
所述转折光栅和所述中间回光光栅分别形成在所述波导基板的所述两个表面上，并且在所述投影中，所述中间回光光栅部分地与所述转折光栅重叠。
20.如权利要求18所述的衍射光波导，其中，所述转折光栅具有与所述耦入光栅和所述耦出光栅相反的第一边缘和第二边缘，并且在所述投影中，所述中间回光光栅覆盖在所述第一边缘和所述第二边缘的内外两侧上。
21.如权利要求19所述的衍射光波导，其中，所述转折光栅具有与所述耦入光栅和所述耦出光栅相反的第一边缘和第二边缘，并且在所述投影中，所述中间回光光栅覆盖在所述第一边缘和所述第二边缘的内外两侧上。
22.一种显示设备，包括如权利要求1-21中任一项所述的衍射光波导。
23.如权利要求22所述的显示设备，其中，所述显示设备为近眼显示设备，并且包括镜片和用于将镜片保持为靠近眼睛的框架，所述镜片包括所述衍射光波导。
24.如权利要求23所述的显示设备，其中，所述框架包括与所述镜片抵接以保持所述镜片的保持部，并且所述衍射光波导的所述耦入端回光光栅位于所述镜片与所述保持部抵接的区域。
25.如权利要求24所述的显示设备，还包括用于将带有图像信息的光投射到所述衍射光波导的所述耦入光栅上的光机，所述光机安装在所述保持部上并正对着所述耦入光栅。
26.如权利要求22-25中任一项所述的显示设备，其中，所述显示设备为增强现实显示设备或虚拟现实显示设备。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2529003B (en) * 2014-08-03 2020-08-26 Wave Optics Ltd Optical device
JP6895451B2 (ja) * 2016-03-24 2021-06-30 ディジレンズ インコーポレイテッド 偏光選択ホログラフィー導波管デバイスを提供するための方法および装置
FI128413B (en) * 2017-06-02 2020-04-30 Dispelix Oy Diffractive element with double period lattices
CN110914724B (zh) * 2017-06-13 2022-11-15 伊奎蒂公司 具有扩大光分布重叠光栅的图像光导
DE102017130344A1 (de) * 2017-12-18 2019-06-19 Carl Zeiss Ag Optisches System zum Übertragen eines Quellbildes
FI129084B (en) * 2018-02-06 2021-06-30 Dispelix Oy Diffractive display element with lattice mirror
CN109656026B (zh) * 2019-02-25 2021-08-17 京东方科技集团股份有限公司 一种大视场角的全息光波导显示装置及方法
CN109901298A (zh) * 2019-02-28 2019-06-18 京东方科技集团股份有限公司 光波导及显示设备
CN210401839U (zh) * 2019-07-31 2020-04-24 苏州苏大维格科技集团股份有限公司 彩色波导镜片及ar显示装置
CN113325506A (zh) * 2020-02-28 2021-08-31 苏州苏大维格科技集团股份有限公司 一种全息光波导镜片及增强现实显示装置
EP3933259A1 (en) * 2020-07-01 2022-01-05 Wave Optics Ltd Optical device for augmented reality display
CN111679362A (zh) * 2020-07-14 2020-09-18 深圳珑璟光电技术有限公司 一种光波导及近眼显示系统
CN111830715A (zh) * 2020-07-28 2020-10-27 谷东科技有限公司 二维扩瞳的波导显示装置和增强现实显示设备
CN115166896B (zh) * 2022-01-13 2023-04-18 北京驭光科技发展有限公司 显示设备、显示用衍射光波导及其设计方法

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