CN115877560B - 一种激光扫描成像模组及装置、ar显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种激光扫描成像模组及装置、AR显示设备，涉及光学技术领域，能够在保持装置的结构紧凑、体积轻薄的基础上，扩大Eye Box，并且不会导致杂光鬼像等问题。本申请提供的激光扫描成像模组包括在成像光束的主光轴方向设置的光栅光波导和反射元件，成像光束为携带有图像信息的扫描激光束，光栅光波导包括贴合的光栅层和光波导层，成像光束在光波导层全反射并经光栅层衍射，光栅光波导将成像光束衍射扩展为多束平行光，反射元件衍射反射以使成像光束出射至目标接收区域。

Description

一种激光扫描成像模组及装置、AR显示设备

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体涉及一种激光扫描成像模组及装置、AR显示设备。

背景技术

激光扫描成像技术以激光束为光源，由激光器出射的激光束首先会到达振镜上，随着振镜的振动反射至各个方向。振镜振动反射的光线中携带成像画面的信息（光线的不同方向代表成像画面中不同位置的像素，光线的能量高低代表成像画面的灰度值），由此形成向不同方向发出的成像光线，这些成像光线会落到位于人眼前方的反射模块上。其中，反射模块可由全息光学元件（Holographic optical element ，HOE）或者曲面反射镜构成。

Eye Box指的是近眼显示光学模组与眼球之间的一块锥形区域，成像画面在这个区域内显示内容最清晰，Eye Box的成像范围通常较小，人眼超出Eye Box之外就会导致接收到的成像画面残缺，甚至于在人眼左右转动的过程中也可能存在显示画面残缺丢失，如此就使得在具体的应用场景中，对环境以及对使用者的限制较多，影响使用体验。为了尽可能扩大Eye Box范围，现有技术通常采用多HOE扩瞳的激光扫描成像方案。

但是，作用到反射模块的激光束会经过多层HOE，每一层HOE会反射衍射其中的一部分光束，多层HOE会反射衍射多束光束，多层HOE反射衍射的多束光束互为平行光，多层的HOE将入射光束经衍射作用汇聚为多个像点。当人眼处于一个像点位置时，就可以接收该层HOE的所有光束信息，当人眼从一个汇聚的像点移动或者旋转到另一个汇聚的像点时，人眼就会接收到另一组成像画面，由此实现扩瞳功能。

多HOE扩瞳的激光扫描成像方案中扩展的汇聚点数量与HOE膜层数量成正比。例如三个汇聚点的方案需要三层HOE，且这个三层HOE之间要保持一定的距离和光栅矢量关系，以便三个汇聚点可以以合理地距离关系分布在人眼前方，保证人眼移动过程中始终可以接收到画面信息，而保持特定的光栅矢量关系是为了减小不同层HOE之间的衍射串扰。但是，由于成像系统的局限，人眼远离HOE层的时候，不论光栅矢量如何分布，衍射光线之间的串扰都会变得越发明显，从而导致由于衍射串扰而形成的杂光鬼像。特别是当应用于车载显示等场景时，产生的杂光鬼像会严重影响到使用体验，严重的甚至会造成驾驶的危险。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种激光扫描成像模组及装置、AR显示设备，能够在保持装置的结构紧凑、体积轻薄的基础上，扩大Eye Box，并且不会导致杂光鬼像等问题。

本申请实施例的一方面，提供了一种激光扫描成像模组，包括在成像光束的主光轴方向设置的光栅光波导和反射元件，成像光束为携带有图像信息的扫描激光束，光栅光波导包括贴合的光栅层和光波导层，成像光束在光波导层全反射并经光栅层衍射，光栅光波导将成像光束衍射扩展为多束平行光，反射元件衍射反射以使成像光束出射至目标接收区域。

在本申请的一种可行的实施方式中，光栅光波导位于反射元件的出光侧，成像光束透过光栅光波导投射于反射元件，经反射元件的反射衍射后由光栅光波导衍射出射。

在本申请的一种可行的实施方式中，光栅层为透射式光栅，光栅层位于光波导层远离目标接收区域的一侧；或者，光栅层为反射式光栅，光栅层位于光波导层靠近目标接收区域的一侧。

在本申请的一种可行的实施方式中，反射元件为全息光学元件，全息光学元件包括透明基板以及设置在透明基板一侧的全息膜层。

在本申请的一种可行的实施方式中，光栅层与全息膜层复用为复用光栅层，成像光束由复用光栅层衍射入光波导层全反射并由复用光栅层衍射出射。

在本申请的一种可行的实施方式中，复用光栅层位于光波导层靠近目标接收区域的一侧；或者，复用光栅层位于光波导层远离目标接收区域的一侧，在复用光栅层的另一侧还设置有保护层。

在本申请的一种可行的实施方式中，光栅层的厚度在20nm-200μm之间。

在本申请的一种可行的实施方式中，光波导层的透过率大于等于90%，光波导层的厚度在0.1mm-5mm之间。

本申请实施例的另一方面，提供了一种激光扫描成像装置，包括：激光器和振镜，以及设置在振镜的扫描方向的如前述任意一项的激光扫描成像模组，激光器出射的激光束经振镜后出射为成像光束，成像光束经激光扫描成像模组后扩展出射至目标接收区域。

在本申请的一种可行的实施方式中，光栅光波导位于振镜的出光侧，光栅层位于光波导层远离振镜的一侧，光栅光波导的有效区域覆盖振镜的扫描范围。

本申请实施例的再一方面，提供了一种AR显示设备，包括如前述的激光扫描成像装置。

本申请实施例提供的一种激光扫描成像模组，包括在成像光束的主光轴方向设置的光栅光波导和反射元件，成像光束为携带有图像信息的扫描激光束，光栅光波导包括贴合的光栅层和光波导层，成像光束在光波导层全反射并经光栅层衍射，光栅光波导将成像光束衍射扩展为多束平行光，反射元件衍射反射以使成像光束出射至目标接收区域。本申请实施例提供的激光扫描成像模组，通过光栅光波导将一束成像光束扩展为平行的多束出射，实现出瞳范围的扩展，而且光栅光波导的自身厚度较小，不会增加采用本申请实施例的激光扫描成像模组的装置的体积而造成装置的尺寸过大，当本申请实施例的激光扫描成像装置应用于AR显示设备时，能够提供轻薄便携且体积较小的结构的同时实现扩大Eye Box的成像范围的扩瞳效果，成像效果较佳，不会产生杂光鬼像等显示不良问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本申请实施例提供的一种激光扫描成像模组的结构示意图之一；

图2是本申请实施例提供的一种激光扫描成像模组中光栅光波导的光栅层为透射式光栅的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种激光扫描成像模组中光栅光波导的光栅层为反射式光栅的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种激光扫描成像模组的结构示意图之二；

图5是本申请实施例提供的一种激光扫描成像模组的结构示意图之三；

图6是本申请实施例提供的一种激光扫描成像装置的结构示意图。

图标：10-光栅光波导；11-光栅层；12-光波导层；20-反射元件；21-透明基板；22-全息膜层；33-复用光栅层；34-保护层；40-激光器；50-振镜。

实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

激光扫描成像技术以扫描出射的激光束为光源，扫描出射的激光束携带成像画面的信息（光线的不同方向代表成像画面中不同位置的像素，光线的能量高低代表成像画面的灰度值），由此生成不同方向的成像光线。

成像光线经过反射模块的衍射反射被整形为向特定方向出射的光线。不同传播方向的成像光线到达反射模块的位置不同，其形成的衍射反射的光线传播方向也不同。但是这些衍射反射的光线会重新汇聚到一点，将这一点配置在人眼入瞳位置，成像光线经由人眼入瞳直接工作在人眼视网膜上，即可被观测到清晰的成像。激光束具有较窄的光束直径和较高的光线能量。光线在进入人眼的过程中不需要晶状体汇聚，直接作用在视网膜上。激光扫描成像技术是使用单光线成像的方式，具有较为简单的光路设计，所以成像画面具有较好的成像质量和较宽的视场角范围。

但是激光扫描成像技术在应用中仍然存在着Eye Box较小的问题，人眼在超出EyeBox之外就会导致接收到的成像画面残缺，甚至于在人眼左右转动的过程中也可能存在显示画面残缺丢失，因此，Eye Box较小造成了激光扫描成像技术在应用中的局限。

现有技术中提出有多HOE扩瞳的激光扫描成像方案来扩大Eye Box，即采用多组HOE平行叠加的结构作为反射模块，多组HOE各自独立构造多个光束汇聚点，从而扩展了出瞳面积。从激光束出射的一束光束作用到反射模块的时候，激光束会经过多层HOE，每一层HOE会反射衍射一束光线，多层HOE会反射衍射多束光线，多层HOE反射衍射的多束光线互为平行光。当不同方向的激光束到达其中一层HOE的时候，该层HOE会将入射光束经衍射作用汇聚为一个像点，多层的HOE就将入射光束汇聚为多个像点。当人眼处于一个像点位置时，能够接受该层HOE的所有光线信息。当人眼从一个汇聚的光束点转移到另一个汇聚的光束点，就会接收到另一组全新的成像画面，如此来实现扩瞳功能。但这种扩瞳的实现，扩瞳能力与HOE膜层数量成正比。以最简单的三个汇聚点的方案来说，反射模块也需要三层HOE，且三层HOE之间还需要保证一定的距离和光栅矢量关系，以使三个汇聚点可以合理地分布在人眼前方，且汇聚点之间保持一定的距离，通过这个距离保证人眼移动过程中始终可以接收到画面信息。保持特定的光栅矢量关系是为了减小不同层HOE之间的衍射串扰从而产生杂光鬼像的问题。而且，由于光学结构本身的局限性，多HOE扩瞳的激光扫描成像方案随着人眼位置远离HOE层，衍射光线之间的串扰都会越发明显无法消除，因此，多HOE扩瞳的激光扫描成像方案只能够局限在近眼显示场景中应用。

基于此，本申请实施例的一方面，提供了一种激光扫描成像模组，如图1所示，激光扫描成像模组包括在成像光束的主光轴方向设置的光栅光波导10和反射元件20，成像光束为携带有图像信息的扫描激光束，光栅光波导10包括贴合的光栅层11和光波导层12，成像光束在光波导层12全反射并经光栅层11衍射，光栅光波导10将成像光束衍射扩展为多束平行光，反射元件20衍射反射以使成像光束出射至目标接收区域。

如图1所示，光栅光波导10和反射元件20依次间隔设置，出射的成像光束存在多个方向的光线，多个方向的光线首先透过光栅光波导10到达反射元件20，并在反射元件20的衍射反射下再次入射光栅光波导10，衍射反射的成像光束经过光栅光波导10时，每个方向的光线都在光栅光波导10的作用下衍射扩展为多束平行光，则经反射元件20衍射反射后的成像光束通过光栅光波导10得到扩展，并投射在目标接收区域。

在图1中以两束不同方向的扫描激光束为例，每一束扫描激光束都通过衍射为多束平行光得到了扩展，从而，在目标接收区域接收到的是两组分别对应两束扫描激光束的多束平行光。当成像光束是多个方向组合形成的携带有图像信息的扫描激光束时，在目标接收区域接收到的即为扩展后的携带有图像信息的成像光束。

其中，光栅光波导10是由贴合设置的光栅层11和光波导层12组合而成，光栅层11和光波导层12对经过的成像光束的作用不同。成像光束在光波导层12中，是由耦入区耦入光波导层12内部，并在光波导层12中发生全反射至由耦出区耦出，成像光束在光栅层11中发生衍射而得到平行光的扩展。而反射元件20则是对入射的激光束衍射并反射，以将成像光束出射至目标接收区域，使人眼可接收到扩瞳后的成像光束。

本申请实施例提供的一种激光扫描成像模组，包括在成像光束的主光轴方向设置的光栅光波导10和反射元件20，成像光束为携带有图像信息的扫描激光束，光栅光波导10包括贴合的光栅层11和光波导层12，成像光束经由光栅层11耦入光波导层12，在光波导层12全反射并经光栅层11衍射，光栅光波导10将成像光束衍射扩展为多束平行光，反射元件20的衍射反射以使成像光束出射至目标接收区域。本申请实施例提供的激光扫描成像模组，通过光栅光波导10将一束成像光束扩展为平行的多束出射，实现出瞳范围的扩展，而且光栅光波导10的自身厚度较小，不会增加采用本申请实施例的激光扫描成像模组的装置的体积而造成装置的尺寸过大，当本申请实施例的激光扫描成像装置应用于增强现实穿戴设备时，能够提供轻薄便携且体积较小的结构的同时实现扩大Eye Box的成像范围的扩瞳效果，成像效果较佳，不会产生杂光鬼像等显示不良问题。

在本申请的一种可行的实施方式中，如图1所示，光栅光波导10位于反射元件20的出光侧，成像光束透过光栅光波导10投射于反射元件20，经反射元件20的反射衍射后由光栅光波导10衍射出射。

如图1所示，光栅光波导10位于反射元件20的出光侧，成像光束在入射反射元件20前，首先经过光栅光波导10，成像光束在经过光栅光波导10时不发生衍射，而是保持较高的透过率透过。透过光栅光波导10的成像光束照射在反射元件20，并经反射元件20发生反射衍射。如此设置能够使得衍射反射的衍射效率较高，示例的，设置光栅光波导10中的光栅层11的衍射级次包含正1级次、负1级次和透射0级衍射。透射0级的衍射光线保持原有的传播方向进入目标接收区域（即如图1中画有人眼的区域）。正1级次衍射光线和负1级次衍射光线都会在光波导层12内发生多次全反射，在每两次全反射中该光线就会与光栅层11再经过一次衍射作用耦出光波导层12，耦出的光线保持与透射0级光栅一致的传播方向，多次全反射之后就会有多束平行光线耦出光波导层12。由此，原来的一束成像光束就会变成多束平行光，从而形成扩展的成像光束。这样一来，人眼在左右移动的过程中就可以接收到上述的由光波导层12的不同位置耦出的光线，并在视网膜上汇聚成像，从而实现Eye Box的扩瞳。

在本申请的一种可行的实施方式中，如图2所示，光栅层11为透射式光栅，光栅层11位于光波导层12远离目标接收区域的一侧，如此，入射的成像光束透过光栅层11后耦入光波导层12全反射，并在再次到达光栅层11时再次发生衍射，直至全反射光线耦出光波导层12，从而实现扩展后的成像光束朝向目标接收区域出射。

或者，在本申请的另一种可行的实施方式中，如图3所示，光栅层11为反射式光栅，光栅层11位于光波导层12靠近目标接收区域的一侧，如此，入射的成像光束耦入光波导层12内全反射，全反射的成像光束在到达光栅层11时发生衍射并反射入光波导层12内全反射，直至全反射光线耦出光波导层12，从而实现扩展后的成像光束朝向目标接收区域出射。

本申请实施例中对于光栅光波导10中的光栅层11的选材和制备工艺不做具体限定，示例的，光栅层11可由光致聚合物、液晶聚合物等基底材料经全息曝光制备生成，也可以由纳米压印技术制备光栅层11。同样的，本申请实施例中对于光栅光波导10中的光波导层12的选材和制备工艺也不做具体限定，示例的，光波导层12的可以采用玻璃、树脂、塑料等材料进行制备。

而且，根据光栅层11采用透射式光栅或者反射式光栅，光栅层11可以是体全息光栅，也可以是面浮雕光栅。

此外，当光栅光波导10上的光栅层11仅设置一层，在光栅层11的不同位置，光栅周期以及光栅矢量等参数均可以根据需要设置的不同。

在本申请的一种可行的实施方式中，如图1所示，反射元件20为全息光学元件，全息光学元件包括透明基板21以及设置在透明基板21一侧的全息膜层22。

反射元件20可由HOE或者曲面反射镜构成。在本申请的一些实施方式中，反射元件20为由透明基板21和设置在透明基板21一侧的全息膜层22组成的全息光学元件。示例的，以下均以全息光学元件作为反射元件20进行说明。

由于全息膜层22本身是一个厚度极薄的膜层，为了保证全息膜层22的功能实现和工作稳定性，通常全息膜层22需要依附于硬质载体设置，因此，将全息膜层22设置在透明基板21的一侧，如此一来，透明基板21也能够对全息膜层22起到保护作用，示例的，在一些特殊的场景中应用时，在全息膜层22未贴合透明基板21的表面还可以增镀一些功能膜层，例如，通过镀设的中性滤波材料膜层对反射模块20起到一定程度的遮挡强光或杂散光的功能。

在本申请的一种可行的实施方式中，如图4所示，复用光栅层33位于光波导层12靠近目标接收区域的一侧，光栅层11与全息膜层22复用为复用光栅层33，成像光束由复用光栅层33衍射入光波导层12全反射并由复用光栅层33衍射出射。

由于光栅层11与全息膜层22均为光栅结构，如图4所示，为了节省本申请实施例的激光扫描成像模组的体积和厚度，通过适当的光栅矢量设计，能够将光栅层11与全息膜层22复用为复用光栅层33。

通过光栅层11中光栅矢量的设计，能够使得成像光束在经过光栅光波导10时不会发生衍射作用而直接透过，如此在透过光栅光波导10时不会由于发生衍射作用而产生不必要的杂光。示例的，以下以扫描的成像光束来自于激光束经过振镜扫描出射为例进行说明。由于经过振镜扫描出射的激光束在经过光栅光波导10和反射模块20时，透射0级的光线能量基本等于0，激光束的能量分布在其他衍射光线中，例如在光栅光波导10中衍射形成的正1级次衍射光线和负1级次衍射光线，所以可以采用光栅复用的方案将光栅光波导10中的光栅层11与反射元件20中的全息膜层22复用为复用光栅层33。光栅复用中，把正1级次和负1级次这两组周期一致的光栅矢量同时记录到复用光栅层33中，并且为复用光栅层33设置较宽的衍射效率半高宽，从而在该复用光栅层33上的每一个位置都能够对全视场角的光线进行衍射。

示例的，当本申请实施例的复用光栅层33采用面浮雕光栅，则通过设计面浮雕光栅中栅线的高度、光栅占空比、光栅倾斜角等参数来限制和确定光栅衍射效率曲线，使得对于激光器发出的激光束不发生衍射。

或者，在本申请的另一种可行的实施方式中，如图5所示，复用光栅层33位于光波导层12远离目标接收区域的一侧，在复用光栅层33的另一侧还设置有保护层34。

如图5所示，当复用光栅层33位于光波导层12远离目标接收区域的一侧时，复用光栅层33面向远离目标接收区域的外侧，为了对复用光栅层33进行保护，避免外界环境对复用光栅层33造成破坏，在复用光栅层33的外侧还设置有保护层34，保护层34呈透明状，对光的透过不造成影响，仅用于对复用光栅层33进行保护。

在本申请的一种可行的实施方式中，光栅层11的厚度设置在20nm-200μm之间，在保证光栅层11的各项参数设置的准确性的基础上，尽可能减少光栅层11的厚度对激光扫描成像模组的厚度和体积的影响。

在本申请的一种可行的实施方式中，光波导层12的透过率大于等于90%，光波导层12的厚度在0.1mm-5mm之间。

光波导层12的厚度设置在0.1mm-5mm之间，并且通过光波导层12的选材和制备工艺的设置，使得光波导层12的透过率大于等于90%，以尽可能降低或避免光束在光波导层12中的光损失。

较为优选的，可以将光波导层12的厚度设置在0.5mm-3mm之间，更有利于实现较佳的制备以及高透过率的实现。

以光栅层11为反射式光栅为例进行Eye Box的扩瞳说明：入射光线（假设光能量为1）首先会穿过光波导层12到达反射式光栅的光栅层11；光栅层11将光线衍射为三束，分别记为反射0级、反射1级和反射-1级；假设反射0级携带0.3的光能量耦出光波导层12出射至目标接收区域；反射-1级和反射1级的光线各携带0.35的光能量反射进入光波导层12；以反射1级为例，反射1级的光线在光波导层12内发生全反射，全反射的光线再次到达光栅层11发生衍射，再次衍射的级次对应有反射0级和透射-1级，透射-1级的光能量效率与反射-1级相同，即有0.35*0.35的光能量被再次透射耦出光波导层12出射至目标接收区域，且出射方向与之前的出射光完全相同；如此，反射0级的光线不断往前全反射陆续以渐低的光能量耦出至目标接收区域，反射-1级的光线也在另一个方向同理以渐低的光能量耦出至目标接收区域，从而完成Eye Box的扩瞳过程。

本申请实施例的另一方面，提供了一种激光扫描成像装置，如图6所示，激光扫描成像装置包括：激光器40和振镜50，以及设置在振镜50的扫描方向的如前述的激光扫描成像模组，激光器40出射的激光束经振镜50后出射为成像光束，成像光束经激光扫描成像模组后扩展出射至目标接收区域。

光栅光波导10位于振镜50的出光侧，光栅层11位于光波导层12远离振镜50的一侧，光栅光波导10的有效区域覆盖振镜50的扫描范围。

如此，激光器40出射的激光束经振镜50扫描出射为扫描激光束，扫描激光束在扫描范围内扫描出射，光栅光波导10的有效区域覆盖振镜50的扫描范围，能够使得扫描激光束均得到光栅光波导10的衍射扩展作用，从而使得Eye box的扩展范围不再受制于反射元件20中全息膜层22的层级数量的多寡和设置关系要求，而且不论目标接收区域在近场或远场，Eye box的扩展作用始终有效，且都不会引发杂光鬼像的问题。

如图6中所示的激光扫描成像装置可应用于汽车的增强现实抬头显示（AR-HUD）中，通过本申请实施例的激光扫描成像装置将成像光束投射于驾驶位前方，使得驾驶员在驾驶过程中，能够同时观察前方路况以及成像图像，不必偏离视线造成安全风险，由于本申请实施例的激光扫描成像装置能够有效的扩展成像图像且不会引发杂光鬼像的问题，有效的保证了抬头显示的成像图像的显示效果。

本申请实施例的再一方面，提供了一种AR显示设备，包括如前述的激光扫描成像装置。

增强现实（Augment reality，AR）是一种将虚拟信息融合到现实图景中的新技术。早期的增强现实显示技术多用在军用领域，为军队提供便携的、稳定的战场信息显示服务，其中最为人所知的就是激光扫描成像技术。

以眼镜形式的穿戴设备为例，还包括用于头戴或挂耳的壳体，激光扫描成像装置设置于壳体内，其中，壳体的形状结构可以根据激光扫描成像装置的结构进行适配性的设计和调整，以便将激光扫描成像装置稳定的固定在壳体内。在壳体上对应于扩展的成像光束出射的光路上设置有眼瞳开口，用于将扩展的成像光束出射对应的目标接收区域进行位置的限定，以使得增强现实穿戴设备在穿戴状态下，目标接收区域对应于人眼的入瞳位置。如此，便能够在本申请实施例的增强现实穿戴设备佩戴使用过程中，佩戴者的人眼中透射呈现清晰的成像图像，且具有较佳的得Eye box的扩展范围。

如前所述，本申请实施例的激光扫描成像装置同样可以应用于其他如车载显示领域方向，由于本申请实施例的激光扫描成像装置具有在远场也稳定的扩瞳显示效果，特别是在抬头显示等领域的应用前景更佳。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光扫描成像模组，其特征在于，包括在成像光束的主光轴方向设置的光栅光波导和反射元件，所述成像光束为携带有图像信息的扫描激光束，所述光栅光波导包括贴合的光栅层和光波导层，所述成像光束在所述光波导层全反射并经所述光栅层衍射，所述光栅光波导将所述成像光束衍射扩展为多束平行光，所述反射元件衍射反射以使所述成像光束出射至目标接收区域；所述反射元件为全息光学元件，所述全息光学元件包括透明基板以及设置在所述透明基板一侧的全息膜层；所述光栅层与所述全息膜层复用为复用光栅层，所述成像光束由所述复用光栅层衍射入所述光波导层全反射并由所述复用光栅层衍射出射。

2.根据权利要求1所述的激光扫描成像模组，其特征在于，所述复用光栅层位于所述光波导层靠近所述目标接收区域的一侧；或者，所述复用光栅层位于所述光波导层远离所述目标接收区域的一侧，在所述复用光栅层的另一侧还设置有保护层。

3.根据权利要求1或2所述的激光扫描成像模组，其特征在于，所述光栅层的厚度在20nm-200μm之间。

4.一种激光扫描成像装置，其特征在于，包括：激光器和振镜，以及设置在所述振镜的扫描方向的如权利要求1-3任意一项的激光扫描成像模组，所述激光器出射的激光束经所述振镜后出射为成像光束，所述成像光束经所述激光扫描成像模组后扩展出射至目标接收区域。

5.根据权利要求4所述的激光扫描成像装置，其特征在于，所述光栅光波导位于所述振镜的出光侧，所述光栅层位于所述光波导层远离所述振镜的一侧，所述光栅光波导的有效区域覆盖所述振镜的扫描范围。

6.一种AR显示设备，其特征在于：包括如权利要求4或5所述的激光扫描成像装置。

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