【技术实现步骤摘要】
本技术涉及显示，特别是涉及一种衍射光波导及显示模组。
技术介绍
1、增强现实(ar)显示是观察者在观看外界真实物体的同时，叠加在真实环境中的图像或者数据等信息也可被观看，因此被广泛应用于各个领域，尤其在军事领域及消费领域。究其原因，增强现实显示提供了传统显示设备不具备的与真实环境无障碍的实时实地交互的功能，给用户带来了全新的视觉体验。但因此增强现实显示中首要的问题就是如何减少显示设备的体积和重量，并提供足够的亮度、视场角，实现设备轻便化和高空间分辨率、高角分辨率的增虚实融合呈现效果。
2、增强现实显示光学技术发展至今，主要方案大致分为共轴侧视棱镜方案、阵列式半透膜波导方案、自由曲面方案、衍射光波导方案等，不同方案所具备的显示性能不同。当前车载抬头显示主要采用自由曲面的设计，其模组体积巨大；近眼显示领域众多巨头包括微软、meta、apple、google、snap等均采用较为主流的衍射光波导技术方案，衍射光波导是利用光栅的衍射特性来设计“光路”，让光在设计好的路径上传播，将微投影系统发出的光导入人眼。而此类方案主要的优势是体积小、轻薄，而基于衍射光波导的增强现实显示模组延续了超小的体积优势，更有助于穿戴式显示集成与汽车抬头显示的前装。
3、传统的衍射光波导的方案，采用耦入-转折-耦出的光传导设计，通过衍射扩瞳的理论方法，实现大眼盒显示。而在针对耦出区域的部分，由于衍射效率的控制不均，常常会导致眼盒范围内不同观察图像亮度不均匀。
技术实现思路
1、基于此，有必要
2、一种衍射光波导，所述衍射光波导包括波导基底，所述波导基底包括：
3、耦入区域，用于将图像光线耦入至所述波导基底内；
4、转折区域，位于所述耦入区域的一侧，所述转折区域用于承接所述耦入区域的图像光线并耦合传导；
5、耦出区域，位于所述转折区域的一侧，所述耦出区域用于承接所述转折区域的图像光线并将所述图像光线耦出；
6、自所述耦入区域向所述转折区域的方向为第一方向，所述转折区域包括沿所述第一方向依次设置的至少两个转折块，且至少两个所述转折块的效率调制功能沿所述第一方向呈递进趋势；
7、自所述转折区域向所述耦出区域的方向为第二方向，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述耦出区域包括沿所述第二方向依次设置的至少两个耦出块，且至少两个所述耦出块的效率调制功能沿所述第二方向呈递进趋势。
8、应用本技术技术方案的衍射光波导，能够通过分别对转折区域和耦出区域进行效率分区，从而合理分配单位面积的衍射能量，均衡耦出区域内不同位置的衍射效率，从而提升眼盒范围内不同观察图像亮度均匀性，有利于广泛应用。
9、在一个可行的实现方式中，所述转折块沿所述第二方向的宽度不小于进入所述耦入区域的光斑宽度，所述转折块沿所述第一方向的长度基于图像光线在所述转折块内的预设截止效率阈值得到。
10、在一个可行的实现方式中，至少两个所述转折块沿所述第一方向的长度递减或者相同。
11、在一个可行的实现方式中，所述转折块沿所述第一方向的长度为n*d，n为全反射次数，并基于以下得到：
12、所述转折块内设有若干光栅结构，定义初始光栅结构沿所述第二方向上向相邻所述光栅结构的转折效率为a，定义初始光栅结构沿所述第一方向上向相邻所述光栅结构的传导效率为b；以及
13、图像光线在所述转折块内的第n次全反射沿所述第二方向上的转折效率为a*bn-1，图像光线在所述转折块内的第n次全反射沿所述第一方向的传导效率为bn，预设图像光线在所述转折块内的截止效率阈值为ε，当第n次传导的效率a*bn-1＜a*ε时结束所述转折块，此时所述转折块沿所述第一方向的长度为n*d；
14、其中d为全反射点间距，并基于公式(i)计算得到：
15、d＝t*tan(arcsin(λ/p/n0))*2(i)；
16、公式(i)中，t为波导基底的厚度，λ为入射波长，p为光栅周期，n0为波导折射率。
17、在一个可行的实现方式中，所述耦出块沿所述第二方向的宽度基于图像光线在所述耦出块内的预设截止效率阈值得到。
18、在一个可行的实现方式中，至少两个所述耦出块沿所述第二方向的宽度递减或者相同。
19、在一个可行的实现方式中，所述耦出块沿所述第二方向的宽度为n*d，n为全反射次数，并基于以下得到：
20、所述耦出块内设有若干光栅结构，定义初始光栅结构沿所述第二方向上向相邻所述光栅结构的传导效率为a，定义初始光栅结构的耦出效率为b；以及
21、图像光线在所述耦出块内的第n次全反射沿所述第二方向上的传导效率为an，耦出效率为an-1*b，预设图像光线在所述耦出块内的截止效率阈值为ε，当第n次传导的效率an*b＜ε*b时结束所述耦出块，此时所述耦出块沿所述第二方向的宽度为n*d；
22、其中d为全反射点间距，并基于公式(i)计算得到：
23、d＝t*tan(arcsin(λ/p/n0))*2(i)；
24、公式(i)中，t为波导基底的厚度，λ为入射波长，p为光栅周期，n0为波导折射率。
25、在一个可行的实现方式中，相邻两个所述转折块的光栅周期、光栅深度和占空比中的至少一个不同；或者
26、相邻两个所述耦出块的光栅周期、光栅深度和占空比中的至少一个不同。
27、一种显示模组，包括上述任一的衍射光波导。
28、本技术技术方案的显示模组包括上述任一的衍射光波导，能够通过分别对转折区域和耦出区域进行效率分区，从而合理分配单位面积的衍射能量，均衡耦出区域内不同位置的衍射效率，从而提升眼盒范围内不同观察图像亮度均匀性，有利于广泛应用。
29、在一个可行的实现方式中，所述显示模组为抬头显示模组或者增强现实可穿戴显示模组。
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1.一种衍射光波导，其特征在于，所述衍射光波导包括波导基底，所述波导基底包括：
2.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，至少两个所述转折块沿所述第一方向的长度递减或者相同。
3.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述转折块沿所述第一方向的长度为n*d，n为全反射次数，并基于以下得到：
4.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述耦出块沿所述第二方向的宽度基于图像光线在所述耦出块内的预设截止效率阈值得到。
5.根据权利要求4所述的衍射光波导，其特征在于，至少两个所述耦出块沿所述第二方向的宽度递减或者相同。
6.根据权利要求4所述的衍射光波导，其特征在于，所述耦出块沿所述第二方向的宽度为n*d，n为全反射次数，并基于以下得到：
7.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，相邻两个所述转折块的光栅周期、光栅深度和占空比中的至少一个不同；或者
8.一种显示模组，其特征在于，包括权利要求1～7中任一项所述的衍射光波导。
9.根据权利要求8所述的显示模组，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种衍射光波导，其特征在于，所述衍射光波导包括波导基底，所述波导基底包括：
2.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，至少两个所述转折块沿所述第一方向的长度递减或者相同。
3.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述转折块沿所述第一方向的长度为n*d，n为全反射次数，并基于以下得到：
4.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述耦出块沿所述第二方向的宽度基于图像光线在所述耦出块内的预设截止效率阈值得到。
5.根据权利要求4所述的衍射光波导，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗明辉，杨明，杨超，李瑞彬，周振，朱平，乔文，陈林森，
申请(专利权)人：苏州苏大维格科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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