【技术实现步骤摘要】
本披露一般涉及增强现实显示。更具体地，本披露涉及一种衍射光波导装置及衍射光波导方法。
技术介绍
1、衍射光波导装置方案是实现ar(augmented reality，增强现实)显示的一种重要方式，其通过利用波导基底和衍射光栅来引导光线，从而将虚拟图像有效地投射到用户的视野中，同时为ar近眼显示设备提供了轻薄、外观表现贴近常规眼镜等优点。
2、然而，在衍射光波导装置中，由于光栅的衍射作用，不同波长的光经过光栅会被衍射至不同的角度，从而具有不同的传输步长，最终导致出射到用户视场上的不同色光的能量中心不重合，产生颜色不均匀性。此外由于光栅的衍射效率在不同的衍射角度下具有明显的角度响应，不同波长的光在不同的衍射角度下的衍射效率也会有所不同，从而进一步加剧了颜色不均匀性，并且还会导致单色的亮度分布不均匀。
3、目前针对上述问题主要有单片全彩解决方案，其是通过采用光栅的高级衍射，令不同波段的光在不同级次内传播，或者利用单层双面或单层双k域通道叠加，从而改善颜色不均匀和亮度分布不均的问题。然而，单片全彩解决方案虽然在厚度和重量方面具有优势，但会衍生出大量的鬼像，导致ar显示设备的显示效果差。
4、有鉴于此，亟需提供一种衍射光波导装置及衍射光波导方法，以便增强ar显示设备的显示效果。
技术实现思路
1、为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本披露在多个方面中提出了一种衍射光波导装置及衍射光波导方法。
2、在第一方面中，本披露提供一种衍射光波导装
3、光波导基底；
4、设置在所述光波导基底上的耦入单元，用于将入射光耦合进入所述光波导基底；
5、设置在所述光波导基底上的左半区转折单元和右半区转折单元，用于对光进行扩瞳和转折；
6、设置在所述光波导基底上的耦出单元，用于将所述左半区转折单元和右半区转折单元转折出来的光耦出至人眼；
7、其中，所述光波导基底上的左半区和右半区分别形成独立的闭合k域，用于引导全视场光线在各自半区内传播，并在所述耦出单元上相向传播和叠加。
8、在一些实施例中，所述左半区转折单元包括第一转折单元和第二转折单元；所述右半区转折单元包括第三转折单元和第四转折单元；
9、其中，所述第一转折单元用于将所述耦入单元耦入的光转折至所述第二转折单元，所述第二转折单元用于将所述第一转折单元转折的光进行扩瞳并转折至所述耦出单元；
10、所述第三转折单元用于将所述耦入单元耦入的光转折至所述第四转折单元，所述第四转折单元用于将所述第三转折单元转折的光进行扩瞳并转折至所述耦出单元。
11、在一些实施例中，所述耦入单元和所述耦出单元的光栅矢量方向相同且与x轴夹角为0度或180度。
12、在一些实施例中，所述第二转折单元和所述第四转折单元的纵向长度大于所述耦出单元的纵向长度。
13、在一些实施例中，所述第二转折单元的形状为：靠近所述第一转折单元的一端横向宽度较窄，远离第一转折单元的一端横向宽度较宽；所述第四转折单元的形状为：靠近所述第三转折单元的一端横向宽度较窄，远离所述第三转折单元的一端横向宽度较宽。
14、在一些实施例中，所述左半区转折单元和右半区转折单元均为+1级次传输。
15、在一些实施例中，所述左半区的k域和所述右半区的k域在入射光相对所述光波导基底垂直入射时关于y轴对称，在入射光相对所述光波导基底非垂直入射时关于y轴近似对称。
16、在一些实施例中，所述左半区的k域中，耦入单元、第一转折单元、第二转折单元和耦出单元的光栅矢量按顺时针方向构成闭合的三角形，所述右半区的k域中，耦入单元、第三转折单元、第四转折单元和耦出单元的光栅矢量按逆时针方向构成闭合的三角形。
17、在一些实施例中，所述第一转折单元的光栅矢量与x轴的夹角为30°至60°。
18、在一些实施例中，所述第二转折单元的光栅矢量与x轴的夹角为-60°至-30°。
19、第二方面中，本披露提供一种提升单片全彩颜色和亮度均匀性的衍射光波导方法，包括：
20、通过耦入单元将入射光耦合进入光波导基底，并分为左右两路；
21、通过光波导基底的左半区转折单元和右半区转折单元分别对左右两路的光进行扩瞳和转折；
22、通过耦出光栅将左半区转折单元和右半区转折单元转折出来的光相向传输并叠加后耦出；
23、其中，所述光波导基底上的左半区和右半区分别形成独立的闭合k域，用于引导全视场光线在各自半区内传播，并在所述耦出单元上相向传播和叠加。
24、在一些实施例中，所述左半区的k域和所述右半区的k域在入射光相对所述光波导基底垂直入射时关于y轴对称，在入射光相对所述光波导基底非垂直入射时关于y轴近似对称。
25、通过如上所提供的一种衍射光波导装置，其通过在光波导基底上的左半区和右半区分别形成独立的闭合k域，用于引导全视场光线在各自半区内传播，并在耦出单元上相向传播和叠加后耦出，以使耦出的光线不仅能够增强颜色均匀性和亮度均匀性，且无杂散光和鬼像产生，从而增强显示效果。
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1.一种衍射光波导装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述左半区转折单元包括第一转折单元和第二转折单元；所述右半区转折单元包括第三转折单元和第四转折单元；
3.根据权利要求1所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述耦入单元和所述耦出单元的光栅矢量方向相同且与x轴夹角为0度或180度。
4.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第二转折单元和所述第四转折单元的纵向长度大于所述耦出单元的纵向长度。
5.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第二转折单元的形状为：靠近所述第一转折单元的一端横向宽度较窄，远离第一转折单元的一端横向宽度较宽；所述第四转折单元的形状为：靠近所述第三转折单元的一端横向宽度较窄，远离所述第三转折单元的一端横向宽度较宽。
6.根据权利要求1所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述左半区转折单元和右半区转折单元均为+1级次传输。
7.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述左半区的K域和所述右半区的K域在入射光相对所述
8.根据权利要求7所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述左半区的K域中，耦入单元、第一转折单元、第二转折单元和耦出单元的光栅矢量按顺时针方向构成闭合的三角形，所述右半区的K域中，耦入单元、第三转折单元、第四转折单元和耦出单元的光栅矢量按逆时针方向构成闭合的三角形。
9.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第一转折单元的光栅矢量与x轴的夹角为30°至60°。
10.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第二转折单元的光栅矢量与x轴的夹角为-60°至-30°。
11.一种提升单片全彩颜色和亮度均匀性的衍射光波导方法，其特征在于，所述方法包括：
12.根据权利要求11所述的提升单片全彩颜色和亮度均匀性的衍射光波导方法，其特征在于，所述左半区的K域和所述右半区的K域在入射光相对所述光波导基底垂直入射时关于y轴对称，在入射光相对所述光波导基底非垂直入射时关于y轴近似对称。
...【技术特征摘要】
1.一种衍射光波导装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述左半区转折单元包括第一转折单元和第二转折单元；所述右半区转折单元包括第三转折单元和第四转折单元；
3.根据权利要求1所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述耦入单元和所述耦出单元的光栅矢量方向相同且与x轴夹角为0度或180度。
4.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第二转折单元和所述第四转折单元的纵向长度大于所述耦出单元的纵向长度。
5.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述第二转折单元的形状为：靠近所述第一转折单元的一端横向宽度较窄，远离第一转折单元的一端横向宽度较宽；所述第四转折单元的形状为：靠近所述第三转折单元的一端横向宽度较窄，远离所述第三转折单元的一端横向宽度较宽。
6.根据权利要求1所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述左半区转折单元和右半区转折单元均为+1级次传输。
7.根据权利要求2所述的衍射光波导装置，其特征在于，所述左半区的k域和所述右半区的...
【专利技术属性】
技术研发人员：侍鹏，高一峰，陈远，
申请(专利权)人：舜宇奥来微纳光电信息技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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