本公開是有關(guān)一種波導(dǎo)元件。

背景技術(shù)：

1、在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented?reality，ar)顯示器中，其中一項(xiàng)重要的技術(shù)是利用基于繞射光學(xué)元件的波導(dǎo)元件，對影像進(jìn)行擴(kuò)展。無論是在一維方向或是二維方向進(jìn)行影像的擴(kuò)展，都有助于裝置配戴的舒適性。

2、然而，影像的擴(kuò)展涉及到將影像的能量在二維空間上分布，然而離影像輸入的地方愈遠(yuǎn)，影像的能量的衰退也就愈嚴(yán)重，因此影響影像的均勻性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的一技術(shù)實(shí)施方式為一種波導(dǎo)元件。

2、根據(jù)本公開的一實(shí)施方式，一種波導(dǎo)元件包含基板以及光柵結(jié)構(gòu)。光柵結(jié)構(gòu)位于基板上，以構(gòu)成光耦入?yún)^(qū)、光耦出區(qū)與光擴(kuò)瞳區(qū)，其中光擴(kuò)瞳區(qū)光學(xué)耦接光耦入?yún)^(qū)與光耦出區(qū)，光擴(kuò)瞳區(qū)配置以接收來自光耦入?yún)^(qū)的光線并往光耦出區(qū)進(jìn)行繞射而擴(kuò)瞳，光擴(kuò)瞳區(qū)具有至少二分區(qū)，且光擴(kuò)瞳區(qū)的分區(qū)的分界與水平線之間有夾角φ，滿足其中，α1＝(-λsinψ+αd)/nd，β1＝(λcosψ+βd)/nd，α＝sin(θ)×cosψ，β＝sin(θ)×sinψ，λ為入射光波長，θ為視角，n為基板的折射率，ψ為光耦入?yún)^(qū)的光柵向量方向，d為光耦入?yún)^(qū)的光柵周期距離。

3、在本公開的一實(shí)施方式中，光擴(kuò)瞳區(qū)的分區(qū)的分界與水平線之間的夾角φ具有偏移量，且偏移量小于等于10度。

4、在本公開的一實(shí)施方式中，光柵結(jié)構(gòu)包含多個(gè)光柵，光擴(kuò)瞳區(qū)的分區(qū)的光柵各具有光柵高度，光柵高度從最接近光耦入?yún)^(qū)的分區(qū)往最遠(yuǎn)離光耦入?yún)^(qū)的分區(qū)的方向遞增。

5、在本公開的一實(shí)施方式中，光柵高度在10納米至300納米的范圍中。

6、在本公開的一實(shí)施方式中，光擴(kuò)瞳區(qū)的分區(qū)每一者具有填充比例，且填充比例從最接近光耦入?yún)^(qū)的分區(qū)往最遠(yuǎn)離光耦入?yún)^(qū)的分區(qū)的方向遞減。

7、在本公開的一實(shí)施方式中，光柵結(jié)構(gòu)包含多個(gè)光柵，光擴(kuò)瞳區(qū)的光柵與基板的水平表面分別具有傾斜角，且傾斜角從最接近光耦入?yún)^(qū)的分區(qū)往最遠(yuǎn)離光耦入?yún)^(qū)的分區(qū)的方向遞減。

8、在本公開的一實(shí)施方式中，光柵周期距離在300納米至1200納米的范圍中。

9、在本公開的一實(shí)施方式中，基板的折射率在1.5到2.5的范圍中，光柵結(jié)構(gòu)的折射率在1.2到2.5的范圍中。

10、在本公開的一實(shí)施方式中，視角在0度到90度的范圍中。

11、在本公開的一實(shí)施方式中，入射光波長在400納米到700納米的范圍中。

12、在本公開上述實(shí)施方式中，由于光擴(kuò)瞳區(qū)具有至少二分區(qū)，且這些分區(qū)的分界與水平線的夾角經(jīng)過特殊計(jì)算，此夾角與入射光波長、視角、基板的折射率、光耦入?yún)^(qū)的光柵向量方向、光耦入?yún)^(qū)的光柵周期距離等參數(shù)相關(guān)，能量在擴(kuò)瞳時(shí)可以更均勻地分布，提高畫面的均勻度。

技術(shù)特征：

1.一種波導(dǎo)元件，包含：

2.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)元件，其中該光擴(kuò)瞳區(qū)的該些分區(qū)的分界與該水平線之間的該夾角φ具有一偏移量，且該偏移量小于等于10度。

3.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)元件，其中該光柵結(jié)構(gòu)包含多個(gè)光柵，該光擴(kuò)瞳區(qū)的該些分區(qū)的該些光柵各具有一光柵高度，該些光柵高度從最接近該光耦入?yún)^(qū)的該分區(qū)往最遠(yuǎn)離該光耦入?yún)^(qū)的該分區(qū)的方向遞增。

4.如權(quán)利要求3所述的波導(dǎo)元件，其中該些光柵高度在10納米至300納米的范圍中。

5.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)元件，其中該光擴(kuò)瞳區(qū)的該些分區(qū)每一者具有一填充比例，且該些填充比例從最接近該光耦入?yún)^(qū)的該分區(qū)往最遠(yuǎn)離該光耦入?yún)^(qū)的該分區(qū)的方向遞減。

6.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)元件，其中該光柵結(jié)構(gòu)包含多個(gè)光柵，該光擴(kuò)瞳區(qū)的該些光柵與該水平線分別具有一傾斜角，且該些傾斜角從最接近該光耦入?yún)^(qū)的該分區(qū)往最遠(yuǎn)離該光耦入?yún)^(qū)的該分區(qū)的方向遞減。

7.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)元件，其中該光柵周期距離在300納米至1200納米的范圍中。

8.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)元件，其中該基板的該折射率在1.5到2.5的范圍中，該光柵結(jié)構(gòu)的一折射率在1.2到2.5的范圍中。

9.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)元件，其中該視角在0度到90度的范圍中。

10.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)元件，其中該入射光波長在400納米到700納米的范圍中。

技術(shù)總結(jié)
一種波導(dǎo)元件包含基板以及光柵結(jié)構(gòu)。光柵結(jié)構(gòu)位于基板上，以構(gòu)成光耦入?yún)^(qū)、光耦出區(qū)與光擴(kuò)瞳區(qū)，其中光擴(kuò)瞳區(qū)光學(xué)耦接光耦入?yún)^(qū)與光耦出區(qū)，光擴(kuò)瞳區(qū)配置以接收來自光耦入?yún)^(qū)的光線并往光耦出區(qū)進(jìn)行繞射而擴(kuò)瞳，光擴(kuò)瞳區(qū)具有至少二分區(qū)，且光擴(kuò)瞳區(qū)的分區(qū)的分界與水平線之間有夾角φ，滿足其中，α<subgt;1</subgt;＝(?λsinψ+αd)/nd，β<subgt;1</subgt;＝(λcosψ+βd)/nd，α＝sin(θ)×cosψ，β＝sin(θ)×sinψ，λ為入射光波長，θ為視角，n為基板的折射率，ψ為光耦入?yún)^(qū)的光柵向量方向，d為光耦入?yún)^(qū)的光柵周期距離。

技術(shù)研發(fā)人員：胡瑜庭,王銘瑞,陳志強(qiáng),鍾佳欣,王呈展,林信璋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：友達(dá)光電股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9