一种衍射光波导和近眼显示设备的制作方法

本技术涉及光学，尤其涉及一种衍射光波导和近眼显示设备。

背景技术：

1、增强现实(augmented reality，ar)技术是一种将虚拟信息与真实世界融合的技术，增强现实设备在使用时，既要保证能够观察到虚拟信息，还要保证观察到真实的外部世界。

2、通常，增强现实设备的用于显示虚拟信息的显示系统通常由显示屏与光学系统组成，显示屏显示的图像通过光学系统传输至人眼，并且为了避免阻挡对真实世界的观察，通过增加光波导的方式对显示屏发出的图像进行传输，显示屏发出的图像从光波导的耦入端进入，并从耦出端射出。

3、图像光线在衍射光波导中进行传输时，入射至衍射耦出结构会发生衍射，衍射作用会同时存在传播方向相反的反射级次和透射级次，朝向人眼侧传播的衍射级次会从衍射光波导靠近人眼一侧的表面耦出进入人眼，背离人眼侧传播的衍射级次会从衍射光波导背离人眼一侧的表面耦出，导致信息泄露。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提供了一种衍射光波导，包括多个离散的衍射耦出结构和多个离散的防漏光微结构，每一个所述防漏光微结构至少对应一个所述衍射耦出结构，所述衍射耦出结构的空间位置相对于所述防漏光微结构靠近人眼，每一个所述衍射耦出结构均包括若干周期性排列的衍射单元。

2、较佳地，每一个所述衍射耦出结构分别对应一个所述防漏光微结构，每一个所述防漏光微结构的正投影分别覆盖对应的所述衍射耦出结构。

3、较佳地，所述衍射耦出结构的尺寸在百微米级及以上，多个所述衍射耦出结构呈规则阵列排布。

4、较佳地，所述衍射耦出结构的尺寸在十微米级及以下，多个所述衍射耦出结构随机排布。

5、较佳地，任意两个所述衍射耦出结构之间的间距小于人眼瞳孔直径。

6、较佳地，所述衍射光波导包括叠置的至少一片波导片和至少一片保护片，所述衍射耦出结构设置在所述波导片朝向所述保护片的一侧，所述防漏光微结构设置在所述保护片朝向所述波导片的一侧，所述衍射耦出结构的工作级次为反射级次，所述防漏光微结构为吸光结构、反射结构或像散结构。

7、较佳地，所述吸光结构为涂黑材料层或滤光材料层，所述反射结构为反射材料层，所述像散结构为微透镜或衍射结构。

8、较佳地，所述衍射光波导包括至少一片波导片，所述衍射耦出结构设置在所述波导片的一侧表面，所述防漏光微结构设置在所述衍射耦出结构的表面，所述防漏光微结构包括设置在所述衍射耦出结构表面的反射结构以及设置在所述反射结构表面的吸光结构。

9、较佳地，所述衍射光波导包括至少一片波导片，所述波导片包括相对的第一侧和第二侧，所述衍射耦出结构设置在所述第一侧且工作在透射级次，所述防漏光微结构设置所述第二侧，所述防漏光微结构为吸光结构或反射结构。

10、本实用新型还提供一种近眼显示设备，包括上述的衍射光波导。

11、与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：

12、本实用新型不再按照现有技术的技术思路在衍射光波导的耦出区域铺满衍射耦出结构，而是设置多个离散的衍射耦出结构，每一个防漏光微结构至少对应一个衍射耦出结构，且衍射耦出结构的空间位置相对于防漏光微结构靠近人眼，这样一方面，衍射耦出结构离散设置并不影响虚拟内容的正常成像，另一方面，通过防漏光微结构对衍射耦出结构进行漏光处理，可以减少甚至消除漏光或者使得漏光无法正常成像而缓解甚至避免信息泄露；再一方面，各个防漏光微结构之间也是离散的，不重叠的，且分区域、小面积设置的，因此，对环境光线的影响较小，人眼依然可以通过衍射光波导上防漏光微结构之外的区域接收环境光线，即人眼能够较大幅度接收环境光线，使得用户尽可能在防止信息泄露的同时接收环境光线，尽量降低对现实世界观看的影响，使得人眼获取的光机的图像光线亮度和外界的环境光线亮度更适配，更均衡。

技术特征：

1.一种衍射光波导，其特征在于，包括多个离散的衍射耦出结构和多个离散的防漏光微结构，每一个所述防漏光微结构至少对应一个所述衍射耦出结构，所述衍射耦出结构的空间位置相对于所述防漏光微结构靠近人眼，每一个所述衍射耦出结构均包括若干周期性排列的衍射单元。

2.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，每一个所述衍射耦出结构分别对应一个所述防漏光微结构，每一个所述防漏光微结构的正投影分别覆盖对应的所述衍射耦出结构。

3.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述衍射耦出结构的尺寸在百微米级及以上，多个所述衍射耦出结构呈规则阵列排布。

4.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述衍射耦出结构的尺寸在十微米级及以下，多个所述衍射耦出结构随机排布。

5.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，任意两个所述衍射耦出结构之间的间距小于人眼瞳孔直径。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的衍射光波导，其特征在于，所述衍射光波导包括叠置的至少一片波导片和至少一片保护片，所述衍射耦出结构设置在所述波导片朝向所述保护片的一侧，所述防漏光微结构设置在所述保护片朝向所述波导片的一侧，所述衍射耦出结构的工作级次为反射级次，所述防漏光微结构为吸光结构、反射结构或像散结构。

7.根据权利要求6中所述的衍射光波导，其特征在于，所述吸光结构为涂黑材料层或滤光材料层，所述反射结构为反射材料层，所述像散结构为微透镜或衍射结构。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的衍射光波导，其特征在于，所述衍射光波导包括至少一片波导片，所述衍射耦出结构设置在所述波导片的一侧表面，所述防漏光微结构设置在所述衍射耦出结构的表面，所述防漏光微结构包括设置在所述衍射耦出结构表面的反射结构以及设置在所述反射结构表面的吸光结构。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的衍射光波导，其特征在于，所述衍射光波导包括至少一片波导片，所述波导片包括相对的第一侧和第二侧，所述衍射耦出结构设置在所述第一侧且工作在透射级次，所述防漏光微结构设置所述第二侧，所述防漏光微结构为吸光结构或反射结构。

10.一种近眼显示设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任何一项所述的衍射光波导。

技术总结
本技术提供一种衍射光波导和近眼显示设备，其中光波导包括多个离散的衍射耦出结构和多个离散的防漏光微结构，每一个防漏光微结构至少对应一个衍射耦出结构，衍射耦出结构的空间位置相对于防漏光微结构靠近人眼，一方面，通过各个防漏光微结构分别对对应的衍射耦出结构进行漏光处理，避免泄露信息；另一方面，各个防漏光微结构之间是离散，不重叠且分区域、小面积设置，因此，对环境光线影响的区域较小，人眼依然可以通过防漏光微结构之外的区域接收环境光线，即人眼能够较大幅度接收环境光线，使用户尽可能在防止信息泄露的同时接收环境光线，尽量降低对外界的观察影响，使人眼获取的光机的图像光线亮度和外界的环境光线亮度更适配，更均衡。

技术研发人员：黄河,楼歆晔
受保护的技术使用者：上海鲲游科技有限公司
技术研发日：20240202
技术公布日：2024/9/29