[发明专利]光栅波导出瞳扩展器及增强现实显示模组

说明书

本发明提供了一种光栅波导出瞳扩展器及增强现实显示模组，涉及增强现实显示模组技术领域，所述光栅波导出瞳扩展器包括波导平板，波导平板包括相对的第一板面和第二板面，第一板面上设置有耦入光栅和耦出光栅，且耦入光栅和耦出光栅间隔设置；波导平板上还设置有光反射结构，光反射结构具有反射层，反射层分别与第一板面、第二板面连接，反射层用于将射向耦入光栅方向的衍射光反射向耦出光栅方向。光在光栅波导出瞳扩展器内传播时会发生衍射现象，部分衍射光光会朝耦入光栅方向运动，逐渐远离耦出光栅，而光反射结构能够将这部分衍射光朝耦出光栅方向反射，从而再次利用，避免光能量的浪费，最终人眼视网膜接收到的光能量更多，亮度更高。

技术领域

本发明涉及增强现实显示模组技术领域，尤其是涉及一种光栅波导出瞳扩展器及增强现实显示模组。

背景技术

使用光栅波导方案进行出瞳扩展，将投影模组所产生虚拟图像引导至人眼，在视网膜上成像，从而使使用者可以观察到虚拟图像。同时，光栅波导的高透过率保证环境光可以低损耗地透过进入人眼，保证使用者可以同时观察到虚拟图像及真实景象，从而实现增强现实的应用目的。

对于现有技术中，采用光栅波导方案的出瞳扩展器而言，光线进入波导及在波导里传输时，由于多个衍射级次的存在，会导致部分能量浪费掉，无法有效利用起来，导致最终进入到视网膜内的光强较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光栅波导出瞳扩展器及增强现实显示模组，以缓解现有的出瞳扩展器存在能量浪费的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供的一种光栅波导出瞳扩展器，所述光栅波导出瞳扩展器包括波导平板，所述波导平板包括相对的第一板面和第二板面，所述第一板面上设置有耦入光栅和耦出光栅，且所述耦入光栅和耦出光栅间隔设置；

所述波导平板上还设置有光反射结构，所述光反射结构具有反射层，所述反射层分别与第一板面、第二板面连接，所述反射层用于将射向耦入光栅方向的衍射光反射向耦出光栅方向，其中，所述耦入光栅方向为所述耦出光栅朝向所述耦入光栅方向，所述耦出光栅方向与所述耦入光栅方向相反。

进一步的，所述光反射结构设置在在所述波导平板的侧面上，且所述反射层贴合在所述侧面上；沿所述耦入光栅朝向所述耦出光栅方向，所述耦入光栅位于所述耦出光栅和光反射结构之间。

进一步的，所述耦入光栅和耦出光栅均为一维光栅；

所述反射层的长度方向、耦入光栅的光栅方向和耦出光栅的光栅方向平行。

进一步的，所述耦入光栅为一维光栅，所述耦出光栅为二维光栅。

进一步的，所述光反射结构内嵌在所述波导平板内，沿所述耦入光栅朝向所述耦出光栅方向，所述光反射结构位于所述耦入光栅和耦出光栅之间；

所述光反射结构上设置有缺口，所述缺口用于避让从所述耦入光栅所在端侧朝所述耦出光栅所在端侧传播的光。

进一步的，所述光反射结构的数量为两个，分别为第一光反射结构和第二光反射结构；

所述第一光反射结构设置在在所述波导平板的侧面上，且所述第一光反射结构的反射层贴合在所述侧面上；沿所述耦入光栅朝向所述耦出光栅方向，所述耦入光栅位于所述耦出光栅和第一光反射结构之间；

所述第二光反射结构内嵌在所述波导平板内，沿所述耦入光栅朝向所述耦出光栅方向，所述第二光反射结构位于所述耦入光栅和耦出光栅之间；

所述第二光反射结构上设置有缺口，所述缺口用于避让从所述耦入光栅所在端侧朝所述耦出光栅所在端侧传播的光。

进一步的，贴合在所述波导平板侧面的光反射结构为反射膜，所述光栅波导出瞳扩展器包括用于保护所述反射膜的保护条，所述保护条连接在所述反射膜的背面，以使所述反射膜被夹持在波导片的侧面和保护条之间。