[实用新型]一种用于衍射光波导的六边形柱状结构

说明书

本实用新型公开了一种用于衍射光波导的六边形柱状结构，包括用于发出图像光线的微投影光机、用于形成衍射光栅的波导基板、用于接收并传导微投影光机发出图像光线的耦入光栅、以及耦出光栅，耦入光栅设于波导基板的入光口处，耦出光栅设于波导基板的出光口处，耦出光栅设置有用于衍射图像光线的多个正六棱柱；正六棱柱分区的相邻间隔距离逐渐减小且呈轴对称分布。有益效果是：本实用新型提供的耦出光栅通过设计的多个分区正六棱柱，多个分区正六棱柱呈60°的夹角阵列排布，很好的解决了衍射光栅的整个衍射波导的效率低且不均匀，用户看到的投影图像效果不够好的问题。

技术领域

本实用新型涉及显示设备技术领域，具体涉及一种用于衍射光波导的六边形柱状结构。

背景技术

随着虚拟现实和增强现实技术的发展，近眼式显示设备得到快速发展，例如谷歌的GoogleGlass和微软的Hololens。增强现实的近眼式显示是一种将光场成像在现实空间的技术，并且可以同时兼顾虚拟和现实的操作。利用传统光学光波导元件耦合图像光进入人眼的方式已经被采用，包括使用棱镜、反射镜、半透半反光光波导、全息及衍射光栅。光波导显示系统是利用全反射原理实现光波传输，结合衍射元件，实现光线的定向传导，进而将图像光导向人眼，使用户可以看到投影的图像。

而对于小体积的近眼式眼镜，光传导的主要方式为波导，而波导方式又分为：几何阵列波导和衍射光栅波导和全息波导，衍射光栅波导由于纳米压印加工的便利性，衍射光栅设计的高自由度，越来越受到重视，衍射光栅的作用如同阵列波导中的薄膜，主要是改变光线的传播方向。但是现有的衍射光栅的整个衍射波导的效率低且不均匀，用户看到的投影图像清晰度不够高，这是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于衍射光波导的六边形柱状结构，以解决现有的衍射光栅的整个衍射波导的效率低且不均匀，用户看到的投影图像效果不佳的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种用于衍射光波导的六边形柱状结构，包括用于发出图像光线的微投影光机、用于中转图像光线的波导基板、用于接收并传导微投影光机发出图像光线的耦入光栅、以及耦出光栅，所述耦入光栅设于波导基板的入光口处，所述耦出光栅设于波导基板的出光口处，所述耦出光栅设置有用于衍射图像光线的多个正六棱柱，所述多个正六棱柱从耦入光栅至耦出光栅的方向排布并形成多个分区，且相邻的所述分区之间的间隔距离逐渐减小且呈轴对称分布，所述分区内的正六棱柱的边长与高度均相等。

作为本实用新型的优选方案，所述微投影光机中的图像源型号是LCOS、DMD、OLED或MEMS。

作为本实用新型的优选方案，所述耦入光栅是一维的倾斜光栅或一维的闪耀光栅。

作为本实用新型的优选方案，所述多个正六棱柱呈60°的夹角阵列排布。

作为本实用新型的优选方案，所述正六棱柱的高度为20-200nm，正六棱柱的顶面与底面的边长均为50nm-200nm。

采用上述技术方案的有益效果是：本实用新型提供的耦出光栅通过设计的多个呈60°的夹角阵列排布的正六棱柱，对耦出光栅区域做了不等间隔分区，从耦入光栅至耦出光栅的方向，相邻的分区之间的间隔距离逐渐减小且呈轴对称分布，使得从耦出光栅射出的图像光线均匀，很好的解决了衍射光栅的整个衍射波导的效率低且不均匀，用户看到的投影图像清晰度不够高的问题。

附图说明

图1为本实用新型的光束传播示意图；

图2为本实用新型的耦入光栅的两种结构的示意图；

图3为本实用新型的图像光线在耦出光栅上的光束传播示意图；

图4为本实用新型的多个正六棱柱在耦出光栅上的排布示意图；

图5为本实用新型在实际应用中的光束传播示意图。