【專利解密】至格科技打造極致衍射光波導(dǎo)鏡片

【嘉勤點(diǎn)評(píng)】至格科技的衍射光波導(dǎo)鏡片專利，通過(guò)設(shè)置面積變化的反光膜，調(diào)節(jié)不同位置區(qū)域的占比，來(lái)調(diào)節(jié)光柵衍射光通量的占比，能夠保持被衍射耦出波導(dǎo)鏡片光束所攜帶光通量基本一致，制作更為簡(jiǎn)單，同時(shí)實(shí)現(xiàn)均勻的Eyebox。

近日，至格科技完成A+輪融資，由小米產(chǎn)投投資。并且OPPO發(fā)布的新一代AR智能眼鏡——OPPO Air Glass，就采用由至格科技獨(dú)家提供的衍射光波導(dǎo)鏡片。

目前，波導(dǎo)鏡片已成為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示裝置的主流技術(shù)發(fā)展方向。但是，無(wú)論采用光柵槽深調(diào)制、光柵占空比調(diào)制還是光柵傾角調(diào)制來(lái)制作，一方面，由于各個(gè)區(qū)域的光柵不同，會(huì)加大制作壓印母版時(shí)的復(fù)雜度，且限制母版的制作工藝；另一方面，還會(huì)由于各個(gè)區(qū)域的光柵不同，加大大批量制作的難度。現(xiàn)有技術(shù)中采用調(diào)制光柵衍射效率的方法制作均勻Eyebox和畫(huà)面亮度均勻的波導(dǎo)鏡片，存在光柵或母版制作難度大、對(duì)制作工藝有限制的問(wèn)題。

為此，至格科技于2020年7月14日申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“一種衍射光波導(dǎo)鏡片”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)? 202010676260.6），申請(qǐng)人為北京至格科技有限公司。

圖1 衍射光波導(dǎo)鏡片截面示意圖

圖1為衍射光波導(dǎo)鏡片截面示意圖，該鏡片包括：波導(dǎo)基片101、膜層302和光柵301。其中波導(dǎo)基片分為多個(gè)區(qū)域；光柵對(duì)應(yīng)波導(dǎo)基片的不同區(qū)域；膜層位于波導(dǎo)基片和光柵之間，且存在于波導(dǎo)基片上的部分區(qū)域。

圖2 衍射光波導(dǎo)鏡片結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明提出的衍射光波導(dǎo)鏡片的結(jié)構(gòu)示意圖，該鏡片由波導(dǎo)基片101、耦入光柵402、出瞳擴(kuò)展光柵403、耦出光柵404及區(qū)域405組成，光束406表示一束攜帶虛擬圖像信息的光束。光柵位于波導(dǎo)基片的同一表面。區(qū)域是在光柵和波導(dǎo)基片之間有反光膜的區(qū)域。第一區(qū)域中反光膜的面積從左到右逐漸減小，第二區(qū)域中反光膜的面積從上到下逐漸減小。

該結(jié)構(gòu)的工作原理為：耦入光柵將光束衍射并使光束入射到波導(dǎo)鏡片表面的角度大于全反射臨界角，從而將光束耦入至波導(dǎo)基片并以在其兩個(gè)表面往返全反射方式向出瞳擴(kuò)展光柵方向傳輸；到達(dá)出瞳擴(kuò)展光柵后，光束全反射傳輸時(shí)每經(jīng)過(guò)一次出瞳擴(kuò)展光柵均會(huì)有一部分光通量被衍射向耦出光柵方向全反射傳輸，剩余光通量沿原來(lái)方向繼續(xù)傳輸，完成第一維度的出瞳擴(kuò)展。每經(jīng)過(guò)一次擴(kuò)展，沿原方向傳播的光束所攜帶的光通量就減小一次，同時(shí)為了使出瞳均勻，必須使每次被衍射向耦出光柵傳輸?shù)墓馐?07、光柵408、光束409、光束410所攜帶光通量基本一致，通過(guò)沿光束406方向逐漸減少區(qū)域的尺寸，減少對(duì)光束的阻擋，逐步增加光束406與出瞳擴(kuò)展光柵的接觸面積，使可衍射光束的光柵面積增大，逐漸增加衍射向耦出光柵光束所攜帶光通量占本次衍射入射達(dá)出瞳擴(kuò)展光柵光束所攜帶光通量的比值，從而在到達(dá)出瞳擴(kuò)展光柵的光束所攜帶光通量逐步減小的情況下，保持衍射向耦出光柵光束所攜帶光通量基本一致。

簡(jiǎn)而言之，至格科技的衍射光波導(dǎo)鏡片專利，通過(guò)設(shè)置面積變化的反光膜，調(diào)節(jié)不同位置區(qū)域的占比，來(lái)調(diào)節(jié)光柵衍射光通量的占比，能夠保持被衍射耦出波導(dǎo)鏡片光束所攜帶光通量基本一致，制作更為簡(jiǎn)單，同時(shí)實(shí)現(xiàn)均勻的Eyebox。

至格科技致力于AR衍射光波導(dǎo)光學(xué)顯示模組及衍射光柵的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。至格將用極致的衍射光學(xué)技術(shù)和微納制造工藝，打造極致的AR光學(xué)顯示和衍射光柵產(chǎn)品。

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