【专利解密】至格科技打造极致衍射光波导镜片

【嘉勤点评】至格科技的衍射光波导镜片专利，通过设置面积变化的反光膜，调节不同位置区域的占比，来调节光栅衍射光通量的占比，能够保持被衍射耦出波导镜片光束所携带光通量基本一致，制作更为简单，同时实现均匀的Eyebox。

近日，至格科技完成A+轮融资，由小米产投投资。并且OPPO发布的新一代AR智能眼镜——OPPO Air Glass，就采用由至格科技独家提供的衍射光波导镜片。

目前，波导镜片已成为增强现实显示装置的主流技术发展方向。但是，无论采用光栅槽深调制、光栅占空比调制还是光栅倾角调制来制作，一方面，由于各个区域的光栅不同，会加大制作压印母版时的复杂度，且限制母版的制作工艺；另一方面，还会由于各个区域的光栅不同，加大大批量制作的难度。现有技术中采用调制光栅衍射效率的方法制作均匀Eyebox和画面亮度均匀的波导镜片，存在光栅或母版制作难度大、对制作工艺有限制的问题。

为此，至格科技于2020年7月14日申请了一项名为“一种衍射光波导镜片”的发明专利（申请号: 202010676260.6），申请人为北京至格科技有限公司。

图1 衍射光波导镜片截面示意图

图1为衍射光波导镜片截面示意图，该镜片包括：波导基片101、膜层302和光栅301。其中波导基片分为多个区域；光栅对应波导基片的不同区域；膜层位于波导基片和光栅之间，且存在于波导基片上的部分区域。

图2 衍射光波导镜片结构示意图

图2为本发明提出的衍射光波导镜片的结构示意图，该镜片由波导基片101、耦入光栅402、出瞳扩展光栅403、耦出光栅404及区域405组成，光束406表示一束携带虚拟图像信息的光束。光栅位于波导基片的同一表面。区域是在光栅和波导基片之间有反光膜的区域。第一区域中反光膜的面积从左到右逐渐减小，第二区域中反光膜的面积从上到下逐渐减小。

该结构的工作原理为：耦入光栅将光束衍射并使光束入射到波导镜片表面的角度大于全反射临界角，从而将光束耦入至波导基片并以在其两个表面往返全反射方式向出瞳扩展光栅方向传输；到达出瞳扩展光栅后，光束全反射传输时每经过一次出瞳扩展光栅均会有一部分光通量被衍射向耦出光栅方向全反射传输，剩余光通量沿原来方向继续传输，完成第一维度的出瞳扩展。每经过一次扩展，沿原方向传播的光束所携带的光通量就减小一次，同时为了使出瞳均匀，必须使每次被衍射向耦出光栅传输的光束407、光栅408、光束409、光束410所携带光通量基本一致，通过沿光束406方向逐渐减少区域的尺寸，减少对光束的阻挡，逐步增加光束406与出瞳扩展光栅的接触面积，使可衍射光束的光栅面积增大，逐渐增加衍射向耦出光栅光束所携带光通量占本次衍射入射达出瞳扩展光栅光束所携带光通量的比值，从而在到达出瞳扩展光栅的光束所携带光通量逐步减小的情况下，保持衍射向耦出光栅光束所携带光通量基本一致。

简而言之，至格科技的衍射光波导镜片专利，通过设置面积变化的反光膜，调节不同位置区域的占比，来调节光栅衍射光通量的占比，能够保持被衍射耦出波导镜片光束所携带光通量基本一致，制作更为简单，同时实现均匀的Eyebox。

至格科技致力于AR衍射光波导光学显示模组及衍射光栅的研发、生产和销售。至格将用极致的衍射光学技术和微纳制造工艺，打造极致的AR光学显示和衍射光栅产品。

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