一种波导模组及近眼显示系统的制作方法

本申请涉及显示，具体涉及一种波导模组及近眼显示系统。

背景技术：

1、随着增强现实（ar）与混合现实（mr）技术的发展，基于光波导的近眼显示器件逐渐成为主流方案。光波导系统通常利用入瞳区域（输入耦合器）将来自光机的图像光耦入波导内部，再通过各类扩瞳区域将光线在波导中展开，最终由出瞳区域（输出耦合器）将光线引出至人眼，实现大视场角、轻量化与透明显示。尤其在双目显示中，单光机双目波导因具备左右视野共享同一光源、结构更紧凑的优势，已经成为近年来的主流发展方向。

2、现有的单光机双目波导普遍将入瞳区域设置在波导基底的中轴线附近，并在入瞳之后依次设置用于扩展视场的转折区域和用于输出的出瞳区域。在典型结构中，扩瞳区域通常沿波导的纵向设置，即扩瞳区域在竖直方向延展，以实现视场的纵向扩展。为了保证扩瞳后的光线能够覆盖需求视场，转折区域必须能够接收来自入瞳区域的所有入射光线。由于光机光线具有一定的视场角，入射到波导内部的光线角度范围较大，使得转折区域在纵向设置时需要具备足够的面积来容纳所有可能入射的光线路径。因此，现有方案中用于扩瞳的转折区域规模往往较大。

3、在双目波导结构中，入瞳区域和扩瞳区域均位于波导中部，而波导中轴线正对应人脸的鼻梁位置。由于转折区域面积较大，其纵向区域会占据波导中轴线附近的有效空间，从而导致能够在鼻梁位置留出的空白区域非常有限。当波导器件安装在眼镜框中时，这种扩瞳区域的空间占用会造成波导贴近或挤压使用者鼻梁，显著降低佩戴舒适度，甚至影响佩戴稳定性与产品体验。

4、此外，为了在双目结构中分别向左右两个眼睛提供扩瞳后的光线，现有结构往往需要将第一转折区域、第二转折区域以及出瞳区域依次展开设置，使得整体光栅布局呈现“分段式”“非重叠式”结构。由于各区域单独占用面积较大，进一步加剧了鼻梁附近区域的拥挤，使波导难以在保证佩戴舒适性的同时兼顾光学性能。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种波导模组及近眼显示系统，能够显著增大鼻梁对应位置的可用空白区域，提高佩戴的舒适性和体验感。

2、本申请实施例的一方面，提供了一种波导模组，包括波导基底，所述波导基底上设置入瞳区域、两个扩瞳区域和两个出瞳区域，两个所述扩瞳区域分别位于所述入瞳区域两侧、且沿第一方向远离所述入瞳区域设置，两个所述出瞳区域分别位于所述入瞳区域两侧、且沿第一方向远离所述入瞳区域设置，两个所述扩瞳区域设置在两个所述出瞳区域之间，两个所述扩瞳区域在所述波导基底表面的投影分别与两个所述出瞳区域在所述波导基底表面的投影部分重叠。

3、可选地，所述扩瞳区域与所述出瞳区域重叠形成重叠区域，所述重叠区域的面积占所述扩瞳区域的面积的10%～90%。

4、可选地，两个所述扩瞳区域关于所述波导基底沿所述第一方向的中轴线对称或不对称分布。

5、可选地，所述入瞳区域和所述扩瞳区域之间还设置有转折区域，两个所述转折区域分别位于所述入瞳区域两侧、且关于所述波导基底沿所述第一方向的中轴线对称或不对称分布。

6、可选地，所有区域均设置有衍射光栅，所述扩瞳区域与所述出瞳区域重叠形成的重叠区域的光栅为二维光栅，所述二维光栅的一个方向和所述扩瞳区域的光栅方向相同、另一个方向和所述出瞳区域的光栅方向相同。

7、可选地，所述入瞳区域的光栅为一维光栅或二维光栅。

8、可选地，所述扩瞳区域和所述出瞳区域位于所述波导基底的同一表面，或者分别位于所述波导基底相背的两个表面。

9、可选地，所述扩瞳区域沿平行于所述第一方向设置，或与所述第一方向呈夹角设置。

10、可选地，所述入瞳区域位于所述波导基底沿所述第一方向的中轴线，或靠近所述中轴线设置。

11、本申请实施例的另一方面，提供了一种近眼显示系统，包括：光机，以及设置于所述光机出光侧的、上述的波导模组。

12、本申请实施例提供的波导模组及近眼显示系统，通过使扩瞳区域与出瞳区域在波导基底中至少部分重叠，从而减少扩瞳区域在波导基底中轴线附近的独立占用面积，减少扩瞳区域对波导基底中间区域的挤压，释放中间区域的空间，进而显著增大鼻梁对应位置的可用空白区域，使用户佩戴时鼻梁不易受到压迫，提高了佩戴舒适性和体验感，并实现波导系统的小型化、轻量化与更好的结构整合性。

1.一种波导模组，其特征在于，包括：波导基底，所述波导基底上设置入瞳区域、两个扩瞳区域和两个出瞳区域，两个所述扩瞳区域分别位于所述入瞳区域两侧、且沿第一方向远离所述入瞳区域设置，两个所述出瞳区域分别位于所述入瞳区域两侧、且沿第一方向远离所述入瞳区域设置，两个所述扩瞳区域设置在两个所述出瞳区域之间，两个所述扩瞳区域在所述波导基底表面的投影分别与两个所述出瞳区域在所述波导基底表面的投影部分重叠。

2.根据权利要求1所述的波导模组，其特征在于，所述扩瞳区域与所述出瞳区域重叠形成重叠区域，所述重叠区域的面积占所述扩瞳区域的面积的10%～90%。

3.根据权利要求1或2所述的波导模组，其特征在于，两个所述扩瞳区域关于所述波导基底沿所述第一方向的中轴线对称或不对称分布。

4.根据权利要求3所述的波导模组，其特征在于，所述入瞳区域和所述扩瞳区域之间还设置有转折区域，两个所述转折区域分别位于所述入瞳区域两侧、且关于所述波导基底沿所述第一方向的中轴线对称或不对称分布。

5.根据权利要求1或2或4所述的波导模组，其特征在于，所有区域均设置有衍射光栅，所述扩瞳区域与所述出瞳区域重叠形成的重叠区域的光栅为二维光栅，所述二维光栅的一个方向和所述扩瞳区域的光栅方向相同、另一个方向和所述出瞳区域的光栅方向相同。

6.根据权利要求1或2或4所述的波导模组，其特征在于，所述入瞳区域的光栅为一维光栅或二维光栅。

7.根据权利要求1或2或4所述的波导模组，其特征在于，所述扩瞳区域和所述出瞳区域位于所述波导基底的同一表面，或者分别位于所述波导基底相背的两个表面。

8.根据权利要求1或2或4所述的波导模组，其特征在于，所述扩瞳区域平行于所述第一方向设置，或与所述第一方向呈夹角设置。

9.根据权利要求1或2或4所述的波导模组，其特征在于，所述入瞳区域位于所述波导基底沿所述第一方向的中轴线，或靠近所述中轴线设置。

10.一种近眼显示系统，其特征在于，包括光机，以及设置于所述光机出光侧的、权利要求1至9任一项所述的波导模组。