本发明专利技术公开了一种堆叠光栅及AR显示装置，堆叠光栅包括：自下而上依次堆叠设置的若干至少两个光栅层；其中，所述光栅层上设置有若干个光栅槽；相邻两个光栅层的光栅槽之间存在错位间距，所有所述错位间距自下而上形成周期性分布。由于至少两个光栅层自下而上依次堆叠，且所有所述错位间距自下而上形成周期性分布，则堆叠光栅等效为体光栅，可提升光栅衍射对透射/反射的选择性，从而可以降低隐私泄露，提高能量的利用率。能量的利用率。能量的利用率。
【技术实现步骤摘要】
一种堆叠光栅及AR显示装置
[0001]本专利技术涉及光栅
，尤其涉及的是一种堆叠光栅及AR显示装置。
技术介绍
[0002]在增强现实(Augmented reality，AR)、混合现实(Mixed reality，MR)领域，相比BirdBath(BB，半反半透式)、虫眼(离轴反射式)、自由曲面棱镜等显示方案，光波导方案更轻薄、眼盒更大，因此有更广阔的应用前景。在光波导方案中，相比使用部分透反膜的阵列光波导，衍射光波导生产制备工艺难度更低，在实现二维扩瞳(两个维度的出瞳拓展)时不存在栅格状暗条纹，因此更受关注。
[0003]衍射光波导方案中，耦入和耦出为最基本的光栅功能设置，对应耦入区和耦出区。可选的，也可以有一或多个中间件或称转折区。耦入区将自由空间光束(由光引擎投影至光波导)转换成在光波导基底中以全反射形式传输的光束(称为“耦入”)，耦出区执行逆过程(称为“耦出”)，将以全反射形式传输的光束部分转换为自由空间光束为人眼所接收。转折区(若存在)将全反射形式传输的光束部分改变传输方向，以新的方向继续全反射形式的传输。
[0004]现有技术中，如图1所示，表面浮雕光栅属于面光栅，其衍射性质决定光线在经过耦出光栅时同时存在透射耦出和反射耦出，但是人眼仅在一侧观察，另一侧的(泄漏)光线耦出造成了隐私泄露，也表明衍射效率较低，导致整个衍射光波导的能量利用率低。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
[0006]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种堆叠光栅及AR显示装置，旨在解决现有技术中光栅的能量利用率低的问题。
[0007]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0008]一种堆叠光栅，其中，包括：
[0009]自下而上依次堆叠设置的至少两个光栅层；
[0010]其中，所述光栅层上设置有若干个光栅槽；
[0011]相邻两个光栅层的光栅槽之间存在错位间距，所有所述错位间距自下而上形成周期性分布。
[0012]所述的堆叠光栅，其中，相邻两个所述光栅槽的间距为两个所述光栅槽在排列方向上的光栅周期，所述光栅周期为200nm
‑
1000nm。
[0013]所述的堆叠光栅，其中，所述光栅层为一维光栅层，所述错位间距为0.01
‑
0.99个光栅周期；或
[0014]所述光栅层为二维光栅层，所述错位间距包括：第一排列方向上的错位间距和/或第二排列方向上的错位间距；
[0015]所述第一排列方向上的错位间距为0.01
‑
0.99个光栅周期；
[0016]所述第二排列方向上的错位间距为0.01
‑
0.99个光栅周期。
[0017]所述的堆叠光栅，其中，相邻两个光栅层的光栅槽内填充有连接层；其中，所述光栅层的折射率大于所述连接层的折射率。
[0018]所述的堆叠光栅，其中，所述光栅层的折射率为1.5
‑
2.4；所述连接层的折射率为1
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1.49。
[0019]所述的堆叠光栅，其中，各所述光栅层的折射率不完全相同；和/或，
[0020]各所述光栅层的占空比不完全相同；和/或，
[0021]各所述光栅层的光栅槽的槽深不完全相同；和/或，
[0022]各所述连接层的折射率不完全相同。
[0023]所述的堆叠光栅，其中，最下方的光栅层连接有波导基底；和/或
[0024]最上方或最下方的光栅层连接有膜层；和/或
[0025]所述光栅层包括：直槽光栅层、斜齿光栅层、闪耀光栅层、台阶光栅层、曲面光栅层中的至少一种；和/或
[0026]所述光栅层的厚度为20nm
‑
1000nm。
[0027]所述的堆叠光栅，其中，
[0028]所述波导基底包括玻璃波导基底、树脂波导基底、塑料波导基底、透明陶瓷波导基底中的至少一种。
[0029]所述的堆叠光栅，其中，
[0030]所述膜层包括介质膜和/或金属膜，所述介质膜为单层介质膜或多层介质膜，所述金属膜为单层金属膜或多层金属膜。
[0031]一种AR显示装置，其中，包括：
[0032]光引擎；
[0033]至少一层光波导，位于所述光引擎的出光方向上；
[0034]如上述任一项所述的堆叠光栅，设置于所述光波导。
[0035]有益效果：由于至少两个光栅层自下而上依次堆叠，且所有所述错位间距自下而上形成周期性分布，则堆叠光栅等效为体光栅，可提升光栅衍射对透射/反射的选择性，从而可以降低隐私泄露，提高能量的利用率。
附图说明
[0036]图1是现有技术中光栅的结构示意图。
[0037]图2是本专利技术中堆叠光栅的结构示意图。
[0038]图3是本专利技术中直槽光栅层的结构示意图。
[0039]图4是本专利技术中斜齿光栅层的结构示意图。
[0040]图5是本专利技术中闪耀光栅层的结构示意图。
[0041]图6是本专利技术中台阶光栅层的结构示意图。
[0042]图7是本专利技术中曲面光栅层的结构示意图。
[0043]图8是本专利技术中二维光栅的结构示意图。
[0044]附图标记说明：
[0045]10、光栅层；11、光栅槽；20、连接层；30、波导基底。
具体实施方式
[0046]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0047]需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。
[0048]还需说明的是，本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。请同时参阅图1
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图7，本专利技术提供了一种堆叠光栅的一些实施例。
[0049]如图2所示，本专利技术的堆叠光栅包括：
[0050]自下而上依次堆叠设置的至少两个光栅层10；
[0051]其中，所述光栅层10上设置有若干个光栅槽11；
[0052]相邻两个光栅层10的光栅槽11之间存在错位间距，所有所述错位间距自下而上形成周期性分布。
[0053]值得说明的是，光栅层1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种堆叠光栅，其特征在于，包括：自下而上依次堆叠设置的至少两个光栅层；其中，所述光栅层上设置有若干个光栅槽；相邻两个光栅层的光栅槽之间存在错位间距，所有所述错位间距自下而上形成周期性分布。2.根据权利要求1所述的堆叠光栅，其特征在于，相邻两个所述光栅槽的间距为两个所述光栅槽在排列方向上的光栅周期，所述光栅周期为200nm
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1000nm。3.根据权利要求2所述的堆叠光栅，其特征在于，所述光栅层为一维光栅层，所述错位间距为0.01
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0.99个光栅周期；或所述光栅层为二维光栅层，所述错位间距包括：第一排列方向上的错位间距和/或第二排列方向上的错位间距；所述第一排列方向上的错位间距为0.01
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0.99个光栅周期；所述第二排列方向上的错位间距为0.01
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0.99个光栅周期。4.根据权利要求1所述的堆叠光栅，其特征在于，相邻两个光栅层的光栅槽内填充有连接层；其中，所述光栅层的折射率大于所述连接层的折射率。5.根据权利要求4所述的堆叠光栅，其特征在于，所述光栅层的折射率为1.5
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2.4；所述连...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵陈荻，兰富洋，赵晋，
申请(专利权)人：珠海莫界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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