光栅结构、光波导器件及头戴显示设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光栅结构、光波导器件及头戴显示设备；其中，包括多个光栅周期单元，所述多个光栅周期单元排列形成设定形状的光栅阵列；其中，每个所述光栅周期单元包括两个或者两个以上的子光栅单元，每个所述光栅周期单元中的所有所述子光栅单元至少具有两种不同的光栅图案和/或尺寸，且所述光栅图案均为多边形。本实用新型专利技术提供的方案提出每个光栅周期单元包括至少两个多边形构成的光栅形状，多个多边形光栅图形使得光栅周期单元的设计自由度更高，更容易获得性能更优的光栅结构。更容易获得性能更优的光栅结构。更容易获得性能更优的光栅结构。

【技术实现步骤摘要】
光栅结构、光波导器件及头戴显示设备


[0001]本技术属于增强现实
，具体地，本技术涉及一种光栅结构、光波导器件及头戴显示设备。

技术介绍

[0002]增强现实（Augmented Reality，简称AR），是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。目前，通常采用光波导器件实现增强现实方案。光波导器件是基于微纳光学的技术，它利用纳米光栅的衍射对光线的选择性定向衍射，实现了选择性波长的成像。
[0003]现有的光栅结构虽然经过精细设计，但是每个光栅周期单元中光栅形状由单个图形构成，导致形成的光栅结构设计自由度较低，这会在一定程度上影响光栅结构的应用范围，同时，现有的光栅结构还可能会造成光在光波导内传播后大量的光线经非人眼侧耦出等不良现象。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种光栅结构、光波导器件及头戴显示设备的新技术方案。
[0005]根据本技术的第一方面，提供了一种光栅结构，包括多个光栅周期单元，所述多个光栅周期单元排列形成设定形状的光栅阵列；
[0006]其中，每个所述光栅周期单元包括两个或者两个以上的子光栅单元，每个所述光栅周期单元中的所有所述子光栅单元至少具有两种不同的光栅图案和/或尺寸，且所述光栅图案均为多边形。
[0007]可选地，每个所述光栅周期单元中的所述子光栅单元的数量为N，该光栅周期单元中所有子光栅单元至多具有N种不同的高度。
[0008]可选地，每个所述光栅周期单元包括第一子光栅单元及第二子光栅单元，其中，所述第一子光栅单元与所述第二子光栅单元的光栅图案均为四边形，且所述第一子光栅单元与所述第二子光栅单元的尺寸不同。
[0009]可选地，所述第一子光栅单元与所述第二子光栅单元具有不同的高度，二者之间形成设定的高度差。
[0010]可选地，每个所述光栅周期单元包括第一子光栅单元、第二子光栅单元以及第三子光栅单元；其中，所述第一子光栅单元和所述第二子光栅单元的光栅图案为形状不同的四边形，所述第三子光栅单元的光栅图案为三角形。
[0011]可选地，所述第一子光栅单元、所述第二子光栅单元及所述第三子光栅单元至多形成三种不同的高度。
[0012]可选地，每个所述光栅周期单元中，所述子光栅单元之间的排布方式为间隔排布、相邻排布或者至少部分重叠排布。
[0013]可选地，每个所述光栅周期单元中，所述子光栅单元沿自身高度方向的侧边为斜
边；当将所述光栅结构设于波导基底上后，与波导基底的表面可呈非90度夹角。
[0014]根据本技术的第二方面，还提供了一种光波导器件，所述光波导器件包括波导基底，以及设置于所述波导基底上的耦入光栅及耦出光栅；其中，所述耦出光栅采用如上所述的光栅结构。
[0015]根据本技术的第三方面，还提供了一种头戴显示设备，包括如上所述的光波导器件。
[0016]本技术的有益效果在于：
[0017]本技术提供的方案提出每个光栅周期单元包括至少两个多边形构成的光栅形状，这样，多个多边形光栅图形使得光栅周期单元的设计自由度更高，更容易获得性能更优的光栅结构，利于根据实际需要设计出所需效果的光栅形状。
[0018]通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0019]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本技术的原理。
[0020]图1为本技术实施例提供的光栅结构示意图之一；
[0021]图2为本技术实施例提供的光栅结构示意图之二；
[0022]图3为本技术实施例提供的光栅结构示意图之三；
[0023]图4为本技术实施例提供的光栅结构示意图之四；
[0024]图5为本技术实施例提供的光栅结构示意图之五；
[0025]图6为本技术实施例提供的光栅结构示意图之六；
[0026]图7为本技术实施例提供的光栅结构示意图之七。
[0027]附图标记说明：
[0028]100、光栅周期单元；110、第一子光栅单元；120、第二子光栅单元；130、第三子光栅单元；200、波导基底；210、耦入光栅；220、耦出光栅。
具体实施方式
[0029]现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
[0030]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
[0031]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0032]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0033]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0034]参照图1
‑
图7，本技术实施例提供了至少一种光栅结构，所述光栅结构例如可应用于光波导器件上。
[0035]本申请实施例提供的光栅结构，参照图1至图7，所述光栅结构包括多个光栅周期单元100，所述多个光栅周期单元100排列形成设定形状的光栅阵列；其中，每个所述光栅周期单元100包括两个或者两个以上的子光栅单元，每个所述光栅周期单元100中的所有所述子光栅单元至少具有两种不同的光栅图案和/或尺寸，且所述光栅图案均为多边形。
[0036]在本技术的实施例中，光栅结构设计包括多个光栅周期单元100，这里的光栅周期单元100为整个光栅结构中的最小重复单元。需要说明的是，光栅结构中光栅周期单元100的数量可以根据实际要求灵活设计，本技术中对此不做限制。
[0037]在本技术的实施例中，多个光栅周期单元100形成的光栅阵列，也即光栅结构的具体形状可以根据实际需要进行设计，本技术对光栅结构的具体形状不做限定。例如，多个光栅周期单元100排列形成的光栅阵列可为图1中右侧示出的的菱形结构。当然，还可以为平行四边形等。
[0038]请继续参照图1，本技术实施例中，每个光栅周期单元100都至少包括两种不同的光栅图案。具体而言，每个光栅周期单元100中具有至少两种光栅图案的多个子光栅单元，当然也可以是至少两种不同尺寸的多个子光栅单元。如此，使得同一光栅周期单元100中可以含有多个不同光栅图案，使得光栅结构的设计自由度更高，容易得到性能更优的光栅形状。
[0039]需要说明的是，每个子光栅单元为具有一定厚度的立体结构。本技术中的光栅图案是指子光栅单元在与光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光栅结构，其特征在于，包括多个光栅周期单元（100），所述多个光栅周期单元（100）排列形成设定形状的光栅阵列；其中，每个所述光栅周期单元（100）包括两个或者两个以上的子光栅单元，每个所述光栅周期单元（100）中的所有所述子光栅单元至少具有两种不同的光栅图案和/或尺寸，且所述光栅图案均为多边形。2.根据权利要求1所述的光栅结构，其特征在于，每个所述光栅周期单元（100）中的所述子光栅单元的数量为N，该光栅周期单元（100）中所有子光栅单元至多具有N种不同的高度。3.根据权利要求1所述的光栅结构，其特征在于，每个所述光栅周期单元（100）包括第一子光栅单元（110）及第二子光栅单元（120），其中，所述第一子光栅单元（110）与所述第二子光栅单元（120）的光栅图案均为四边形，且所述第一子光栅单元（110）与所述第二子光栅单元（120）的尺寸不同。4.根据权利要求3所述的光栅结构，其特征在于，所述第一子光栅单元（110）与所述第二子光栅单元（120）具有不同的高度，二者之间形成设定的高度差。5.根据权利要求1所述的光栅结构，其特征在于，每个所述光栅周期单元（100）包括第一子光栅单元（11...

【专利技术属性】
技术研发人员：程鑫，李莹，魏如东，
申请(专利权)人：歌尔光学科技有限公司，
类型：新型
国别省市：