波导组件和头戴式显示设备的制作方法

本公开涉及显示，尤其涉及一种波导组件和头戴式显示设备。

背景技术：

1、随着ar/vr技术的普及，头戴式显示设备(例如智能眼镜或ar眼镜)的应用也越来越广泛。

2、光波导因其轻薄及外界光线的高穿透特性而作为光学组件应用于头戴显示设备中。在光波导组件中，显示光机可以产生准直图像的光束，然后通过耦入光栅、波导基底和耦出光栅对光束进行传输和衍射，以实现准直图像的传输和扩瞳，最终将扩瞳后的图像呈现给用户。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供了一种波导组件，用于头戴式显示设备，包括：显示光机，用于输出准直图像的光束(称为：准直光束)，且准直光束的对角线视场角不大于70度；耦入光栅，用于将准直光束耦合到波导基底中；波导基底的表面成型有耦入端和耦出端，用于通过耦入端从耦入光栅接收准直光束，并对准直光束以及耦出光栅得到的衍射光束进行全反射传播；耦出光栅用于从耦出端接收准直光束，并对准直光束进行衍射得到衍射光束，以实现对准直图像的扩瞳处理，其中，耦出光栅为光栅矢量角为65.5度的二维光栅。

2、本公开的实施例还提供了一种头戴式显示设备，包括上述实施例中的波导组件。

3、下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种波导组件，用于头戴式显示设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的波导组件，其特征在于，所述耦出光栅包括两个走向的光栅，所述两个走向的光栅形成最小菱形单元中，所述最小菱形单元的第一对角线与所述最小菱形单元的边形成的等腰三角形的底角角度等于所述光栅矢量角，所述底角相对的高的长度等于所述耦入光栅的周期，所述第一对角线垂直于所述准直光束的入射方向。

3.根据权利要求2所述的波导组件，其特征在于，所述准直光束的传输波长为0.53微米。

4.根据权利要求3所述的波导组件，其特征在于，所述耦入光栅的周期为0.4微米。

5.根据权利要求2所述的波导组件，其特征在于，所述两个走向的光栅形成的交点为圆柱形结构。

6.根据权利要求1至5之一所述的波导组件，其特征在于，所述耦入光栅为一维反射式斜光栅，当所述波导组件处于工作状态时，所述耦入光栅位于所述耦出光栅的上方。

7.根据权利要求6所述的波导组件，其特征在于，所述耦入光栅的倾斜角为50度，占空比为0.8。

8.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括权利要求1至6之一所述的波导组件。

技术总结
本申请公开了一种波导组件和头戴式显示设备，用于头戴式显示设备，具体实现方案为包括：显示光机，用于输出准直图像的准直光束，且准直光束的对角线视场角小于或等于70度；耦入光栅，用于将准直光束耦合到波导基底中；波导基底的表面成型有耦入端和耦出端，用于通过耦入端从耦入光栅接收准直光束，并对准直光束以及耦出光栅得到的衍射光束进行全反射传播；耦出光栅用于从耦出端接收准直光束，并对准直光束进行衍射得到衍射光束，以实现对准直图像的扩瞳处理，其中，耦出光栅为光栅矢量角为65.5度的二维光栅。

技术研发人员：房涛,肖冰
受保护的技术使用者：优奈柯恩（北京）科技有限公司
技术研发日：20221209
技术公布日：2024/1/15