本申請實施例涉及光學(xué)，更具體地，本申請實施例涉及一種光柵結(jié)構(gòu)、導(dǎo)光器件、光學(xué)模組以及頭戴顯示設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在諸多的衍射光學(xué)器件中，衍射光波導(dǎo)是目前實現(xiàn)增強現(xiàn)實的主流技術(shù)方案之一，其是利用微納結(jié)構(gòu)的光柵的衍射作用進行光線的耦入與耦出，結(jié)合透明基板的全反射作用將光線進行傳導(dǎo)。在現(xiàn)有的技術(shù)中，基于光柵的衍射光學(xué)方案基本都是通過改變光柵的形狀從而調(diào)控衍射效率的，而這導(dǎo)致對光柵的衍射效率的調(diào)控不夠靈活。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的是提供一種光柵結(jié)構(gòu)、導(dǎo)光器件、光學(xué)模組以及頭戴顯示設(shè)備的新技術(shù)方案。

2、第一方面，本申請實施例提供了一種光柵結(jié)構(gòu)。所述光柵結(jié)構(gòu)包括：

3、基板；以及，

4、光柵層，所述光柵層設(shè)置在所述基板的一側(cè)，且所述光柵層包括多個依次間隔設(shè)置的光柵單元；

5、通過調(diào)控相鄰的兩個所述光柵單元之間的間隔的折射率，使得所述光柵層能夠具有目標(biāo)衍射效率；其中，所述間隔的折射率與所述光柵單元的折射率之差為目標(biāo)值a，且0＜a≤2。

6、可選地，所述光柵結(jié)構(gòu)的類型包括表面浮雕光柵。

7、可選地，所述光柵層包括矩形光柵層、閃耀光柵層或者傾斜光柵層。

8、可選地，在所述間隔內(nèi)通過涂覆和/或沉積的方式填充至少一種材料，以調(diào)控所述間隔的折射率。

9、可選地，所述間隔內(nèi)填充第一材料，所述第一材料具有第一折射率以調(diào)控所述間隔的折射率，使得調(diào)控后的所述間隔與所述光柵單元的折射率之差形成所述目標(biāo)值a。

10、可選地，所述第一材料填充至與所述光柵單元齊平，或溢出所述間隔并覆蓋所述光柵單元，以使所述間隔具有所述第一折射率。

11、可選地，在所述間隔內(nèi)填充第一材料及第二材料，所述第一材料具有第一折射率，所述第二材料具有第二折射率，用以調(diào)控所述間隔的折射率為所述第一折射率和所述第二折射率的均值，且調(diào)控后的所述間隔與所述光柵單元的折射率之差滿足所述目標(biāo)值a。

12、可選地，所述第一材料填充在所述間隔內(nèi)，且所述第二材料覆蓋所述第一材料；其中，所述第二材料與所述光柵單元齊平或溢出所述間隔并覆蓋所述光柵單元。

13、可選地，所述第一材料沿所述光柵層的外沿形狀沉積，所述第二材料填充所述間隔并覆蓋所述第一材料；其中，所述第二材料與所述光柵單元齊平或溢出所述間隔并覆蓋所述光柵單元。

14、可選地，沿所述光柵層的外沿形狀覆蓋有金屬層，所述金屬層為鋁和銀中的至少一種。

15、可選地，所述金屬層背離所述光柵層的一側(cè)覆蓋有抗氧化層；

16、其中，所述抗氧化層包括二氧化硅或者二氧化鈦。

17、第二方面，本申請實施例提供了一種導(dǎo)光器件。所述導(dǎo)光器件包括：基底以及設(shè)置于所述基底的至少第一光柵區(qū)和第二光柵區(qū)；

18、所述第一光柵區(qū)包括如第一方面任一項所述的光柵結(jié)構(gòu)，且/或，所述第二光柵區(qū)包括如第一方面中部分所述的光柵結(jié)構(gòu)。

19、第三方面，本申請實施例提供了一種光學(xué)模組。所述光學(xué)模組包括

20、如第二方面所述的導(dǎo)光器件；以及

21、光機，所述光機用以將光線投射至所述導(dǎo)光器件。

22、第四方面，本申請實施例提供了一種頭戴顯示設(shè)備。所述戴顯示設(shè)備包括：

23、前框組件，包括至少一個鏡片安裝部；

24、佩戴組件，與所述前框組件可拆卸連接；以及，

25、如第三方面所述的光學(xué)模組；其中，所述導(dǎo)光器件設(shè)于所述鏡片安裝部內(nèi)，所述光機設(shè)于所述前框組件上并位于靠近所述佩戴組件的一側(cè)。

26、本申請的有益效果為：

27、根據(jù)本申請實施例，提供了一種新的光柵結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，通過控制相鄰光柵單元間的間隔的折射率從而可實現(xiàn)對光柵的衍射效率的調(diào)控，以滿足衍射元件不同的衍射需求，其中間隔和光柵單元的折射率之差設(shè)計在0～2之間(不包括0)，可以增加衍射效率的調(diào)控范圍，與現(xiàn)有的通過改變光柵的形狀從而調(diào)控衍射效率相比，本申請?zhí)岢龅姆桨缚梢栽诓桓淖児鈻判螤畹幕A(chǔ)上調(diào)控衍射效率，這種調(diào)控方法更靈活，且更易于實現(xiàn)。

28、通過以下參照附圖對本說明書的示例性實施例的詳細描述，本說明書的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。

技術(shù)特征：

1.一種光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光柵結(jié)構(gòu)的類型包括表面浮雕光柵。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光柵層包括矩形光柵層、閃耀光柵層或者傾斜光柵層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述間隔內(nèi)通過涂覆和/或沉積的方式填充至少一種材料，以調(diào)控所述間隔的折射率。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述間隔內(nèi)填充第一材料(103)，所述第一材料(103)具有第一折射率以調(diào)控所述間隔的折射率，使得調(diào)控后的所述間隔與所述光柵單元(101)的折射率之差形成所述目標(biāo)值a。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一材料(103)填充至與所述光柵單元(101)齊平，或溢出所述間隔并覆蓋所述光柵單元(101)，以使所述間隔具有所述第一折射率。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述間隔內(nèi)填充第一材料(103)及第二材料(104)，所述第一材料(103)具有第一折射率，所述第二材料(104)具有第二折射率，用以調(diào)控所述間隔的折射率為所述第一折射率和所述第二折射率的均值，且調(diào)控后的所述間隔與所述光柵單元(101)的折射率之差滿足所述目標(biāo)值a。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一材料(103)填充在所述間隔內(nèi)，且所述第二材料(104)覆蓋所述第一材料(103)；其中，所述第二材料(104)與所述光柵單元(101)齊平或溢出所述間隔并覆蓋所述光柵單元(101)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一材料(103)沿所述光柵層的外沿形狀沉積，所述第二材料(104)填充所述間隔并覆蓋所述第一材料(103)；其中，所述第二材料(104)與所述光柵單元(101)齊平或溢出所述間隔并覆蓋所述光柵單元(101)。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，沿所述光柵層的外沿形狀覆蓋有金屬層(105)，所述金屬層(105)為鋁和銀中的至少一種。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬層(105)背離所述光柵層的一側(cè)覆蓋有抗氧化層(106)；

12.一種導(dǎo)光器件，其特征在于，包括基底(3)以及設(shè)置于所述基底(3)的至少第一光柵區(qū)(1)和第二光柵區(qū)(2)；

13.一種光學(xué)模組，其特征在于，包括：

14.一種頭戴顯示設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請實施例提供了一種光柵結(jié)構(gòu)、導(dǎo)光器件、光學(xué)模組以及頭戴顯示設(shè)備；所述光柵結(jié)構(gòu)包括基板以及光柵層，所述光柵層設(shè)置在所述基板的一側(cè)，且所述光柵層包括多個依次間隔設(shè)置的光柵單元；通過調(diào)控相鄰的兩個所述光柵單元之間的間隔的折射率，使得所述光柵層能夠具有目標(biāo)衍射效率；其中，所述間隔的折射率與所述光柵單元的折射率之差為目標(biāo)值A(chǔ)，且0＜A≤2。本申請實施例提供的光柵結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，可以在不改變表面浮雕光柵形狀的基礎(chǔ)上調(diào)控衍射效率。

技術(shù)研發(fā)人員：程鑫
受保護的技術(shù)使用者：歌爾光學(xué)科技（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9