本申請實(shí)施例涉及光學(xué)，更具體地，本申請實(shí)施例涉及一種導(dǎo)光器件、光學(xué)模組以及顯示設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、顯示設(shè)備例如頭戴式顯示設(shè)備如今在科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(ar)顯示設(shè)備等。在上述的顯示設(shè)備中，導(dǎo)光器件扮演著至關(guān)重要的角色，其用于將光線從光源引導(dǎo)至用戶的眼睛。

2、目前，衍射波導(dǎo)方案中的主流擴(kuò)瞳方案主要是二維光柵擴(kuò)瞳方案。二維光柵方案雖然布局緊湊，但光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜導(dǎo)致成本高。因此，開發(fā)一種既具有緊湊布局又設(shè)計簡單的導(dǎo)光器件成為本領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請的目的是提供一種導(dǎo)光器件、光學(xué)模組以及顯示設(shè)備的新技術(shù)方案。

2、第一方面，本申請實(shí)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)置于所述基底上的第一光柵區(qū)、第二光柵區(qū)和第三光柵區(qū)；

3、所述第一光柵區(qū)用于將光線耦合進(jìn)所述基底中并產(chǎn)生朝向所述第二光柵區(qū)方向傳播的第一衍射光線；

4、所述第二光柵區(qū)接收所述第一衍射光線并能夠產(chǎn)生向所述第三光柵區(qū)方向傳播第二衍射光線，所述第三光柵區(qū)接收所述第二衍射光線并能夠產(chǎn)生向所述第二光柵區(qū)衍射的第三衍射光線，所述第二衍射光線及所述第三衍射光線在所述第二光柵區(qū)沿兩個不同的維度進(jìn)行擴(kuò)瞳并耦出。

5、可選地，所述第一光柵區(qū)的光柵矢量k1方向與所述第三光柵區(qū)的光柵矢量k3方向之間形成設(shè)定夾角θ2，且30°≤θ2≤150°。

6、可選地，所述第一光柵區(qū)、所述第二光柵區(qū)及所述第三光柵區(qū)構(gòu)成閉合的光柵矢量多邊形，以使光線在經(jīng)所述第二光柵區(qū)耦出時光線的出射角度與入射角度一致。

7、可選地，所述第二光柵區(qū)內(nèi)設(shè)置有一維光柵。

8、可選地，所述第一光柵區(qū)內(nèi)設(shè)置有一維光柵或者二維光柵。

9、可選地，所述第三光柵區(qū)內(nèi)設(shè)置有一維光柵。

10、可選地，所述導(dǎo)光器件為衍射光波導(dǎo)鏡片；

11、所述第一光柵區(qū)、所述第二光柵區(qū)及所述第三光柵區(qū)位于所述基底沿自身厚度方向的一個表面上；或者，

12、所述第一光柵區(qū)、所述第二光柵區(qū)及所述第三光柵區(qū)分設(shè)在所述基底沿自身厚度方向相對的兩個表面上。

13、可選地，所述第一光柵區(qū)、所述第二光柵區(qū)及所述第三光柵區(qū)的光柵類型包括體全息光柵、表面浮雕光柵或光子晶體。

14、第二方面，本申請實(shí)施例提供了一種光學(xué)模組。所述光學(xué)模組包括如第一方面所述的導(dǎo)光器件；以及

15、光機(jī)，所述光機(jī)用以將光線投射至所述導(dǎo)光器件，所述光機(jī)所投射的光線能夠覆蓋所述第一光柵區(qū)。

16、第三方面，本申請實(shí)施例提供了一種顯示設(shè)備。所述顯示設(shè)備包括：

17、外殼；及

18、如第二方面所述的光學(xué)模組，所述光學(xué)模組設(shè)置于所述外殼。

19、本申請的有益效果為：

20、根據(jù)本申請實(shí)施例，提供了一種導(dǎo)光器件，其可應(yīng)用在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)類顯示設(shè)備中，設(shè)計通過三個光柵區(qū)的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了光線的有效耦入、定向傳播及擴(kuò)瞳耦出。本申請實(shí)施例提供的導(dǎo)光器件相比傳統(tǒng)的導(dǎo)光器件，具有光柵結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊的特點(diǎn)，且能夠充分利用光線的能量，提高了入射光的傳播效率和利用率。

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

技術(shù)特征：

1.一種導(dǎo)光器件，其特征在于，包括基底(4)以及設(shè)置于所述基底(4)上的第一光柵區(qū)(1)、第二光柵區(qū)(2)和第三光柵區(qū)(3)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第一光柵區(qū)(1)的光柵矢量k1方向與所述第三光柵區(qū)(3)的光柵矢量k3方向之間形成設(shè)定夾角θ2，且30°≤θ2≤150°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第一光柵區(qū)(1)、所述第二光柵區(qū)(2)及所述第三光柵區(qū)(3)構(gòu)成閉合的光柵矢量多邊形，以使光線在經(jīng)所述第二光柵區(qū)(2)耦出時光線的出射角度與入射角度一致。

4.根據(jù)權(quán)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第二光柵區(qū)(2)內(nèi)設(shè)置有一維光柵。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第一光柵區(qū)(1)內(nèi)設(shè)置有一維光柵或者二維光柵。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第三光柵區(qū)(3)內(nèi)設(shè)置有一維光柵。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述導(dǎo)光器件為衍射光波導(dǎo)鏡片；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述第一光柵區(qū)(1)、所述第二光柵區(qū)(2)及所述第三光柵區(qū)(3)的光柵類型包括體全息光柵、表面浮雕光柵或光子晶體。

9.一種光學(xué)模組，其特征在于，包括：

10.一種顯示設(shè)備，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請實(shí)施例提供了一種導(dǎo)光器件、光學(xué)模組以及顯示設(shè)備；所述導(dǎo)光器件包括基底以及設(shè)置于所述基底上的第一光柵區(qū)、第二光柵區(qū)和第三光柵區(qū)；所述第一光柵區(qū)用于將光線耦合進(jìn)所述基底中并產(chǎn)生朝向所述第二光柵區(qū)方向傳播的第一衍射光線；所述第二光柵區(qū)接收所述第一衍射光線并能夠產(chǎn)生向所述第三光柵區(qū)方向傳播第二衍射光線，所述第三光柵區(qū)接收所述第二衍射光線并能夠產(chǎn)生向所述第二光柵區(qū)衍射的第三衍射光線，所述第二衍射光線及所述第三衍射光線在所述第二光柵區(qū)沿兩個不同的維度進(jìn)行擴(kuò)瞳并耦出。

技術(shù)研發(fā)人員：程鑫
受保護(hù)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