【技術實現步驟摘要】
本申請實施例涉及光學成像，更具體地，本申請實施例涉及一種導光器件以及頭戴顯示設備。
技術介紹
1、光波導元件為導光器件的一種形式，其是增強現實ar設備的核心器件。光波導元件主要是利用全反射原理實現光線傳輸，通過結合衍射光學元件，實現光線的定向傳導，進而將成像的光線導向人眼，從而使用戶可以看到投影的圖像。光柵是衍射光波導元件中最為關鍵的器件，其負責將光線耦入、耦出和擴瞳。就現有技術而言，目前光波導元件的設計設計都是以單目波導為基礎，雙目成像時兩個光波導元件中的光線無交互，成像質量不佳，影響用戶的視覺體驗感。
技術實現思路
1、本申請的目的是提供一種導光器件以及頭戴顯示設備的新技術方案。
2、第一方面，本申請提供了一種導光器件。所述導光器件包括基底以及設置在所述基底上的耦入區、耦出區及擴瞳區，且所述耦入區包括兩個耦入光柵，所述耦出區包括兩個耦出光柵，所述擴瞳區包括兩個擴瞳光柵；
3、其中，所述擴瞳區位于所述耦入區與所述耦出區的光路之間，且從任一所述耦入光柵耦入的光線分別經過所述兩個擴瞳光柵進行調制后能夠從所述兩個耦出光柵耦出，且所述兩個耦出光柵分別對應左眼及右眼。
4、可選地，所述導光器件還包括能量回收區，且所述能量回收區設置于所述基底，并與所述擴瞳區為相鄰設置，所述能量回收區被配置為用于接收經所述擴瞳區調制后的部分光線，并將該部分光線反射至所述耦出區耦出。
5、可選地，所述耦入光柵及所述耦出光柵為一維光柵；
6、所述擴瞳光柵
7、可選地，所述能量回收區包括至少一個第七光柵，所述第七光柵為一維光柵。
8、可選地，所述耦入區、所述耦出區、所述擴瞳區及所述能量回收區位于所述基底的同一表面上；
9、所述兩個耦入光柵沿第一方向r1分設在所述擴瞳區的相對兩側，所述兩個耦出光柵與所述第七光柵沿第二方向r2分設在所述擴瞳區的相對兩側，且所述兩個耦出光柵位于所述擴瞳區的同側，所述第一方向r1與所述第二方向r2呈預設夾角。
10、可選地，所述兩個耦入光柵包括間隔設置的第一光柵及第二光柵，所述兩個擴瞳光柵包括相鄰設置的第三光柵及第四光柵，所述兩個耦出光柵包括間隔設置的第五光柵及第六光柵，所述第七光柵設于所述兩個擴瞳光柵背離所述兩個耦出區的一側；
11、第一光線經所述第一光柵耦入后：一部分所述第一光線經所述第三光柵擴瞳轉折后傳播至所述第五光柵耦出；另一部分所述第一光線傳播至所述第四光柵，經所述第四光柵擴瞳轉折后傳播至所述第六光柵耦出；還有一部分所述第一光線經所述第三光柵調制后轉向傳播至所述第七光柵，經所述第七光柵反射至所述第六光柵耦出。
12、可選地，第二光線經所述第二光柵耦入后：一部分所述第二光線經所述第四光柵擴瞳轉折后傳播至所述第六光柵耦出；另一部分所述第二光線傳播至所述第三光柵，經所述第三光柵擴瞳轉折后傳播至所述第五光柵耦出；還有一部分所述第二光線經所述第四光柵調制后轉向傳播至所述第七光柵，經所述第七光柵反射至所述第五光柵耦出。
13、可選地，所述第三光柵包括至少第一衍射方向及第二衍射方向，所述第一衍射方向用于使經所述第一光柵耦入并傳播至所述第三光柵的第一光線折轉至所述第五光柵，所述第二衍射方向用于使經所述第二光柵耦入并傳播至所述第三光柵的第二光線折轉至所述第五光柵；
14、所述第四光柵與所述第三光柵相同。
15、可選地，所述第一光柵、所述第三光柵及所述第五光柵的矢量之和為零，所述第一光柵、所述第四光柵及所述第六光柵的矢量之和為零，且所述第一光柵、所述第三光柵、所述第七光柵及所述第六光柵的矢量之和為零。
16、可選地，所述第二光柵、所述第四光柵及所述第六光柵的矢量之和為零，所述第二光柵、所述第三光柵及所述第五光柵的矢量之和為零，且所述第二光柵、所述第四光柵、所述第七光柵及所述第五光柵的矢量之和為零。
17、可選地，所述基底上設置有鼻梁避讓區，所述擴瞳區位于所述鼻梁避讓區的一側，所述兩個耦入光柵對稱地設置在在所述擴瞳區的相對兩側，且遠離所述鼻梁避讓區，所述兩個耦出光柵分設在所述鼻梁避讓區的相對兩側并分別對應左眼及右眼，以形成單個導光器件對應雙目的光學結構。
18、可選地，所述導光器件為衍射光波導。
19、第二方面，本申請提供了一種頭戴顯示設備。所述頭戴顯示設備包括：
20、外殼；
21、兩個光機；以及，
22、如第一方面所述的導光器件；
23、其中，所述兩個光機與所述導光器件的兩個耦入光柵為一一對應設置本申請的有益效果為：
24、根據本申請實施例提供的導光器件，其為一種雙目光波導元件，通過對雙目光波導元件中兩個擴瞳光柵的融合改進，使得經任一側的耦入光柵耦入的光線在滿足本側波導成像的同時，還可以對另一側波導成像進行補充增強，在整體上實現了提高導光器件的光學效率及最終成像的圖像均勻性，從而提升了導光器件的成像效果，這有利提升用戶的視覺體驗感。
25、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點將會變得清楚。
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1.一種導光器件，其特征在于，包括基底(8)以及設置在所述基底(8)上的耦入區、耦出區及擴瞳區，且所述耦入區包括兩個耦入光柵，所述耦出區包括兩個耦出光柵，所述擴瞳區包括兩個擴瞳光柵；
2.根據權利要求1所述的導光器件，其特征在于，所述導光器件還包括能量回收區，且所述能量回收區設置于所述基底，并與所述擴瞳區為相鄰設置，所述能量回收區被配置為用于接收經所述擴瞳區調制后的部分光線，并將該部分光線反射至所述耦出區耦出。
3.根據權利要求2所述的導光器件，其特征在于，所述耦入光柵及所述耦出光柵為一維光柵；
4.根據權利要求2或3所述的導光器件，其特征在，所述能量回收區包括至少一個第七光柵(7)，所述第七光柵(7)為一維光柵。
5.根據權利要求4所述的導光器件，其特征在于，所述耦入區、所述耦出區、所述擴瞳區及所述能量回收區位于所述基底(8)的同一表面上；
6.根據權利要求5所述的導光器件，其特征在于，所述兩個耦入光柵包括間隔設置的第一光柵(1)及第二光柵(2)，所述兩個擴瞳光柵包括相鄰設置的第三光柵(3)及第四光柵(4)，所述兩個耦
7.根據權利要求6所述的導光器件，其特征在于，第二光線(02)經所述第二光柵(2)耦入后：一部分所述第二光線(02)經所述第四光柵(4)擴瞳轉折后傳播至所述第六光柵(6)耦出；另一部分所述第二光線(02)傳播至所述第三光柵(3)，經所述第三光柵(3)擴瞳轉折后傳播至所述第五光柵(5)耦出；還有一部分所述第二光線(02)經所述第四光柵(4)調制后轉向傳播至所述第七光柵(7)，經所述第七光柵(7)反射至所述第五光柵(5)耦出。
8.根據權利要求7所述的導光器件，其特征在于，所述第三光柵(3)包括至少第一衍射方向及第二衍射方向，所述第一衍射方向用于使經所述第一光柵(1)耦入并傳播至所述第三光柵(3)的第一光線(01)折轉至所述第五光柵(5)，所述第二衍射方向用于使經所述第二光柵(2)耦入并傳播至所述第三光柵(3)的第二光線(01)折轉至所述第五光柵(5)；
9.根據權利要求6所述的導光器件，其特征在于，所述第一光柵(1)、所述第三光柵(3)及所述第五光柵(5)的矢量之和為零，所述第一光柵(1)、所述第四光柵(4)及所述第六光柵(6)的矢量之和為零，且所述第一光柵(1)、所述第三光柵(3)、所述第七光柵(7)及所述第六光柵(6)的矢量之和為零。
10.根據權利要求7或9所述的導光器件，其特征在于，所述第二光柵(2)、所述第四光柵(4)及所述第六光柵(6)的矢量之和為零，所述第二光柵(2)、所述第三光柵(3)及所述第五光柵(5)的矢量之和為零，且所述第二光柵(2)、所述第四光柵(4)、所述第七光柵(7)及所述第五光柵(5)的矢量之和為零。
11.根據權利要求1所述的導光器件，其特征在于，所述基底(8)上設置有鼻梁避讓區(9)，所述擴瞳區位于所述鼻梁避讓區(9)的一側，所述兩個耦入光柵對稱地設置在在所述擴瞳區的相對兩側，且遠離所述鼻梁避讓區(9)，所述兩個耦出光柵分設在所述鼻梁避讓區(9)的相對兩側并分別對應左眼及右眼，以形成單個導光器件對應雙目的光學結構。
12.根據權利要求1所述的導光器件，其特征在于，所述導光器件為衍射光波導。
13.一種頭戴顯示設備，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種導光器件，其特征在于，包括基底(8)以及設置在所述基底(8)上的耦入區、耦出區及擴瞳區，且所述耦入區包括兩個耦入光柵，所述耦出區包括兩個耦出光柵，所述擴瞳區包括兩個擴瞳光柵；
2.根據權利要求1所述的導光器件，其特征在于，所述導光器件還包括能量回收區，且所述能量回收區設置于所述基底，并與所述擴瞳區為相鄰設置，所述能量回收區被配置為用于接收經所述擴瞳區調制后的部分光線，并將該部分光線反射至所述耦出區耦出。
3.根據權利要求2所述的導光器件，其特征在于，所述耦入光柵及所述耦出光柵為一維光柵；
4.根據權利要求2或3所述的導光器件，其特征在，所述能量回收區包括至少一個第七光柵(7)，所述第七光柵(7)為一維光柵。
5.根據權利要求4所述的導光器件，其特征在于，所述耦入區、所述耦出區、所述擴瞳區及所述能量回收區位于所述基底(8)的同一表面上；
6.根據權利要求5所述的導光器件，其特征在于，所述兩個耦入光柵包括間隔設置的第一光柵(1)及第二光柵(2)，所述兩個擴瞳光柵包括相鄰設置的第三光柵(3)及第四光柵(4)，所述兩個耦出光柵包括間隔設置的第五光柵(5)及第六光柵(6)，所述第七光柵(7)設于所述兩個擴瞳光柵背離所述兩個耦出區的一側；
7.根據權利要求6所述的導光器件，其特征在于，第二光線(02)經所述第二光柵(2)耦入后：一部分所述第二光線(02)經所述第四光柵(4)擴瞳轉折后傳播至所述第六光柵(6)耦出；另一部分所述第二光線(02)傳播至所述第三光柵(3)，經所述第三光柵(3)擴瞳轉折后傳播至所述第五光柵(5)耦出；還有一部分所述第二光線(02)經所述第四光柵(4)調制后轉向傳播至所述第七光柵(7...
【專利技術屬性】
技術研發人員：魏如東，饒軼，吾曉，董立超，程鑫，沈浪，代杰，
申請(專利權)人：歌爾光學科技上海有限公司，
類型：發明
國別省市：
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