[实用新型]光栅组件

说明书

本实用新型提供了一种光栅组件，光栅组件包括：第一光栅区，第一光栅区用于将外部第一图像源发出的光耦入到光栅组件的内部；用于接收第一光栅区的光的第二光栅区，第二光栅区分为多个第二子区域，各第二子区域之间无缝连接，且经过多个第二子区域后由第二光栅区射出，第二光栅区的光路径在光栅组件表面的投影是弯折的；用于接收第二光栅区的光的第三光栅区，第三光栅区分为多个第三子区域，各第三子区域之间无缝连接，各第三子区域的一级衍射效率向远离第二光栅区的方向呈增大的趋势，且经过多个第三子区域后耦出光栅组件，光栅组件耦出的光的强度是均匀的。本实用新型解决了现有技术中光波导射出的光强存在不均匀的问题。

技术领域

本实用新型涉及光波导技术领域，具体而言，涉及一种光栅组件。

背景技术

光波导方案为当前混合现实眼镜领域的主流方案。它采用带有衍射光栅的平板波导片将微投光机出射的图像横向平移到人眼。使得佩戴者在看清真实世界的同时也可以观察到投影光机投出的虚像。然而，受限于光线在光波导中传输的路径以及衍射光栅的特性，由光波导耦出的光强会存在不均匀性。这种不均匀性表现为空间的不均匀性和角度的不均匀性。空间的不均匀性导致眼睛处于眼盒不同位置时观察到的图像亮暗具有差异，角度的不均匀性则导致不同视场角的明暗强度具有差异。同时，受限于光波导片的折射率，光波导片的视场角受到限制。

也就是说，现有技术中光波导射出的光强存在不均匀的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种光栅组件，以解决现有技术中光波导射出的光强存在不均匀的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种光栅组件，包括：第一光栅区，第一光栅区用于将外部第一图像源发出的光耦入到光栅组件的内部；用于接收第一光栅区的光的第二光栅区，第二光栅区分为多个第二子区域，各第二子区域之间无缝连接，且经过多个第二子区域后由第二光栅区射出，第二光栅区的光路径在光栅组件表面的投影是弯折的；用于接收第二光栅区的光的第三光栅区，第三光栅区分为多个第三子区域，各第三子区域之间无缝连接，各第三子区域的一级衍射效率向远离第二光栅区的方向呈增大的趋势，且经过多个第三子区域后耦出光栅组件，光栅组件耦出的光的强度是均匀的。

进一步地，光栅组件耦出的光的光照度在眼盒内的分布的归一化方差大于等于0且小于等于0.5；和/或光栅组件耦出的光的光通量随视场角的变化的归一化方差大于等于0且小于等于0.5。

进一步地，各第二子区域内设置有至少一个第二光栅元件，射入到第二光栅区的光经第二光栅元件会发生一级衍射和/或零级衍射，经零级衍射的光沿原路径进行拓展，经一级衍射的光转向第三光栅区方向传播，且沿拓展的方向各第二子区域的一级衍射的衍射效率呈增大趋势。

进一步地，不同第二子区域中的第二光栅元件的光栅周期相同；和/或不同第二子区域中的第二光栅元件的光栅矢量相同。

进一步地，至少一个第二子区域的第二光栅元件的占空比与其他第二子区域的第二光栅元件的占空比不同；和/或至少一个第二子区域的第二光栅元件的倾斜角与其他第二子区域的第二光栅元件的倾斜角不同；和/或至少一个第二子区域的第二光栅元件的光栅高度与其他第二子区域的第二光栅元件的光栅高度不同；和/或至少一个第二子区域的第二光栅元件的光栅形状与其他第二子区域的第二光栅元件的光栅形状不同。

进一步地，各第三子区域内设置有至少一个第三光栅元件，射入到第三光栅区的光经第三光栅元件会发生一级衍射和/或零级衍射，经零级衍射的光沿原路径进行拓展，经一级衍射的光被耦出光栅组件朝向人眼传播，沿拓展的方向各第三子区域的一级衍射的衍射效率呈增大趋势。

进一步地，不同第三子区域中的第三光栅元件的光栅周期相同；和/或不同第三子区域中的第三光栅元件的光栅矢量相同。