【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学成像，更具体地，涉及一种光波导。
技术介绍
1、衍射波导作为增强现实(augmented reality，ar)显示装置中常用的一种光线传输方案，通常来说，衍射波导需要具有一个耦入区域使外界光线衍射进入波导从而在波导中发生全反射传播，还需要一个耦出区域使波导内部的光线脱离全反射条件以离开波导。其中，光线耦入波导后发生全反射传播的方向可称为光线的耦入方向，根据二维光栅的特性，当耦出区域使用二维光栅结构时，其会同时承担扩瞳(即将光线向其他方向传播)和耦出的作用，并且，光线在传播过程中由于同时耦出会存在能量的衰减。
2、因此，由于光线沿耦入方向的传播路径相对较短，沿耦入方向耦出的光线相比于其他位置的耦出光线将具有更高的能量，也就是说，二维光栅耦出结构存在沿耦入方向亮度不均匀的问题。
技术实现思路
1、本申请提出了一种光波导，以改善上述缺陷。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种光波导，包括波导层、耦入组件和耦出组件，当光线由所述耦入组件耦入所述波导层中时，具有从所述耦入组件指向所述耦出组件的初始传播方向，所述耦出组件包括第一光栅结构和第二光栅结构，所述第一光栅结构设于所述初始传播方向上，所述第二光栅结构设于所述第一光栅结构的两侧；所述第一光栅结构包括相互连接的第一子光栅结构和第二子光栅结构，所述第一子光栅结构用于改变至少部分入射其上的光线的传播方向至第一传播方向，所述第二子光栅结构用于改变至少部分入射其上的光线的传播方向至第二传播方向，所述第一传播方
3、可选地，所述第一子光栅结构在所述第一光栅结构中具有第一面积占比，所述第二子光栅结构在所述第一光栅结构中具有第二面积占比，且所述第一面积占比与所述第二面积占比相同。
4、可选地，所述第一光栅结构还包括第三子光栅结构，所述第一子光栅结构、第二子光栅结构与第三子光栅结构沿着所述初始传播方向设置，所述第三子光栅用于耦出部分入射其上的光线，并使其余光线继续沿所述初始传播方向传播至所述第一子光栅结构或第二子光栅结构。
5、可选地，所述第三子光栅结构在所述第一光栅结构中具有第三面积占比，所述第三面积占比小于所述第一面积占比或第二面积占比。
6、可选地，所述第一子光栅结构、第二子光栅结构与第三子光栅结构为大小不同的等腰梯形，且所述第一子光栅结构、第二子光栅结构与第三子光栅结构共同组成的所述第一光栅结构也为等腰梯形。
7、可选地，所述第一子光栅结构、第二子光栅结构与第三子光栅结构为大小相同的矩形，且所述第一子光栅结构、第二子光栅结构与第三子光栅结构共同组成的所述第一光栅结构也为矩形。
8、可选地，所述第一光栅结构还包括第四子光栅结构和第五子光栅结构，所述第一子光栅结构与第二子光栅结构沿着垂直于所述初始传播方向的方向设置，所述第四子光栅结构沿所述初始传播方向连接于第一子光栅结构，所述第五子光栅结构沿所述初始传播方向连接于第二子光栅结构，且所述第一子光栅结构和第二子光栅结构设于所述第一光栅结构上靠近所述光线入射的一侧；其中，所述第一子光栅结构用于改变以第一视角范围入射的光线的传播方向至指向所述第五子光栅结构的第三传播方向，所述第二子光栅结构用于以第二视角范围入射的光线的传播方向至指向所述第四子光栅结构的第四传播方向，所述第四子光栅结构和第五子光栅结构用于使入射其上的部分所述光线沿所述初始传播方向传播并耦出。
9、可选地，所述第一子光栅结构的光栅矢量与所述第五子光栅结构的光栅矢量相同，所述第二子光栅结构与所述第四子光栅结构的光栅矢量相同。
10、可选地，所述第一子光栅结构对以第一视角范围入射的光线的衍射效率高于对以第二视角范围入射的光线的衍射效率，所述第二子光栅结构对以第二视角范围入射的光线的的衍射效率高于对以第一视角范围入射的光线的衍射效率。
11、可选地，所述第一光栅结构还包括多个第六子光栅结构，所述第六子光栅结构设于所述第四子光栅结构之中和第五子光栅结构之中，用于耦出入射其上的所述光线。
12、因此，本申请提供的一种光波导，包括波导层、耦入组件和耦出组件，当光线由所述耦入组件耦入所述波导层中时，具有从所述耦入组件指向所述耦出组件的初始传播方向，所述耦出组件包括第一光栅结构和第二光栅结构，所述第一光栅结构设于所述初始传播方向上，所述第二光栅结构设于所述第一光栅结构的两侧，所述第二光栅结构用于耦出至少部分入射于其上的光线，所述第一光栅结构包括相互连接的第一子光栅结构和第二子光栅结构，本申请通过使第一子光栅结构改变至少部分入射其上的光线的传播方向至指向一侧的第二光栅结构，使第二子光栅结构改变至少部分入射其上的光线的传播方向至指向另一侧的第二光栅结构，降低了从第一光栅结构上耦出的光线能量，提高了从第二光栅结构上耦出的光线能量，最终提升了光波导的耦出亮度均匀性。
13、本申请实施例的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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1.一种光波导，其特征在于，包括波导层、耦入组件和耦出组件，当光线由所述耦入组件耦入所述波导层中时，具有从所述耦入组件指向所述耦出组件的初始传播方向，所述耦出组件包括第一光栅结构和第二光栅结构，所述第一光栅结构设于所述初始传播方向上，所述第二光栅结构设于所述第一光栅结构的两侧；
2.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述第一子光栅结构在所述第一光栅结构中具有第一面积占比，所述第二子光栅结构在所述第一光栅结构中具有第二面积占比，且所述第一面积占比与所述第二面积占比相同。
3.根据权利要求2所述的光波导，其特征在于，所述第一光栅结构还包括第三子光栅结构，所述第一子光栅结构、第二子光栅结构与第三子光栅结构沿着所述初始传播方向设置，所述第三子光栅结构用于耦出部分入射其上的光线，并使其余光线继续沿所述初始传播方向传播至所述第一子光栅结构或第二子光栅结构。
4.根据权利要求3所述的光波导，其特征在于，所述第三子光栅结构在所述第一光栅结构中具有第三面积占比，所述第三面积占比小于所述第一面积占比或第二面积占比。
5.根据权利要求3所述的光波导
6.根据权利要求3所述的光波导，其特征在于，所述第一子光栅结构、第二子光栅结构与第三子光栅结构为大小相同的矩形，且所述第一子光栅结构、第二子光栅结构与第三子光栅结构共同组成的所述第一光栅结构也为矩形。
7.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述第一光栅结构还包括第四子光栅结构和第五子光栅结构，所述第一子光栅结构与第二子光栅结构沿着垂直于所述初始传播方向的方向设置，所述第四子光栅结构沿所述初始传播方向连接于第一子光栅结构，所述第五子光栅结构沿所述初始传播方向连接于第二子光栅结构，且所述第一子光栅结构和第二子光栅结构设于所述第一光栅结构上靠近所述光线入射的一侧；
8.根据权利要求7所述的光波导，其特征在于，所述第一子光栅结构的光栅矢量与所述第五子光栅结构的光栅矢量相同，所述第二子光栅结构与所述第四子光栅结构的光栅矢量相同。
9.根据权利要求7所述的光波导，其特征在于，所述第一子光栅结构对以第一视角范围入射的光线的衍射效率高于对以第二视角范围入射的光线的衍射效率，所述第二子光栅结构对以第二视角范围入射的光线的衍射效率高于对以第一视角范围入射的光线的衍射效率。
10.根据权利要求7所述的光波导，其特征在于，所述第一光栅结构还包括多个第六子光栅结构，所述第六子光栅结构设于所述第四子光栅结构之中和第五子光栅结构之中，用于耦出入射其上的所述光线。
...【技术特征摘要】
1.一种光波导，其特征在于，包括波导层、耦入组件和耦出组件，当光线由所述耦入组件耦入所述波导层中时，具有从所述耦入组件指向所述耦出组件的初始传播方向，所述耦出组件包括第一光栅结构和第二光栅结构，所述第一光栅结构设于所述初始传播方向上，所述第二光栅结构设于所述第一光栅结构的两侧；
2.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述第一子光栅结构在所述第一光栅结构中具有第一面积占比，所述第二子光栅结构在所述第一光栅结构中具有第二面积占比，且所述第一面积占比与所述第二面积占比相同。
3.根据权利要求2所述的光波导，其特征在于，所述第一光栅结构还包括第三子光栅结构，所述第一子光栅结构、第二子光栅结构与第三子光栅结构沿着所述初始传播方向设置，所述第三子光栅结构用于耦出部分入射其上的光线，并使其余光线继续沿所述初始传播方向传播至所述第一子光栅结构或第二子光栅结构。
4.根据权利要求3所述的光波导，其特征在于，所述第三子光栅结构在所述第一光栅结构中具有第三面积占比，所述第三面积占比小于所述第一面积占比或第二面积占比。
5.根据权利要求3所述的光波导，其特征在于，所述第一子光栅结构、第二子光栅结构与第三子光栅结构为大小不同的等腰梯形，且所述第一子光栅结构、第二子光栅结构与第三子光栅结构共同组成的所述第一光栅结构也为等腰梯形。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志浩，严子深，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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