[发明专利]控制用于AR波导组合器的光栅外耦合强度

说明书

于此描述的实施方式关于增强波导区域。增强波导区域通常包括具有工作周期和折射率的多个光栅。在某些实施方式中，工作周期不同，折射率不同，或工作周期和折射率都不同。于此还描述了用于形成增强波导区域的方法。

背景

领域

本公开的实施方式一般关于增强现实波导。更具体地，于此描述的实施方式关于用于控制增强现实波导的外耦合强度的增强波导区域。

现有技术的描述

虚拟现实通常被认为是计算器生成的模拟环境，其中使用者具有明显的物理存在。虚拟现实体验可在3D中生成并且用头戴式显示器(HMD)观看，诸如具有近眼显示面板作为透镜以显示取代实际环境的虚拟现实环境的眼镜或其他可穿戴显示设备。

然而，增强现实能得到使用者仍然可看穿眼镜或其他HMD装置的显示镜头以观看周围环境，还能够看到为显示而生成的虚拟对象的图像并且显示为环境的一部分的体验。增强现实可包括任何类型的输入(诸如音频和触觉输入)，以及强化或增强使用者体验的环境的虚拟图像、图形和视频。作为一种新兴技术，增强现实存在有许多挑战和设计限制。

一个这样的挑战是显示覆盖在周围环境上的虚拟图像。增强波导组合器用以辅助重迭图像。产生的光被内耦合到增强的波导组合器中、通过增强的波导组合器传播、从增强的波导组合器外耦合并覆盖在周围环境上。使用表面浮雕光栅将光耦合到增强波导组合器中和从增强波导组合器耦合出来。可能无法充分控制外耦合的强度。

因此，本领域需要改进的是增强的波导组合器和制造方法。

发明内容

在一个实施方式中，提供了一种装置。装置包括：至少一个第一光栅，形成在基板上，具有第一工作周期；至少一个第二光栅，形成在基板上，与至少一个第一光栅相邻，具有不同于第一工作周期的第二工作周期；及至少一个第三光栅，形成在基板上，与至少一个第二光栅相邻，具有不同于第一工作周期和第二工作周期的第二工作周期。

在另一个实施方式中，提供了一种装置。装置包括：至少一个第一光栅，形成在基板上，具有第一折射率；至少一个第二光栅，形成在基板上，与至少一个第一光栅相邻，具有大于第一折射率的第二折射率；及至少一个光栅的三分之一，形成在基板上，与至少一个第二光栅相邻，具有大于第二折射率的第三折射率。

在又一个实施方式中，提供了一种方法。方法包括以下步骤：将一个或多个第一材料沉积到基板上；将一个或多个第二材料沉积到基板上；将印模压印到一个或多个第一材料和一个或多个第二材料中；固化一个或多个第一材料和一个或多个第二材料；及释放印模以形成一个或多个第一材料的第一光栅和一个或多个第二材料的第二光栅。第一光栅具有第一折射率和第一工作周期。第二光栅具有第二折射率和第二工作周期。第一工作周期与第二工作周期不同，第一折射率与第二折射率不同，或第一折射率和第一工作周期都不同于第二折射率和第二工作周期。

附图说明

因此，可详细地理解本公开的上述特征的方式，可通过参考实施方式而获得上面简要概述的本公开的更具体的描述，其中一些实施方式显示在附图中。然而，应注意附图仅显示了示例性实施方式，且因此不应视为限制本发明的范围，且可允许其他等效的实施方式。

图1是根据一个实施方式的增强波导组合器的透视前视图。

图2是显示根据实施方式的用于形成增强波导区域的方法的操作的流程图。

图3A-图3D是根据实施方式的制造期间的增强波导区域的示意性横截面图。

图4是显示根据另一实施方式的用于形成增强波导区域的方法的操作的流程图。

图5A-图5B是根据另一实施方式的制造期间的增强波导区域的示意性横截面图。