[发明专利]光学结构和光学装置

说明书

本申请实施例提供一种光学结构和光学装置，其中光学结构包括：波导体；耦入光栅，设置于所述波导体；第一耦出光栅，设置于所述波导体；第二耦出光栅，设置于所述波导体；和第三耦出光栅，设置于所述波导体，所述第三耦出光栅位于所述第一耦出光栅和第二耦出光栅之间，且所述耦入光栅位于第一耦出光栅、第二耦出光栅及第三耦出光栅同一侧；由所述耦入光栅发射出来的光线经所述波导体入射到所述第三耦出光栅，并与所述第三耦出光栅作用产生包括沿所述光线出射方向的光线第一分量，所述光线第一分量保持在所述第三耦出光栅范围内、而不会传导至所述第一耦出光栅或所述第二耦出光栅。本申请实施例可以提高光学结构的衍射效率。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，尤其涉及一种光学结构和光学装置。

背景技术

光学装置诸如增强现实(Augmented Reality，缩写为AR)装置、虚拟现实(VirtualReality，缩写为VR)装置可以通过各自的显示器件显示图像。AR装置和/或VR装置相关技术越来越多地应用于各个领域，诸如广泛应用到军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等领域。

其中，AR眼镜是AR装置的主要实现方式之一，它的近眼显示系统是将显示器件上的像素，通过一系列光学成像元件形成远处的虚像并投射到人眼中。AR眼镜产品需要满足透视(See-through)需求，既要看到真实的外部世界，也要看到虚拟信息，所以成像系统不能挡在视线前方。比如增加一个或一组光学组合器，通过“层叠”的形式，将虚拟信息和真实场景融为一体。

相关技术中，AR眼镜有着折反射、反射光波导、一维衍射光波导、二维衍射光波导、全息光波导等众多光学实现方案，其中二维衍射光波导(Two-dimensional DiffractiveWaveguide，缩写为TDDW)轻薄和外界光线的高穿透特性，色彩还原性好，FOV大等特点被认为是最有前景的消费级AR眼镜光学方案。

相关技术中，一般TDDW架构的耦入光栅将来自投影光机的光线耦入波导，被耦入波导的光线经全内反射朝耦出光栅前进，在到达耦出光栅后会经衍射被分为向左传播的扩瞳光线与向右传播的扩瞳光线。光线在每次与耦出光栅作用时会将一部分能量耦出到人眼中，使用户看到投影光机的画面。当边缘视场光线入射时，边缘视场角光线经过耦出光栅所产生的分量包括一沿该视场角光线传播方向传输的分量，该边缘视场角光线在实际传播过程中会经过不同的耦出光栅，导致衍射效率低。

发明内容

本申请实施例提供一种光学结构和光学装置，提高光学结构的衍射效率。

本申请实施例提供一种光学结构，其包括：

波导体；

耦入光栅，设置于所述波导体；

第一耦出光栅，设置于所述波导体；

第二耦出光栅，设置于所述波导体；和

第三耦出光栅，设置于所述波导体，所述第三耦出光栅位于所述第一耦出光栅和第二耦出光栅之间，且所述耦入光栅位于第一耦出光栅、第二耦出光栅及第三耦出光栅同一侧；

由所述耦入光栅发射出来的光线经所述波导体入射到所述第三耦出光栅，并与所述第三耦出光栅作用产生包括沿所述光线出射方向的光线第一分量，所述光线第一分量保持在所述第三耦出光栅范围内、而不会传导至所述第一耦出光栅或所述第二耦出光栅。

本申请实施例还提供一种光学装置，其包括：

投影光器，所述投影光器被配置为提供增强现实或虚拟现实图像；和

如上任一项所述的光学结构。