CN115494578B - 一种光波导器件和ar设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学设备技术领域，具体公开了一种光波导器件以及AR设备，该光波导器件包括：透光基板；设置在透光基板上的耦入光栅和耦出光栅；耦入光栅至少包括第一耦入光栅和第二耦入光栅；第一耦入光栅用于对投影光线中入射角度为第一角度区间的部分光线进行衍射耦入至透光基板；第二耦入光栅用于对投影光线中入射角度为第二角度区间的部分光线进行衍射耦入至透光基板。本申请在透光基板上至少设置有第一耦入光栅和第二耦入光栅，分别用于对投影光线中不同入射角范围内的投影光线进行衍射耦入，由此保证每个耦入光栅分别可对其衍射耦入的投影光线保持较高的衍射效率，扩大投影光线的视场角，提升投影画面显示效果。

Description

一种光波导器件和AR设备

技术领域

本发明涉及光学器件领域，特别是涉及一种光波导器件和一种AR设备。

背景技术

近年来AR领域由于广泛的应用前景和可见的技术突破得到了人们广泛的关注。AR技术能够将虚拟图像投影在真实场景中，从而在不影响使用者观察周围环境的前提下感知投影图像，浏览和处理虚拟信息。增强现实技术的实现依赖近眼投影显示设备，其中AR眼镜成为该领域最具突破性的明星产品。

光波导器件是AR设备中重要的投影显示部件。光波导器件的主体结构是具有一定厚度的透光基底，其对投影光线的传输以及显示主要是使用了衍射光波导技术，当投影光线经过衍射耦入光波导器件的透光基底内之后，即可在透光基底内全反射传输，并在该透光基底的耦出显示区域再次发生衍射而输出入射至人眼。

但目前市场上常规的光波导器件中投影到透光基底的耦入区域的投影光线，能够高效率的耦入到透光基底的部分有限，这在一定程度上影响该光波导器件最终形成的投影画面的显示效果，也影响采用该光波导器件的AR设备的观看体验。

发明内容

本发明的目的是提供一种光波导器件以及一种AR设备，在一定程度上提升光波导器件输出的投影画面的显示效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光波导器件，包括：

透光基板；

设置在所述透光基板上，用于将投影光线耦入到所述透光基板内，并在所述透光基板内全反射传输的耦入光栅；

设置在所述透光基板上，用于将在所述透光基板内全反射的投影光线耦出的耦出光栅；

其中，所述耦入光栅至少包括第一耦入光栅和第二耦入光栅；所述第一耦入光栅用于对投影光线中入射角度为第一角度区间的部分光线进行衍射耦入至所述透光基板；所述第二耦入光栅用于对投影光线中入射角度为第二角度区间的部分光线进行衍射耦入至所述透光基板。

可选地，所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅堆叠设置在所述透光基板的表面；

或者，所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅并排设置在所述透光基板的表面；

或者，所述耦入光栅为所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅共同形成的复合光栅。

可选地，所述耦出光栅至少包括第一耦出光栅和第二耦出光栅；所述第一耦出光栅用于耦出经所述第一耦入光栅耦入到所述透光基板内的投影光线；所述第二耦出光栅用于耦出经所述第二耦入光栅耦入到所述透光基板内的投影光线。

可选地，所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅至少部分表面贴合堆叠设置，且所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅相互贴合的表面面积占所述第一耦出光栅或所述第二耦出光栅的面积的比例不小于设定比例。

可选地，还包括设置在所述透光基板上的扩瞳光栅，用于对经过所述耦入光栅耦入到所述透光基板内的投影光线进行扩瞳后入射至所述耦出光栅和所述透光基板之间的界面，以便所述投影光线通过所述耦出光栅耦出。

可选地，所述扩瞳光栅至少包括第一扩瞳光栅和第二扩瞳光栅；其中，所述第一扩瞳光栅用于对经所述第一耦入光栅耦入到所述透光基板内的投影光线进行扩瞳；所述第二扩瞳光栅用于对经所述第二耦入光栅耦入到所述透光基板内的投影光线进行扩瞳。

可选地，所述第一扩瞳光栅和所述第二扩瞳光栅设置在所述透光基板上不同位置，以使经所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅耦入的两部分投影光线，分别在所述透光基板上向不同方向扩瞳；

其中，经所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅分别进行衍射的两部分投影光线耦入衍射到所述透光基板的角度范围区间至少部分重合。

可选地，所述第一扩瞳光栅和所述第二扩瞳光栅的扩瞳方向相互垂直。

可选地，还包括设置在所述透光基板上不同位置的第一转向光栅和第二转向光栅；

其中，经所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅耦入的两部分投影光线分别在所述透光基板内不同方向全反射传输；且经所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅分别进行衍射的两部分投影光线耦入衍射到所述透光基板的角度范围区间至少部分重合；

所述第一转向光栅和所述第二转向光栅分别用于将经所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅耦入的两部分投影光线分别进行衍射，以便两部分所述投影光线以不同方向入射至所述耦出光栅。

一种AR设备，包括如上任一项所述的光波导器件。

本发明所提供的一种光波导器件和一种AR设备，该光波导器件包括：透光基板；设置在透光基板上，用于将投影光线耦入到透光基板内，并在透光基板内全反射传输的耦入光栅；设置在透光基板上，用于将在透光基板内全反射的投影光线耦出的耦出光栅；其中，耦入光栅至少包括第一耦入光栅和第二耦入光栅；第一耦入光栅用于对投影光线中入射角度为第一角度区间的部分光线进行衍射耦入至透光基板；第二耦入光栅用于对投影光线中入射角度为第二角度区间的部分光线进行衍射耦入至透光基板。

本申请中的光波导器件的透光基板上至少设置有第一耦入光栅和第二耦入光栅，其中每一个耦入光栅分别用于对投影光线中不同入射角范围内的投影光线进行衍射耦入，由此保证每个耦入光栅分别可对其衍射耦入的投影光线保持较高的衍射效率，既能够在一定程度上实现投影光线的视场角，又保证了投影光线每个角度范围的光线均能够高效率耦入到透光基板内，避免因为部分投影光线衍射效率低而导致投影画面显示效果不佳的问题。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的光波导器件的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的光波导器件的另一结构示意图。

具体实施方式

在常规的光波导器件中，一般会在透光基板的耦入区域设置一个耦入光栅，而耦入光栅对投影光线高效率衍射的最佳入射角度是存在一定的角度范围限制的；同时投射到透光基板上耦入区域的投影光线也存在一定的扩散角；若要使得投影光线的扩散角完全在耦入光栅的最佳入射角度的角度范围区间内，会使得投影光线最终输出形成的投影画面视场角过小，也就使得基于该光波导器件形成的AR设备的眼盒过小，不利于用户观看；若要使得投影光线的入射角区间大于且包含耦入光栅的最佳入射角度的角度范围区间，也就必然导致投影光线中部分投影光线的衍射效率相对更低，最终导致投影光线输出的投影画面明暗度不均匀的问题，进而影响投影画面的显示效果。

为此，本申请中将光波导器件的耦入区域设置两个不同的耦入光栅，每个耦入光栅分别用于衍射不同角度范围入射投影光线进行高效率衍射，并可以在一定程度上扩大投影光线的视场角，提升投影光线的显示效果。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，图1为本申请实施例提供的光波导器件的结构示意图；图2为本申请实施例提供的光波导器件的另一结构示意图。该光波导器件可以包括：

透光基板10；

设置在透光基板10上，用于将投影光线耦入到透光基板10内，并在透光基板10内全反射传输的耦入光栅20；

设置在透光基板10上，用于将在透光基板10内全反射的投影光线耦出的耦出光栅30；

其中，耦入光栅20至少包括第一耦入光栅21和第二耦入光栅22；第一耦入光栅21用于对投影光线中入射角度为第一角度区间的部分光线进行衍射耦入至透光基板10；第二耦入光栅22用于对投影光线中入射角度为第二角度区间的部分光线进行衍射耦入至透光基板10。

本实施例中的透光基板10一般为平面结构的玻璃板或塑料板，当然，在实际应用中也并不排除采用具有一定弯曲度的曲面板，对此本实施例中均不做具体限制。

在此基础上，还进一步地在透光基板10设置至少两个耦入光栅20，也即是说该耦入光栅20可以是两个也可以是三个还可以是更多个。

参照图1，在图1所示的实施例中以该透光基板10上设置有第一耦入光栅21和第二耦入光栅22这两个耦入光栅20为例进行说明。

对于第一耦入光栅21和第二耦入光栅22而言，分别用于对入射角度范围不同的部分投影光线进行衍射。可以理解的是，对于第一耦入光栅21所衍射的第一角度区间范围的部分投影光线，该第一角度区间范围应当是满足该第一耦入光栅21的布拉格衍射条件的角度范围，也即是说该第一耦入光栅21可以对该第一角度区间范围内入射的光线进行高效率衍射。同理，第一角度区间范围入射的光线也满足第二耦入光栅22的布拉格衍射条件，第二耦入光栅22同样可以对第二角度区间范围的入射角入射的光线进行高效率衍射。并且，投影光线入射到透光基板10的入射角度范围应当在第一角度区间范围和第二角度区间范围共同组成的角度范围区间之内，从而保证所有的投影光线均能够被高效率的衍射。

例如，如果一个耦入光栅20的最佳衍射角度区间范围的区间宽度为30度，那么可以使得第一耦入光栅21的高效率衍射的角度区间范围为0至30度，而第二耦入光栅22的高效率衍射角度区间范围为30度到60度；那么第一耦入光栅21和第二耦入光栅22即可对入射角范围在0度到60度范围内的投影光线均进行高效率衍射。由此扩大了可衍射的投影光线的发散角，也在一定程度上增大了该投影光线的视场角和眼盒。

对于第一耦入光栅21和第二耦入光栅22而言，其要分别达到对不同入射角度区间范围内的投影光线进行高效率衍射，可以通过合理设置第一耦入光栅21以及第二耦入光栅22的光栅矢量、光栅周期、光栅斜角等等，对此本实施例中不详细说明。

对于第一耦入光栅21和第二耦入光栅22可以是并排设置在透光基板10上的两个不同的耦入光栅20，两个耦入光栅20之间也可以堆叠设置，对此本实施例中不具体限制。

此外，该第一耦入光栅21和第二耦入光栅22还可以是一体成型的复合光栅；例如，通过在同一光栅基材的不同厚度位置形成不同的光栅图案，进而形成类似于堆叠设置的两个一体成型的复合光栅；还可以将同一光栅基材划分成两个不同的区域，一部分区域形成第一耦入光栅21的光栅图案，另一部分区域则形成第二耦入光栅22的光栅图案，也就形成类似于并排设置的一体成型的两个耦入光栅20的复合光栅结构。

如上所述，本实施例中的透光基板10上至少设置有两个耦入光栅20，也即是说该透光基板10上可以设置两个耦入光栅20，还可以设置三个耦入光栅20，或四个耦入光栅20，甚至更多耦入光栅20；和上述透光基板10上设置有第一耦入光栅21和第二耦入光栅21两个耦入光栅20的实施例类似，当透光基板10上的耦入区域设置有更多的耦入光栅20时，每个耦入光栅20可以分别用于对投影光线入射角的不同角度区间范围进行衍射耦入到透光基板10之内；此外各个耦入光栅20的布局方式也可以是和上述第一耦入光栅21和第二耦入光栅22的布局结构方式类似，可以是并排设置也可以是堆叠设置还可以是复合光栅等等，本申请中不详细赘述。

相应地，在本申请的一种可选地实施例中，耦出光栅30至少包括第一耦出光栅31和第二耦出光栅32；第一耦出光栅31用于耦出经第一耦入光栅21耦入到透光基板10内的投影光线；第二耦出光栅32用于耦出经第二耦入光栅22耦入到透光基板10内的投影光线。

可以理解的是，本申请中的耦入光栅20至少包括有两个，对应的耦出光栅30也可以设置为两个或者更多个，总之，耦入光栅20的数量可以和耦出光栅30的数量相同。

当然，和耦入光栅20不同的是，第一耦出光栅31和第二耦出光栅32应当相互堆叠设置的，且第一耦出光栅31和第二耦出光栅32相互贴合的表面面积占第一耦出光栅31或第二耦出光栅32的面积的比例不小于设定比例，也即是说第一耦出光栅31和第二耦出光栅32至少二者之间绝大部分面积是贴合设置的，以保证人眼能看到完整的图像。

基于上述论述，在常规的光波导器件中，当投影光线通过耦入光栅20耦入透光基板10之后，需要在透光基板10内全反射传输，最后经过耦出光栅30耦出，但因为投影光线在透光基板10内进行全反射的角度大小也是存在一定的角度范围区间的，而全反射角度较小的部分投影光线容易出现二次衍射，或者是投影光线中全反射角度大的部分投影光线比全反射角度小的部分投影光线要在透光基板10内反射的次数更少即可从耦出光栅30耦出，而经过全反射的次数越少的部分投影光线最终成像的亮度越大，最终导致投影光线中不同部分的光线最终耦出形成的投影画面明暗亮度不均匀。

为此，在本申请的另一可选地实施例中，还包括：

经第一耦入光栅21和第二耦入光栅22耦入的两部分投影光线分别在透光基板10内不同方向全反射传输；且经第一耦入光栅21和第二耦入光栅22分别进行衍射的两部分投影光线耦入衍射到透光基板10的角度范围区间至少部分重合，或者是完全重合；

在此基础上，还进一步地包括设置在透光基板10上不同位置的第一转向光栅和第二转向光栅；

其中，第一转向光栅和第二转向光栅分别用于将经第一耦入光栅21和第二耦入光栅22耦入的两部分投影光线分别进行衍射，以便两部分投影光线以不同方向入射至耦出光栅30。

可以理解的是，对于在常规的光波导器件而言，其仅仅只有一个耦入光栅20对所有的投影光线进行衍射，而不同入射角度的投影光线耦入到透光基板10的角度也不相同，也就在一定程度上造成投影光线的全反射角度区间范围相对更大，更容易造成投影光线最终成像画面亮度不均匀的问题。

而本实施例中采用两个耦入光栅，通过合理设置第一耦入光栅22和第二耦入光栅22的结构，可以使得第一耦入光栅21和第二耦入光栅22将不同入射角的部分投影光线耦入到透光基板10之后，两个耦入光栅20耦入的投影光线的全反射角度在同一角度区间范围内，由此，对于单个耦入光栅20而言，所耦入的投影光线的全反射角度区间范围也就更小。

例如，对于仅仅只有一个耦入光栅20的光波导器件而言，投影光线耦入到透光基板后，在透光基板内的全反射角度区间可能是30度到60度的角度区间；而本实施例中可以将两个耦入光栅20耦入到透光基板10内，可以通过合理设置第一耦入光栅21和第二耦入光栅22的光栅结构，使得通过第一耦入光栅21耦入到透光基板内的投影光线，在透光基板10内进行全反射的全反射角度区间在45度至60度；而通过第二耦入光栅22耦入到透光基板10内的投影光线，在透光基板10内进行全反射的全反射角度区间也在45度至60度。

由此可见，本实施例中每个耦入光栅20衍射的投影光线的全反射角度区间范围更小，也就在一定程度上避免了每部分投影光线的二次衍射，以及不同角度的投影光线在透光基板10内进行全反射次数不同，最终导致投影光线成像画面明暗度不均匀的问题。

此外，因为第一耦入光栅21和第二耦入光栅22衍射的两部分投影光线的全反射角度区间范围至少部分重合或完全重合，如果两部分投影光线在透光基板10内传输的空间位置重合，那么两部分投影光线入射到耦出光栅30的角度也就相同或部分相同，耦出光栅30也就无法区分哪部分是通过第一耦入光栅21衍射耦入的光线，哪部分是荣光第二耦入光栅22衍射耦入的光线，更无法按照正确的衍射方向耦出。

为此，本实施例中可以通过合理设置第一耦入光栅21和第二耦入光栅22的光栅矢量，使得第一耦入光栅21和第二耦入光栅22分别衍射耦入的投影光线的全反射传输方向各不相同，也就使得两部分投影光线在透光基板10上内全反射传输的空间相互分开，最终再通过两个转向光栅分别将两部分不同的投影光线分别进行一次衍射，进而改变两部分投影光线的传输方向，使得两部分投影光线从不同的角度入射至耦出光栅30所在区域。那么对于耦出光栅30而言，即便两部分投影光线入射到耦出光栅30的入射角度相同或部分相同，但入射方向不同，耦出光栅30也可以基于不同的入射方向对两部分投影光线进行区分进而产生不同方向的衍射耦出；对于该入射方向不同可以理解为入射到耦出光栅30的两部分投影光线的入射角所在平面之间存在一定的夹角。

基于上述任意实施例，为了进一步地实现投影画面的眼盒，在本申请的另一可选地实施例中，还可以进一步地包括扩瞳光栅，用于对经过耦入光栅20耦入到透光基板10内的投影光线进行扩瞳后入射至耦出光栅30和透光基板10之间的界面，以便投影光线通过耦出光栅30耦出。

可以理解的是，对于本实施例中的扩瞳光栅应当是贴合于透光基板10表面，且该扩瞳光栅是沿投影光线在透光基板10内全反射传输方向平行的方向设置，当投影光线入射到扩瞳光栅和透光基板10之间的界面会发生部分衍射部分反射，衍射部分的光线入射至耦出光栅的表面并耦出，反射部分光线再次进行一次全反射后重新入射至扩瞳光栅和透光基板10之间的界面，并再次发生部分反射和部分衍射，由此最终在投影光线的全反射方向发生扩瞳。

和上述耦入光栅20包括第一耦入光栅21和第二耦入光栅22相对应，本实施例中的扩瞳光栅至少包括第一扩瞳光栅41和第二扩瞳光栅42；其中，第一扩瞳光栅42用于对经第一耦入光栅21耦入到透光基板10内的投影光线进行扩瞳；第二扩瞳光栅42用于对经第二耦入光栅22耦入到透光基板10内的投影光线进行扩瞳。

此外，可以理解的是，当耦入光栅20为三个、四个或更多个，对应的扩瞳光栅也可以设置三个，四个或更多个。当然，在实际应用中，也并不排除一体成型的扩瞳光栅上不同区域用于对不同的耦入光栅20耦入的投影光线进行衍射扩瞳的实施例。

结合上述实施例，该扩瞳光栅在实现投影光线扩瞳过程中，必然造成投影光线的传输路径转向，也即是说扩瞳光栅也可以视为转向光栅的一种，同时兼具转向和扩瞳的功能。在本申请的另一可选地实施例中，第一扩瞳光栅41和第二扩瞳光栅42设置在透光基板10上不同位置，以使经第一耦入光栅21和第二耦入光栅22耦入的两部分投影光线，分别在透光基板10上向不同方向扩瞳；

和上述两个转向光栅类似，经第一耦入光栅21和第二耦入光栅22分别进行衍射的两部分投影光线耦入衍射到透光基板10的角度范围区间至少部分重合，也可以是完全重合。

参照图2，为了更清楚的显示经第一耦入光栅21和经第二耦入光栅22分别耦入透光基板10后的投影光线的传输路径，在图2中分别用带箭头的虚线和带箭头的双点划线表示两部分投影光线的传输方向。

在图2所示的实施例中，第一扩瞳光栅21和第二扩瞳光栅22相互垂直设置，二者的扩瞳方向也相互垂直。相应地，第一耦入光栅21耦入的投影光线在透光基板10内全反射传输的方向，和第二耦入光栅22耦入的投影光线在透光基板10内全反射传输的方向也是相互垂直的。其中，第一耦入光栅21耦入的投影光线经过第一扩瞳光栅41扩瞳后，向耦出光栅30所在区域入射，最终被第一耦出光栅31衍射耦出；而第二耦入光栅22耦入的投影光线经过扩瞳光栅扩瞳后同样向耦出光栅30所在位置入射并被第二耦出光栅32衍射耦出，且经过两个扩瞳光栅扩瞳后的光线入射到耦出光栅30的方向也是相互垂直的。

当然，在实际应用中，第一扩瞳光栅41和第二扩瞳光栅42的扩瞳方向并不必然相互垂直，只要存在一定的夹角即可；甚至两个扩瞳光栅的扩瞳方向也可以相互平行，只要经过两个扩瞳光栅分别扩瞳后光线入射到耦出光栅30的方向存在一定的夹角即可，对此本实施例中不做具体限制。

综上所述，本申请中在光波导器件的透光基板上至少设置有两个耦入光栅，其中每一个耦入光栅分别用于对投影光线中不同入射角范围内的投影光线进行衍射耦入，由此保证每个耦入光栅分别可对其衍射耦入的投影光线保持较高的衍射效率，既能够在一定程度上实现投影光线的视场角，又保证了投影光线每个角度范围的光线均能够高效率耦入到透光基板内，避免因为部分投影光线衍射效率低而导致投影画面显示效果不佳的问题。

本申请中还提供了一种AR设备的实施例，该AR设备中包括如上任一项所述的光波导器件。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种光波导器件，其特征在于，包括：

透光基板；

设置在所述透光基板上，用于将投影光线耦入到所述透光基板内，并在所述透光基板内全反射传输的耦入光栅；

设置在所述透光基板上，用于将在所述透光基板内全反射的投影光线耦出的耦出光栅；

其中，所述耦入光栅至少包括第一耦入光栅和第二耦入光栅；所述第一耦入光栅用于对投影光线中入射角度为第一角度区间的部分光线进行衍射耦入至所述透光基板；所述第二耦入光栅用于对投影光线中入射角度为第二角度区间的部分光线进行衍射耦入至所述透光基板；

所述耦出光栅至少包括第一耦出光栅和第二耦出光栅；所述第一耦出光栅用于耦出经所述第一耦入光栅耦入到所述透光基板内的投影光线；所述第二耦出光栅用于耦出经所述第二耦入光栅耦入到所述透光基板内的投影光线；

还包括设置在所述透光基板上不同位置的第一转向光栅和第二转向光栅；

其中，经所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅耦入的两部分投影光线分别在所述透光基板内不同方向全反射传输；且经所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅分别进行衍射的两部分投影光线耦入衍射到所述透光基板的角度范围区间重合；

所述第一转向光栅和所述第二转向光栅分别用于将经所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅耦入的两部分投影光线分别进行衍射，以便两部分所述投影光线以相互垂直的方向分别入射至所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅。

2.如权利要求1所述的光波导器件，其特征在于，所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅堆叠设置在所述透光基板的表面；

或者，所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅并排设置在所述透光基板的表面；

或者，所述耦入光栅为所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅共同形成的复合光栅。

3.如权利要求1所述的光波导器件，其特征在于，所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅至少部分表面贴合堆叠设置，且所述第一耦出光栅和所述第二耦出光栅相互贴合的表面面积占所述第一耦出光栅或所述第二耦出光栅的面积的比例不小于设定比例。

4.如权利要求1至3任一项所述的光波导器件，其特征在于，还包括设置在所述透光基板上的扩瞳光栅，用于对经过所述耦入光栅耦入到所述透光基板内的投影光线进行扩瞳后入射至所述耦出光栅和所述透光基板之间的界面，以便所述投影光线通过所述耦出光栅耦出。

5.如权利要求4所述的光波导器件，其特征在于，所述扩瞳光栅至少包括第一扩瞳光栅和第二扩瞳光栅；其中，所述第一扩瞳光栅用于对经所述第一耦入光栅耦入到所述透光基板内的投影光线进行扩瞳；所述第二扩瞳光栅用于对经所述第二耦入光栅耦入到所述透光基板内的投影光线进行扩瞳。

6.如权利要求5所述的光波导器件，其特征在于，所述第一扩瞳光栅和所述第二扩瞳光栅设置在所述透光基板上不同位置，以使经所述第一耦入光栅和所述第二耦入光栅耦入的两部分投影光线，分别在所述透光基板上向不同方向扩瞳。

7.一种 AR 设备，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的光波导器件。