CN117970563A - 导光器件及可穿戴设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种导光器件及可穿戴设备；其中，所述导光器件包括波导基底以及设置于所述波导基底上的耦入区和耦出区；所述耦出区设有至少两个基本耦出单元，各所述基本耦出单元包括第一子耦出光栅及第二子耦出光栅；所述第一子耦出光栅的光栅矢量为第一矢量K1，所述第二子耦出光栅的光栅矢量为第二矢量K2，所述第一矢量K1与所述第二矢量K2之间形成预定夹角；经所述耦入区射入所述波导基底中的光线在所述波导基底内全反射传播至所述基本耦出单元，所述基本耦出单元将所述光线向不同的两个维度方向扩瞳能够用以将所述光线铺满整个所述耦出区。本申请实施例的导光器件，在耦出区通过组合一维光栅实现了二维扩瞳兼耦出光线的功能。
Description
技术领域
本申请属于增强现实技术领域，具体地，本申请涉及一种导光器件及可穿戴设备。
背景技术
增强现实(Augmented Reality，简称AR)是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。目前，通常采用衍射光波导实现增强现实方案。
在现有技术中，衍射光波导器件通常采用一维光栅耦入，二维光栅扩瞳耦出的设计，光线传播路径为耦入波导内的光线在遇到二维光栅时向两边扩束，然而，由于光线衍射的对称性及二维光栅扩瞳方向固定、无法调整两个方向的角度等原因，在二维光栅上始终有至少一个角落会出现视场暗角，这严重影响了光波导显示图像的均匀性和完整性，进而影响用户体验。而且，二维光栅设计较为复杂，会增加生产成本。对此，提出了将两个一维光栅构成二维扩瞳的方案，但是在二维扩瞳时发现在其中一个方向上光线无法有效扩展。例如，在现有方案中耦入区通常位于耦出区的中轴线位置，这将导致光线在纵向上无法实现有效扩展，从而影响纵向eyebox的提升。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种导光器件及可穿戴设备的新技术方案。
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种导光器件。所述导光器件包括波导基底以及设置于所述波导基底上的耦入区和耦出区；
所述耦出区设有至少两个设定形状的基本耦出单元，各所述基本耦出单元包括第一子耦出光栅及第二子耦出光栅；
所述第一子耦出光栅的光栅矢量为第一矢量K1，所述第二子耦出光栅的光栅矢量为第二矢量K2，所述第一矢量K1与所述第二矢量K2之间形成预定夹角；经所述耦入区射入所述波导基底中的光线在所述波导基底内全反射传播至所述基本耦出单元，所述基本耦出单元将所述光线向不同的两个维度方向扩瞳能够用以将所述光线铺满整个所述耦出区。
可选地，所述第一矢量K1与所述第二矢量K2之间形成60度夹角。
可选地，在所述基本耦出单元内：所述第一子耦出光栅与所述第二子耦出光栅位于所述波导基底的同一表面上且二者呈相邻设置。
可选地，在所述基本耦出单元内：所述第一子耦出光栅与所述第二子耦出光栅分设在所述波导基底的两个表面上，并在投影方向上呈至少部分重叠设置。
可选地，在所述基本耦出单元内：所述第一子耦出光栅的第一矢量K1与所述第二子耦出光栅的第二矢量K2形成镜像对称结构。
可选地，所述耦入区设置有耦入光栅，所述耦入光栅包括一维光栅，所述耦入光栅的光栅矢量为第三矢量K3；
所述第一矢量K1、所述第二矢量K2及所述第三矢量K3之间的夹角互为60度，所述第一矢量K1、所述第二矢量K2及所述第三矢量K3能够形成闭合的等边三角形。
可选地，所述耦入光栅、所述第一子耦出光栅及第二子耦出光栅的周期相同。
可选地，所述耦入光栅、所述第一子耦出光栅及第二子耦出光栅的周期范围为200nm～600nm。
可选地，所述耦入光栅、所述第一子耦出光栅及第二子耦出光栅均为一维光栅，所述一维光栅包括浮雕光栅、全息光栅及光子晶体光栅中的任一种。
可选地，所述基本耦出单元设置为多个，多个所述基本耦出单元在所述波导基底的至少一个表面上排列成矩阵。
可选地，所述光线经所述耦入区射入所述波导基底中产生朝向所述基本耦出单元传播的第一衍射光；
当所述第一衍射光第一次遇到的是所述第一子耦出光栅时产生向一侧传播第二衍射光，部分所述第二衍射光在遇到相邻的所述第二子耦出光栅时产生耦出光并出射，另一部分所述第二衍射光继续传播且当再次遇到所述第一子耦出光栅时产生第三衍射光，所述第三衍射光与所述第一衍射光衍射方向相同；
所述第一衍射光继续传播的光线传输至所述第二子耦出光栅，产生向一侧传播第四衍射光，所述第四衍射光在射入相邻的所述第一子耦出光栅时产生耦出光并出射。
根据本申请实施例的第二方面，还提供了一种可穿戴设备。所述可穿戴设备包括：
如第一方面所述的导光器件；以及
光机，所述光机用以将光线或者图像射入所述导光器件中。
本申请实施例的有益效果为：
本申请实施例提供了一种衍射光波导设计方案，在耦出区通过优化组合一维光栅形成至少两个基本耦出单元，在耦出区实现了二维扩瞳兼耦出功能，外界光线经耦入区耦入波导基底中并全反射传播至基本耦出单元，基本耦出单元为扩瞳兼耦出区域，便能够将光线在两个不同维度方向上均能进行有效的扩展最终能够铺满整个耦出区的各个区域，从而能有效的增大出光面积，使得人眼在整个视场范围内可以获得清晰、完整的图像，可以提升用户视觉体验。
通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的导光器件的结构示意图之一；
图2为本申请实施例提供的基本耦出单元的结构示意图之一；
图3为本申请实施例提供的基本耦出单元的结构示意图之二；
图4为本申请实施例提供的基本耦出单元的结构示意图之三；
图5为本申请实施例提供的基本耦出单元的结构示意图之四；
图6为本申请实施例提供的导光器件的结构示意图之二；
图7为本申请实施例提供的耦入光栅及基本耦出单元的光栅矢量关系示意图。
附图标记说明：
100、波导基底；110、耦入区；111、耦入光栅；120、耦出区；121、第一子耦出光栅；122、第二子耦出光栅；
001、第一衍射光；002、第二衍射光；003、第三衍射光；004、第四衍射光；011、耦出光。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
下面结合附图对本申请实施例提供的导光器件以及可穿戴设备进行详细地描述。
在多种形式的头戴显示设备中，以AR设备为例，AR设备通常包括微型显示屏及光学模组。AR设备的光学模组中常用的光学元件例如有棱镜、自由曲面镜片及光波导器件等。在上述的这些光学元件中，光波导器件包括几何光波导和衍射光波导。而由于衍射光波导具有良好的光学性能，使其在AR设备中得到了较为广泛的应用。
根据本申请的一个实施例，提供了一种导光器件。该导光器件例如为光波导器件，所述光波导器件例如为衍射光波导。本申请实施例提供的导光器件例如可应用于可穿戴设备中。
其中，可穿戴设备包括头戴显示设备。头戴显示设备例如为AR智能眼镜、AR头盔等，本申请中对头戴显示设备的具体形式不做限制。
本申请公开了一种导光器件，参照图1至图6，所述导光器件包括波导基底100以及设置于所述波导基底100上的耦入区110和耦出区120；
其中，所述耦出区120设有至少两个设定形状的基本耦出单元，各所述基本耦出单元包括第一子耦出光栅121及第二子耦出光栅122；所述第一子耦出光栅121的光栅矢量为第一矢量K1，所述第二子耦出光栅122的光栅矢量为第二矢量K2，所述第一矢量K1与所述第二矢量K2之间形成预定夹角；经所述耦入区110射入所述波导基底100中的光线在所述波导基底100内全反射传播至所述基本耦出单元，所述基本耦出单元将所述光线向不同的两个维度方向扩瞳能够用以将所述光线铺满整个所述耦出区120。
本申请的实施例提供的导光器件，在所述波导基底100上分别设置有耦入区110及耦出区120，外界的光线(图像)可以经所述耦入区110耦入至所述波导基底100中，且耦入的光线在所述波导基底100中以全反射的方式向所述耦出区120进行传播。当所述光线传播至所述耦出区120并遇到各所述基本耦出单元后，在每个所述基本耦出单元处可以分别沿两个不同维度方向对光线进行扩瞳，最终可以使光线铺满整个所述耦出区120，这样，可以增加整个导光器件上耦出区120的出光面积。由于光线在扩瞳后是铺满整个所述耦出区120的，如此在人眼的视场范围内均可清晰的看到完整的画面，能提升用户的视觉体验感。
现有的二维光栅扩瞳的方式并不能达到使光线铺满整个耦出区的效果。这是因为二维光栅虽然能沿着两个不同方向对光线进行扩瞳，但是这两个方向固定为相互垂直且不可调整的，光线扩瞳后在耦出区的某些区域无法传播到，始终有一些角落会出现视场暗角，导致耦出区一部分区域能出光，另一部分区域可能无法出光，而人眼会在一定范围内移动，移动过程中都需要能看到出光。可见，现有的二维光栅扩瞳方案会限制人眼的使用范围，也即eyebox较小。而现有的两个一维光栅组合的方式，可能会导致光线在纵向上的扩展受到限制，最终光线也是无法铺满整个耦出区的。可见，现有的方案都会导致耦出区的出光面积受到限制而影响成像质量。
本申请实施例提供的导光器件，其上的所述耦出区120采用了两个或者两个以上的基本耦出单元，其中，每个基本耦出单元可以采用两个一维光栅经设定角度组合形成。具体而言，每个一维光栅均具有单一的矢量方向，可通过组合调整两个一维光栅的矢量夹角，就可以灵活调光线在所述耦出区120形成不同的扩瞳方向，从而能够使光线铺满整个所述耦出区120，这样可以增加导光器件的出光面积，也即可以使得所述耦出区120的各个区域、角落均能出光，利于获得更大、更完整的eyebox值。人眼可以在整个视场内看到清晰、完整的图像，进而可以提升用户的视觉体验感。
在申请实施例提供的导光器件中，每个所述基本耦出单元，参见图2至图5，例如可以包括一个第一子耦出光栅121及一个述第二子耦出光栅122，该两个子耦出光栅均被设计为一维光栅，可以根据具体需要灵活调整该两个一维光栅的矢量夹角(例如为60度)，这样在所述耦出区120可以利用上述的基本耦出单元对传播至所述耦出区120的光线按照设定角度进行特定方向的二维扩瞳，使得光线能完整的铺满所述耦出区120。这相对于传统的二维光栅来说，对于扩瞳方向的调整更为灵活，可以避免二维光栅在扩瞳时存在缺陷。
需要说明的是，本申请实施例的导光器件包括波导基底100以及设置于波导基底100上的耦入区110和耦出区120，所述耦入区110与所述耦出区120二者可以设置于所述波导基底100的同一侧表面，当然，二者也可以分布于所述波导基底100的两侧，本申请实施例中对所述耦入区110与所述耦出区120的相对位置关系不做限定，只要可以实现通过所述耦入区110将光线耦入波导基底100内，并在所述波导基底100内以全反射传播至所述耦出区120后，通过所述耦出区120将光线耦出即可。
其中，所述耦出区120可以仅设置两个基本耦出单元。
当然，所述耦出区120也可以设置更多个基本耦出单元。
例如，当设置多个基本耦出单元时，所述多个基本耦出单元在所述耦出区120内形成多行多列的阵列排布。参见图6，其示出了一种矩形阵列形式的排布结构。
可选的是，在所述耦出区120至少包括一个基本耦出单元，所述基本耦出单元可以以任意形状、任意分布方式分布在所述耦出区，使得整个导光器件的结构设计更为灵活、自由度更高。
本申请实施例提供了一种衍射光波导设计方案，在耦出区120通过优化组合一维光栅形成至少两个基本耦出单元，在耦出区120实现了二维扩瞳兼耦出功能，外界光线经耦入区耦入波导基底中并全反射传播至基本耦出单元，基本耦出单元为扩瞳兼耦出区域，便能够将光线在两个不同维度方向上均能进行有效的扩展最终能够铺满整个耦出区的各个区域，从而能有效的增大出光面积，使得人眼在整个视场范围内可以获得清晰、完整的图像，可以提升用户视觉体验。
在本申请的一些示例中，参见图2至图5所示，所述第一矢量K1与所述第二矢量K2之间形成60度夹角。
具体地，在一个所述基本耦出单元内，所述第一子耦出光栅121及所述第二子耦出光栅122均设计为一维光栅，二者均具有单一方向的光栅矢量；其中，所述第一子耦出光栅121例如具有第一矢量K1，所述第二子耦出光栅122例如具有第二矢量K2。在本申请的实施例中，所述第一矢量K1与所述第二矢量K2的矢量方向不同，但二者之间设计形成60度的夹角。在此情况下，当所述波导基底100内的光线传播至所述基本耦出单元处时，例如可以沿横向与纵向两个维度扩展并将光线耦出所述波导基底100之外，其中，光线经扩瞳之后可以完整的铺满整个所述耦出区120，使得整个所述耦出区120的各个区域均可出光，有效增大了到导光器件的出光面积。
在本申请的一些示例中，参见图2至图4，在所述基本耦出单元内：所述第一子耦出光栅121与所述第二子耦出光栅122位于所述波导基底100的同一表面上且二者呈相邻设置。
在本申请的一些示例中，参见图5，所述第一子耦出光栅121与所述第二子耦出光栅122分设在所述波导基底100的两个表面上，并在投影方向上呈至少部分重叠设置。
例如，所述基本耦出单元可以设置在所述波导基底100的同一表面上，其中包含的第一子耦出光栅121和第二子耦出光栅122二者相互紧靠设置，参见图2至图4，具体的设置方式可以根据需要进行调整。
当然，所述基本耦出单元中的第一子耦出光栅121及第二子耦出光栅122也可以分别位于所述波导基底100的上、下两个表面上，且二者在波导基底100厚度方向上的正投影形成部分重叠(覆盖)，参见图5。
本申请实施例提供的导光器件，其上的基本耦出单元的设置位置较为灵活，这使得整个导光器件的结构设计自由度更高。
在本申请的一些示例中，参见图2至图5，在所述基本耦出单元内，所述第一子耦出光栅121的第一矢量K1与所述第二子耦出光栅122的第二矢量K2形成镜像对称结构。
可选的是，所述第一矢量K1与所述第二矢量K2的对称轴在所述耦出区120上可以沿X轴方向(可参见图2、图4及图5)或者沿Y轴方向(可参见图3)设置。其中，所述耦出区120位于X轴与Y轴形成的XY平面上。
当然，所述第一矢量K1与所述第二矢量K2的对称轴也可以在所述耦出区120所在的平行上呈倾斜设置，且倾斜的角度可以根据需要灵活设计，例如倾斜30度或者45度等，本申请中对此不做限制，只要使得所述第一矢量K1与所述第二矢量K2在镜像对称的情况下形成60度夹角即可达到扩展光线将光线铺满整个耦出区120的目的。
本申请实施例提供的导光器件，其上的耦出区120的图案/结构设计非常灵活，使得整个导光器件的设计自由度更高，使用范围更广。
在本申请的实施例中，所述第一子耦出光栅121与所述第二子耦出光栅122均为一维光栅，一维光栅的光栅矢量方向垂直于光栅线，其是周期性变化的方向，其长度等于光栅周期的倒数。通过两个一维光栅组合形成二维扩瞳效果可以提升二维扩瞳时扩瞳方向的自由度。
参见图2至图5，在一个所述基本耦出单元内，所述第一子耦出光栅121的第一矢量K1与所述第二子耦出光栅122的第二矢量K2方向不同，二者可以形成60°夹角。由于所述第一矢量K1与所述第二矢量K2是镜像对称设计的，因此从外观看，所述第一子耦出光栅121光栅线与所述第二子耦出光栅122的光栅线也应当是镜像对称的。
其中，参见图7，所述耦入区110设置有耦入光栅111，所述耦入光栅111包括一维光栅，所述耦入光栅111的光栅矢量为第三矢量K3；所述第一矢量K1、所述第二矢量K2及所述第三矢量K3之间的夹角互为60度，所述第一矢量K1、所述第二矢量K2及所述第三矢量K3能够形成闭合的等边三角形。
如图7所示，所述第一矢量K1、所述第二矢量K2以及所述第三矢量K3需要共同构成闭合的矢量三角形，且第一矢量K1、第二矢量K2以及第三矢量K3之间的夹角互为60度，也即该矢量三角形为等边三角形。该设计可以保证光线在从所述耦出区120耦出时的出射角度与光线经所述耦入区110耦入时的入射角度一致，利于扩展导光器件的视场角。
需要说明的是，当基本耦出单元设置为两个或者更多个时，所述耦入光栅与每个所述基本耦出单元的光栅矢量之和应当为零。
本申请实施例的导光器件，光线可以先射入所述第一子耦出光栅121再射入所述第二子耦出光栅122，或者先射入第二子耦出光栅122再射入第一子耦出光栅121，上述两种情形下闭合关系需要一致。如果耦入光栅111、及第一子耦出光栅121和第二子耦出光栅122的矢量夹角为非60°会导致前述两种情况下形成的闭合三角形不一致，导致扩瞳耦出光线的角度会入射角度形成较大差异，导致用户无法看到完整的图像。
在本申请实施例的导光器件中，所述耦入光栅111、所述第一子耦出光栅121及第二子耦出光栅122的周期相同。
在所述波导基底100上分别设置有耦入区110及耦出区120，其中，所述耦入区110设有耦入光栅，所述耦出区120设置有一个基本耦出单元，所述基本耦出单元包括第一子耦出光栅121及第二子耦出光栅122。所述耦入光栅111、所述第一子耦出光栅121及第二子耦出光栅122构成闭合矢量夹角都为60°的等边三角形，且三者的周期相同，从而保证光线在从所述耦出区120耦出时的出射角度与光线经所述耦入区110耦入时的入射角度一致。
可选的是，所述耦入光栅111、所述第一子耦出光栅121及第二子耦出光栅122的周期范围为200nm～600nm。
上述周期范围的一维光栅可应用于大多数的衍射光波导器件。当然，本领域技术人员也可以根据实际需要调整各区域光栅的周期。
可选的是，所述耦入光栅111、所述第一子耦出光栅121及第二子耦出光栅122均为一维光栅，所述一维光栅包括浮雕光栅、全息光栅及光子晶体光栅中的任一种。
其中，全息光栅为采用全息照相技术制作的光栅。光全息技术，主要是利用光相干迭加原理，简单讲就是通过对复数项(时间项)的调整，使两束光波列的峰值迭加，峰谷迭加，达到相干场具有较高的对比度的技术。采用全息光栅加工制得的耦入光栅和/或耦出光栅在进行光线衍射时不会产生鬼光，产生的杂散光小，得到的图形光分辨率较高。
光子晶体光栅是由周期性排列的不同折射率的介质制造的规则光学结构。这种材料因为具有光子带隙而能够阻断特定频率的光子，从而影响光子的运动。采用光子晶体加工制得的耦入光栅和/或耦出光栅可以实现对光线的波长进行选择，提高光栅衍射效果。
上述的光栅均为衍射光栅，可根据需要选择合适类型的衍射光栅应用在导光器件的耦入区和/或耦出区，本申请中对此不做具体限制。也就是说，本申请的方案对于耦入光栅和耦出光栅的具体类型可以不做限定，适用范围较广。
在本申请的一些示例中，参见图6，所述基本耦出单元设置为多个，多个所述基本耦出单元在所述波导基底100的至少一个表面上排列成矩阵。
参见图6，每个基本耦出单元包括并排设置的第一子耦出光栅121及第二子耦出光栅122，多个基本耦出单元沿图6示出的水平方向及垂直方向形成矩形阵列排布。其中，在水平方向上，任意相邻的两个光栅分别为第一子耦出光栅121及第二子耦出光栅122，同样的，在垂直方向上，任意相邻的两个光栅也分别为第一子耦出光栅121及第二子耦出光栅122。也就是说，在所述耦出区120，任意相邻的两个子耦出单元分别为所述第一子耦出光栅121和第二子耦出光栅122，都可以形成一个基本耦出单元。
请继续参见图6，光线入射至所述导光器件内的传播路径如下：
所述光线经所述耦入区110射入所述波导基底100中产生朝向所述基本耦出单元传播的第一衍射光001；
所述第一衍射光001第一次遇到的是所述第一子耦出光栅121时产生向一侧传播第二衍射光002，部分所述第二衍射光002在遇到相邻的所述第二子耦出光栅122时产生耦出光011并出射，另一部分所述第二衍射光002继续传播且当再次遇到所述第一子耦出光栅121时产生第三衍射光003，所述第三衍射光003与所述第一衍射光001衍射方向相同；
所述第一衍射光001继续传播的光线传输至所述第二子耦出光栅122，产生向一侧传播第四衍射光004，所述第四衍射光在射入与之相邻的所述第一子耦出光栅121时产生耦出光011并出射；
最终在光线可以铺满整个所述耦出区120。
本申请实施例还提供了一种可穿戴设备。所述可穿戴设备包括如上所述的导光器件及光机；其中，所述光机用以将光线或者图像射入所述导光器件中。
所述可穿戴设备还包括壳体，所述导光器件及光机设于所述壳体内。
所述头戴显示设备例如为AR设备。所述AR设备包括AR智能眼镜或者AR智能头盔等，本申请中对此不做限制。
本申请实施例的可穿戴设备的具体实施方式可以参照上述的导光器件的实施例，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。
Claims (12)
1.一种导光器件，其特征在于，包括波导基底(100)以及设置于所述波导基底(100)上的耦入区(110)和耦出区(120)；
所述耦出区(120)设有至少两个设定形状的基本耦出单元，各所述基本耦出单元包括第一子耦出光栅(121)及第二子耦出光栅(122)；
所述第一子耦出光栅(121)的光栅矢量为第一矢量K1，所述第二子耦出光栅(122)的光栅矢量为第二矢量K2，所述第一矢量K1与所述第二矢量K2之间形成预定夹角；经所述耦入区(110)射入所述波导基底(100)中的光线在所述波导基底(100)内全反射传播至所述基本耦出单元，所述基本耦出单元将所述光线向不同的两个维度方向扩瞳能够用以将所述光线铺满整个所述耦出区(120)。
2.根据权利要求1所述的导光器件，其特征在于，所述第一矢量K1与所述第二矢量K2之间形成60度夹角。
3.根据权利要求1所述的导光器件，其特征在于，在所述基本耦出单元内：所述第一子耦出光栅(121)与所述第二子耦出光栅(122)位于所述波导基底(100)的同一表面上且二者呈相邻设置。
4.根据权利要求1所述的导光器件，其特征在于，在所述基本耦出单元内：所述第一子耦出光栅(121)与所述第二子耦出光栅(122)分设在所述波导基底(100)的两个表面上，并在投影方向上呈至少部分重叠设置。
5.根据权利要求1所述的导光器件，其特征在于，在所述基本耦出单元内：所述第一子耦出光栅(121)的第一矢量K1与所述第二子耦出光栅(122)的第二矢量K2形成镜像对称结构。
6.根据权利要求1所述的导光器件，其特征在于，所述耦入区(110)设置有耦入光栅(111)，所述耦入光栅(111)包括一维光栅，所述耦入光栅(111)的光栅矢量为第三矢量K3；
所述第一矢量K1、所述第二矢量K2及所述第三矢量K3之间的夹角互为60度，所述第一矢量K1、所述第二矢量K2及所述第三矢量K3能够形成闭合的等边三角形。
7.根据权利要求6所述的导光器件，其特征在于，所述耦入光栅(111)、所述第一子耦出光栅(121)及第二子耦出光栅(122)的周期相同。
8.根据权利要求6所述的导光器件，其特征在于，所述耦入光栅(111)、所述第一子耦出光栅(121)及第二子耦出光栅(122)的周期范围为200nm～600nm。
9.根据权利要求6所述的导光器件，其特征在于，所述耦入光栅(111)、所述第一子耦出光栅(121)及第二子耦出光栅(122)均为一维光栅，所述一维光栅包括浮雕光栅、全息光栅及光子晶体光栅中的任一种。
10.根据权利要求1所述的导光器件，其特征在于，所述基本耦出单元设置为多个，多个所述基本耦出单元在所述波导基底(100)的至少一个表面上排列成矩阵。
11.根据权利要求10所述的导光器件，其特征在于，所述光线经所述耦入区(110)射入所述波导基底(100)中产生朝向所述基本耦出单元传播的第一衍射光(001)；
当所述第一衍射光(001)第一次遇到的是所述第一子耦出光栅(121)时产生向一侧传播第二衍射光(002)，部分所述第二衍射光(002)在遇到相邻的所述第二子耦出光栅(122)时产生耦出光(011)并出射，另一部分所述第二衍射光(002)继续传播且当再次遇到所述第一子耦出光栅(121)时产生第三衍射光(003)，所述第三衍射光(003)与所述第一衍射光(001)衍射方向相同；
所述第一衍射光(001)继续传播的光线传输至所述第二子耦出光栅(122)，产生向一侧传播第四衍射光(004)，所述第四衍射光在射入相邻的所述第一子耦出光栅(121)时产生耦出光(011)并出射。
12.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：
如权利要求1-11中任一项所述的导光器件；以及
光机，所述光机用以将光线或者图像射入所述导光器件中。
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Legal Events
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