[發明專利]控制用于AR波導組合器的光柵外耦合強度

在審

• 申請號: 201880087455.8
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN111630420A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 羅格·梅耶·蒂默曼·蒂杰森;韋恩·麥克米蘭
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

于此描述的實施方式關于增強波導區域。增強波導區域通常包括具有工作周期和折射率的多個光柵。在某些實施方式中，工作周期不同，折射率不同，或工作周期和折射率都不同。于此還描述了用于形成增強波導區域的方法。

背景

領域

本公開的實施方式一般關于增強現實波導。更具體地，于此描述的實施方式關于用于控制增強現實波導的外耦合強度的增強波導區域。

現有技術的描述

虛擬現實通常被認為是計算器生成的模擬環境，其中使用者具有明顯的物理存在。虛擬現實體驗可在3D中生成并且用頭戴式顯示器(HMD)觀看，諸如具有近眼顯示面板作為透鏡以顯示取代實際環境的虛擬現實環境的眼鏡或其他可穿戴顯示設備。

然而，增強現實能得到使用者仍然可看穿眼鏡或其他HMD裝置的顯示鏡頭以觀看周圍環境，還能夠看到為顯示而生成的虛擬對象的圖像并且顯示為環境的一部分的體驗。增強現實可包括任何類型的輸入(諸如音頻和觸覺輸入)，以及強化或增強使用者體驗的環境的虛擬圖像、圖形和視頻。作為一種新興技術，增強現實存在有許多挑戰和設計限制。

一個這樣的挑戰是顯示覆蓋在周圍環境上的虛擬圖像。增強波導組合器用以輔助重迭圖像。產生的光被內耦合到增強的波導組合器中、通過增強的波導組合器傳播、從增強的波導組合器外耦合并覆蓋在周圍環境上。使用表面浮雕光柵將光耦合到增強波導組合器中和從增強波導組合器耦合出來。可能無法充分控制外耦合的強度。

因此，本領域需要改進的是增強的波導組合器和制造方法。

發明內容

在一個實施方式中，提供了一種裝置。裝置包括：至少一個第一光柵，形成在基板上，具有第一工作周期；至少一個第二光柵，形成在基板上，與至少一個第一光柵相鄰，具有不同于第一工作周期的第二工作周期；及至少一個第三光柵，形成在基板上，與至少一個第二光柵相鄰，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。

在另一個實施方式中，提供了一種裝置。裝置包括：至少一個第一光柵，形成在基板上，具有第一折射率；至少一個第二光柵，形成在基板上，與至少一個第一光柵相鄰，具有大于第一折射率的第二折射率；及至少一個光柵的三分之一，形成在基板上，與至少一個第二光柵相鄰，具有大于第二折射率的第三折射率。

在又一個實施方式中，提供了一種方法。方法包括以下步驟：將一個或多個第一材料沉積到基板上；將一個或多個第二材料沉積到基板上；將印模壓印到一個或多個第一材料和一個或多個第二材料中；固化一個或多個第一材料和一個或多個第二材料；及釋放印模以形成一個或多個第一材料的第一光柵和一個或多個第二材料的第二光柵。第一光柵具有第一折射率和第一工作周期。第二光柵具有第二折射率和第二工作周期。第一工作周期與第二工作周期不同，第一折射率與第二折射率不同，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。

附圖說明

因此，可詳細地理解本公開的上述特征的方式，可通過參考實施方式而獲得上面簡要概述的本公開的更具體的描述，其中一些實施方式顯示在附圖中。然而，應注意附圖僅顯示了示例性實施方式，且因此不應視為限制本發明的范圍，且可允許其他等效的實施方式。

圖1是根據一個實施方式的增強波導組合器的透視前視圖。

圖2是顯示根據實施方式的用于形成增強波導區域的方法的操作的流程圖。

圖3A-圖3D是根據實施方式的制造期間的增強波導區域的示意性橫截面圖。

圖4是顯示根據另一實施方式的用于形成增強波導區域的方法的操作的流程圖。

圖5A-圖5B是根據另一實施方式的制造期間的增強波導區域的示意性橫截面圖。