[實用新型]一種可用于增強現實眼鏡的金屬鍵合體光柵

有效

• 申請號: 201920433358.1
• 申請日: 2019-03-30
• 公開（公告）號: CN209590318U
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 杜亮;周知星;張韋韙
• 申請（專利權）人: 深圳惠牛科技有限公司
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B27/01
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 譚雪婷;謝亮

本實用新型公開一種可用于增強現實眼鏡的金屬鍵合體光柵，包括：若干層疊設置的金屬光柵單元，所述金屬光柵單元包括：襯底、設于所述襯底至少一面的光柵、設于至少一所述光柵表面的金屬層，每兩個相鄰的所述金屬光柵單元的所述金屬層相對設置，相對設置的兩所述金屬層之間形成金屬鍵合層，相對設置的兩所述金屬層由不同周期的金屬材料制成。本實用新型的金屬鍵合體光柵所使用的襯底兩面能夠同時參與成像過程，結構緊湊，作為AR鏡片組件，減小了鏡片體積和重量；金屬鍵合體光柵，采用金屬鍵合粘合的方式，粘合牢固耐用，易于長期和在苛刻環境下使用；可隨意增加或減少金屬光柵單元的數量來滿足不同的產品需求，適應性強。

技術領域

本實用新型涉及增強現實技術領域，尤其涉及一種可用于增強現實眼鏡的金屬鍵合體光柵。

背景技術

基于增強現實技術(Augmented Reality)的智能眼鏡作為可穿戴智能設備，近年來備受關注。AR眼鏡通過顯示與真實世界匹配的虛擬信息，來增強用戶對世界的感知。而其中，AR鏡片作為光學顯示元件是關鍵的技術點。光柵與光波導的組合結構是受推崇的AR鏡片光學顯示方案。

目前適于批量復制生產的光柵波導結構為表面浮雕光柵與玻璃光波導的組合結構，Dispelix和微軟等公司在開發此方案。此光學顯示方案的原理：單色圖像源光線經準直透鏡后變成平行光到達第一個光柵(耦合輸入光柵)，由光柵的衍射效應使平行光改變傳輸方向，因滿足全反射條件，光線沿著光柵的襯底，即光波導傳輸，當平行光傳輸到第二個光柵(耦合輸出光柵)時，耦合輸出光柵對分散的光線重新組合，使其按照耦合輸入的方向重新輸出到光波導外。以上單色成像AR鏡片包括耦入光柵，耦出光柵，及襯底光波導三部分。耦出和耦入光柵的光柵周期常數一樣。一般用微納加工工藝制備，如光刻，離子束刻蝕。為了達到多色顯示的目的，一般采用多個光柵波導結構疊加的方式。常見方案為兩到三層光柵波導結構粘合疊加的方式。一般采用光學膠水或雙面膠粘合。如微軟的HoloLens。

作為頭戴顯示設備的元件，對普通消費者及使用環境苛刻的場景，如消防，安防，軍事領域，通常要求AR鏡片具有重量輕，體積小，耐用的特點。目前常見的AR鏡片采用多層光柵波導結構，這樣的多層粘合結構導致鏡片厚，重量大。從加工的角度看，多個波導用光學膠水或雙面膠粘合導致鏡片不牢固，不適于長時間和在使用環境條件苛刻的場景使用。

因此，現有技術存在不足，需要改進。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種可用于增強現實眼鏡的金屬鍵合體光柵。

本實用新型的技術方案如下：提供一種可用于增強現實眼鏡的金屬鍵合體光柵，包括：若干層疊設置的金屬光柵單元，所述金屬光柵單元包括：襯底、設于所述襯底至少一面的光柵、設于至少一所述光柵表面的金屬層，每兩個相鄰的所述金屬光柵單元的所述金屬層相對設置，相對設置的兩所述金屬層之間形成金屬鍵合層，相對設置的兩所述金屬層由不同周期的金屬材料制成。

進一步地，所述光柵的形狀為矩形、或平行四邊形、或階梯型。

進一步地，所述金屬層相對設置的兩所述光柵具有光柵常數范圍內的錯位。

進一步地，所述光柵的周期為500-900nm，所述光柵的槽深≤500nm。

進一步地，所述金屬鍵合層的厚度為10-30nm。

進一步地，所述金屬層的材料為Pt、或Ti、或Cr。

進一步地，所述襯底為平板光波導，所述襯底為光學石英玻璃，所述光學石英玻璃的型號為JGS、或BK7。

進一步地，所述金屬光柵單元的數量為兩個，兩個所述金屬光柵單元均一面設有所述光柵，且兩所述光柵上均設有所述金屬層，兩所述金屬層相對設置，兩所述光柵的形狀均為矩形。