CN119200075A - 衍射波导模组及近眼显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种衍射波导模组，其包括光波导层及光栅结构，所述光波导层包括第一光波导层及第二光波导层，所述第一光波导层与所述第二光波导层间隔层叠，所述第一光波导层包括面朝所述第二光波导层的第一表面，所述第二光波导层包括面朝所述第一光波导层的第二表面；所述光栅结构包括第一光栅结构及第二光栅结构，所述第一光栅结构设于所述第一表面，所述第二光栅结构设于所述第二表面。本申请的衍射波导模组的光栅结构设于第一光波导层与第二光波导层之间，避免光栅结构被碰撞到而损坏；且节省了制成本、减薄了衍射波导模组的厚度及减轻了衍射波导模组的重量。本申请的还提供设有所述衍射波导模组的近眼显示设备。

Description

衍射波导模组及近眼显示设备

技术领域

本申请涉及衍射光学器件技术领域，具体涉及一种衍射波导模组及设有所述衍射波导模组的近眼显示设备。

背景技术

随着技术的发展，增强现实(Augmented Reality，AR)显示装置，比如AR眼镜，既能看到外部真实的世界也需要看到虚拟的图像。近眼显示设备通常包括衍射波导模组及微型投影机，所述衍射波导模组能将所述微型投影机投射的光传导至用户眼前方，以在用户的眼前方实像之上叠加一个虚像，也就是具有增强现实的功能。现有的AR光波导一般以表面浮雕光栅为技术基础的衍射光波导来实现的，也就是衍射波导模组通常包括光波导层及设置于所述波导上的表面浮雕光栅，其中一部分表面浮雕光栅在光波导层上形成耦入光栅，另一部分表面浮雕光栅在光波导层上形成耦出光栅，微型投影机产生的显示图像的光线通过所述耦入光栅进入所述光波导层，经所述光波导层的传导，再经过所述耦出光栅耦出而出射至用户眼中。由于表面浮雕光栅是较为脆弱的微纳结构，因此，需要在所述表面浮雕光栅上增加一层透光的盖板，以对表面浮雕光栅进行保护，所述盖板与所述光波导层一般通过框胶粘合在一起形成所述衍射波导模组，所述衍射波导模组能满足正常的增强现实显示装置的要求，且可靠性较佳。

然而，现有的衍射波导模组不仅包括光波导层，还包括盖板，使得衍射波导模组的厚度较厚、重量较重，特别是增强现实显示装置采用双层的光波导层加盖板的情况下，此时的衍射波导模组包括两层光波导层和至少一盖板，使得所述衍射波导模组的厚度较厚且重量较重。

发明内容

本申请第一方面提供了一种衍射波导模组，所述衍射波导模组包括：

光波导层，所述光波导层包括第一光波导层及第二光波导层，所述第一光波导层与所述第二光波导层间隔层叠，所述第一光波导层包括面朝所述第二光波导层的第一表面，所述第二光波导层包括面朝所述第一光波导层的第二表面；以及

光栅结构，所述光栅结构包括第一光栅结构及第二光栅结构，所述第一光栅结构设于所述第一表面，所述第二光栅结构设于所述第二表面。

本申请第二方面还提供了一种近眼显示设备，所述近眼显示设备包括如第一方面所述的衍射波导模组及图像源，所述衍射波导模组包括光波导层及光栅结构，所述光波导层包括第一光波导层及第二光波导层，所述第一光波导层与所述第二光波导层间隔层叠，所述第一光波导层包括面朝所述第二光波导层的第一表面，所述第二光波导层包括面朝所述第一光波导层的第二表面；所述光栅结构包括第一光栅结构及第二光栅结构，所述第一光栅结构设于所述第一表面，所述第二光栅结构设于所述第二表面；所述图像源位于第一光波导层背离第二光波导层的一侧。

本申请的光栅结构的第一光栅结构及第二光栅结构分别设置于第一光波导层面朝第二光波导层的第一表面及第二光波导层面朝第一光波导层的第二表面，也就是第一光栅结构和第二光栅结构分别位于第一光波导层及第二光波导层的内表面，能避免第一光栅结构和第二光栅结构被碰撞而损坏，且衍射波导模组省略了盖板，节省了制成本、减薄了衍射波导模组的厚度及减轻了衍射波导模组的重量。

附图说明

图1是本申请其中一实施例提供的衍射波导模组的结构示意图。

图2是设有反射光栅的反射光波导件的光线传播示意图。

图3是设有透射光栅的透射光波导件的光线传播示意图。

图4是设有反射光栅的双层反射光波导件的光线传播示意图。

图5是设有透射光栅的双层透射光波导件的光线传播示意图。

图6是图1中的衍射波导模组的光线传播示意图。

图7是图1中的衍射波导模组运用于其中一实施方式提供的近眼显示设备的示意图。

图8是图1中的衍射波导模组运用于另一实施方式提供的近眼显示设备的示意图。

图9是图1中的衍射波导模组运用于又一实施方式提供的近眼显示设备的示意图。

图10是图1中的衍射波导模组运用于又一实施方式提供的近眼显示设备的示意图。

图11是本申请另一实施例提供的衍射波导模组的结构示意图。

图12是图11中的衍射波导模组的光线传播示意图。

主要标号说明：

100、衍射波导模组；20、第一光波导层；22、第一表面；25、第一光栅结构；252、第一耦入区域；254、第一耦出区域；26、反射膜；300、第一近眼显示设备；30、反射光波导件；32、图像源；34、光波导层；36、反射光栅；362、第三耦入区域；364、第三耦出区域；40、第二光波导层；42、第二表面；45、第二光栅结构；452、第二耦入区域；454、第二耦出区域；500、第二近眼显示设备；50、透射光波导件；56、透射光栅；562、第四耦入区域；564、第四耦出区域；600、第三近眼显示设备；700、第四近眼显示设备；800、第五近眼显示设备；810、佩戴框；812、佩戴架；814、视窗区；900、第六近眼显示设备。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着，结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请中出现的术语“第一”、“第二”仅仅用于描述的目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本申请其中一实施例提供了一种衍射波导模组100可以用于近眼显示设备，该近眼显示设备可以是但不限于AR眼镜等设备。下面对所述衍射波导模组100进行详细介绍。衍射波导模组100包括光波导层及光栅结构，所述光波导层包括第一光波导层20及第二光波导层40，第一光波导层20与第二光波导层40间隔层叠，第一光波导层20包括面朝第二光波导层40的第一表面22，第二光波导层40包括面朝第一光波导层20的第二表面42；所述光栅结构包括第一光栅结构25及第二光栅结构45，第一光栅结构25设于第一表面22，第二光栅结构45设于第二表面42。可选地，第一光栅结构25正对第二光栅结构45，第一光栅结构25和第二光栅结构45位于第一光波导层20与第二光波导层40之间，也就是第一光栅结构25和第二光栅结构45分别位于第一光波导层20和第二光波导层40的内表面。

可选地，所述光栅结构包括多个光栅单元，多个所述光栅单元具有在第一方向上的第一周期和在与所述第一方向不同的第二方向上的第二周期。具体地，所述第一周期包括第一方向及沿第一方向延伸的第一模长，所述第二周期包括第二方向及沿所述第二方向延伸的第二模长；通过调节光栅结构的第一方向的指向及第一模长的大小，和/或第二方向的指向及第二模长的大小。光栅单元可以为但不限于椭圆柱形结构、圆锥形结构、棱锥形结构、类棱台结构和圆台形结构中一种或组合。光栅单元还可以为不规则形状或向个不规则形状的组合；因此，光栅单元的形状可以根据所需的衍射能量分布进行设计。

本申请的衍射波导模组100的第一光波导层20面朝第二光波导层40的表面设有第一光栅结构25，第二光波导层40面朝第一光波导层20的表面设有第二光栅结构45，因此，本申请的衍射波导模组100的光栅结构位于第一光波导层20与第二光波导层40之间，第一光栅结构25与第二光栅结构45相对设置，第一光栅结构25及第二光栅结构45向内部摆放，不易被碰撞到，也就是衍射波导模组100的光栅结构无需另外增加盖板进行保护，也就是实现无盖板也能对第一光栅结构25和第二光栅结构45进行保护；相较于现有技术中的衍射波导模组，本申请的衍射波导模组100省略了盖板，不仅节省了制成本、减薄了衍射波导模组100的厚度、减轻了衍射波导模组100的重量。

可选地，第一光栅结构25包括第一耦入区域252及第一耦出区域254，第二光栅结构45包括第二耦入区域452及第二耦出区域454，第一耦入区域252和第二耦入区域452位于衍射波导模组100的一侧，第一耦出区域254和第二耦出区域454位于衍射波导模组100的另一侧。具体地，第一耦入区域252设于第一光波导层20的第一表面22的一侧，第一耦出区域254设于第一光波导层20的第一表面22的相对另一侧；第二耦入区域452设于第二光波导层40的第二表面42的一侧，第二耦出区域454设于第二光波导层40的第二表面42的相对另一侧；第一耦出区域254和第二耦入区域452同侧，第一耦出区域254和第二耦出区域454同侧。具体地，第一光波导层20的第一表面22上的多个光栅单元可以排列组成第一耦入区域252和第一耦出区域254，第一耦入区域252用于将光线耦入第一光波导层20，第一耦出区域254用于接收经由第一光波导层20全反射后的光线，并将光线经第一耦出区域254耦出第一光波导层20；第二光波导层40的第二表面42上的多个光栅单元可以排列组成第二耦入区域452和第二耦出区域454，第二耦入区域452用于将光线耦入第二光波导层40，第二耦出区域454用于接收经由第二光波导层40全反射后的光线，并将光线经第二耦出区域454耦出第二光波导层40。

使用衍射波导模组100时，图像源产生的显示图像的光线分别通过第一耦入区域252及第二耦入区域452分别进入第一光波导层20及第二光波导层40，经第一光波导层20全反射后射至第一耦出区域254，以及经第二光波导层40全反射至第二耦出区域454，再经过第一耦出区域254及第二耦出区域454的耦出而出射至用户的眼中。

所谓光波导层是引导光波在其中传播的介质装置，光波导层也称为光光波导层、介质光光波导层或光波导层片。所述光光波导层通常包括两大类：一类是集成光光波导层，包括平面(薄膜)介质光光波导层和条形介质光光波导层，它们通常都是光电集成器件(或系统)中的一部分，所以叫作集成光光波导层；另一类是圆柱形光光波导层，通常称为光纤(光学纤维)。通常情况下，所述光波导层由光透明介质(如石英玻璃)构成的传输光线(光频电磁波)的导行结构。光线在所述光波导层内传输时，会在所述光波导层内发生全反射，使得光线被限制在所述光波导层内传播。所述光波导层作为目前增强现实AR眼镜的主要技术方案，所述光波导层可以将微型投影机投射的光传导到眼镜前方，在用户的眼前方实像之上叠加一个虚像，即具有增强现实的功能。

可选地，所述光波导层为透光材料，所述光波导层可以是但不限于玻璃、树脂等。具体地，第一光波导层20及第二光波导层40分别可以是但不限于玻璃、树脂等。可选地，树脂材料可以是但不限于紫外光固化树脂材料或热固化树脂材料等，可以通过紫外光固化或者加热固化所述光波导层上成型所述光栅结构。

所谓全反射指光在传输的过程中无损失无泄漏，需要进行“全反射”，使光在光波导层中通过波形状来回反射前进而并不会透射出来。全反射需要满足两个条件：(1)传输介质即光波导层需要具备比周围介质高的折射率；(2)光进入光波导层的入射角需要大于临界角。

所谓耦入区域之上具有衍射光栅，也就是耦入区域之上具有表面浮雕光栅，所谓耦出区域之上具有衍射光栅，也就是耦出区域之上具有表面浮雕光栅；光线从图像源如投影光机中出射，经过所述耦入区域耦入，经光波导层内发生全反射传导至所述耦出区域出射，以形成影像。

表面上设有衍射光栅的光波导层一般分为反射阵列光波导和衍射光波导，所述衍射光波导又可以细分为表面浮雕光栅和体全息光栅。所述表面浮雕光栅(即衍射光栅)是目前较为流行的技术方案，即耦入区域和耦出区域形貌为表面浮雕光栅，表面浮雕光栅具有光衍射功能。可选地，目前表面浮雕光栅可以通过纳米压印技术制造，具体地，预先制作模具，然后模具在涂布有压印胶的膜层上压印(类似于盖章)，也就是可以将结构转移到压印胶上形成表面浮雕光栅。可选地，表面浮雕光栅也可以为纳米压印形成的微纳结构，表面浮雕光栅也可以刻蚀基材形成的微纳结构。

所谓增强现实(AR)是指，近眼显示设备中的图像源产生的要显示图像的光线过耦入光栅进入光波导层，再经过耦出光栅耦出而出射至人眼；外部环境光线(比如，户外太阳光、室内照明灯产生的光线)也可以透过所述耦入光栅射入人眼，因此，用户可观看到图像源中的图像及外部环境中的图像，由此实现虚实结合的增强现实功能。

如图2所示，图2是设有反射光栅36的反射光波导件30的第一近眼显示设备300的光线传播示意图。第一近眼显示设备300包括反射光波导件30及图像源32，反射光波导件30包括光波导层34及反射光栅36，图像源32是产生原始图像的设备，图像源32可以是但不限于微型投影机、Micro-LED显示屏等，图像源32设于光波导层34的一侧，反射光栅36设于光波导层34背离图像源32的表面；反射光栅36包括第三耦入区域362及第三耦出区域364，第三耦入区域362正对图像源32，第三耦出区域364正对用户的眼睛37。

使用第一近眼显示设备300时，图像源32产生的显示图像的光线通过第三耦入区域362进入光波导层34，经光波导层34全反射后射至第三耦出区域364，再经过第三耦出区域364的耦出而出射至用户的眼中。

可选地，第一近眼显示设备300还包括盖板，该盖板覆盖于反射光栅36，也就是该盖板覆盖于光波导层34设有反射光栅36的侧面，该盖板用于保护反射光栅36。

如图3所示，图3是设有透射光栅56的透射光波导件50的第二近眼显示设备500的光线传播示意图。第二近眼显示设备500包括透射光波导件50及图像源32，透射光波导件50包括光波导层34及透射光栅56，图像源32设于光波导层34的一侧，透射光栅56设于光波导层34面朝图像源32的表面；透射光栅56包括第四耦入区域562及第四耦出区域564，第四耦入区域562正对图像源32，第四耦出区域564正对用户的眼睛37。

使用第二近眼显示设备500时，图像源32产生的显示图像的光线通过第四耦入区域562进入光波导层34，经光波导层34全反射后射至第四耦出区域564，再经过第四耦出区域564的耦出而出射至用户的眼中。

可选地，第二近眼显示设备500还包括盖板，该盖板覆盖于透射光栅56，也就是该盖板覆盖于光波导层34设有透射光栅56的侧面，该盖板用于保护透射光栅56。

如图4所示，图4是设有反射光栅36的双层反射光波导件30的光线传播示意图。第三近眼显示设备600包括两个反射光波导件30及图像源32，两个反射光波导件30相互间隔层叠，反射光波导件30包括光波导层34及反射光栅36，图像源32位于光波导层34背离反射光栅36的一侧，反射光栅36设于光波导层34背离图像源32的表面；反射光栅36包括第三耦入区域362及第三耦出区域364，第三耦入区域362正对图像源32，第三耦出区域364正对用户的眼睛37。

使用第三近眼显示设备600时，图像源32产生的显示图像的光线分别通过两个第三耦入区域362进入两个光波导层34，经两个光波导层34全反射后射至两个第三耦出区域364，再经过两个第三耦出区域364的耦出而出射至用户的眼睛37中。

可选地，第三近眼显示设备600还包括盖板，该盖板覆盖于远离图像源32的反射光栅36，也就是该盖板覆盖于远离图像源32的光波导层34的反射光栅36，该盖板用于保护反射光栅36。

如图5所示，图5是设有透射光栅56的双层透射光波导件50的第四近眼显示设备700的光线传播示意图。第四近眼显示设备700包括两个透射光波导件50及图像源32，两个透射光波导件50相互间隔层叠，透射光波导件50包括光波导层34及透射光栅56，图像源32位于光波导层34面朝透射光栅56的一侧，透射光栅56设于光波导层34面朝图像源32的表面；透射光栅56包括第四耦入区域562及第四耦出区域564，第四耦入区域562正对图像源32，第四耦出区域564正对用户的眼睛37。

使用第四近眼显示设备700时，图像源32产生的显示图像的光线分别通过两个第四耦出区域564进入两个光波导层34，经两个光波导层34全反射后射至两个第四耦出区域564，再经过两个第四耦出区域564的耦出而出射至用户的眼睛37中。

可选地，第四近眼显示设备700还包括盖板，该盖板覆盖于靠近图像源32的透射光栅56，也就是该盖板覆盖于靠近图像源32的光波导层34的透射光栅56，该盖板用于保护透射光栅56。

请一并参阅图1及图6所示，本申请提供第五近眼显示设备800还包括图像源32，该图像源32位于第一光波导层20背离第二光波导层40的一侧，图像源32正对第一耦入区域252及第二耦出区域454。使用第五近眼显示设备800时，图像源32产生的显示图像的光线分别通过第一耦入区域252及第二耦入区域452进入第一光波导层20及第二光波导层40，分别经第一光波导层20全反射后射至第一耦出区域254及经第二光波导层40全反射至第二耦出区域454，再经过第一耦出区域254及第二耦出区域454的耦出而出射至用户的眼中。

可选地，第一光栅结构25为反射光栅，第二光栅结构45为透射光栅。具体地，所述反射光栅在第一表面22正对图像源32处形成第一耦入区域252，所述反射光栅在第一表面22远离图像源32的一侧形成第一耦出区域254；所述透射光栅在第二表面42正对图像源32处形成第二耦入区域452，所述透射光栅在第二表面42远离图像源32的一侧形成第二耦出区域454。

可选地，第一光波导层20与第二光波导层40之间具有空气间隔。

可选地，第一耦入区域252及第二耦入区域452均可以为但不限于闪耀光栅、直齿光栅或斜齿光栅；第一耦出区域254及第二耦出区域454均可以为但不限闪耀光栅、直齿光栅或斜齿光栅。

可选地，光栅结构的周期范围为200nm-600nm。优选地，光栅结构的周期值为300nm、360nm或400nm；该光栅结构的占空比范围为0.01-0.99，优选地，光栅结构的占空比为0.4、0.5或0.6。具体地，第一光栅结构25的周期范围为200nm-600nm，优选地，第一光栅结构25的周期值为300nm、360nm或400nm；第一光栅结构25的占空比范围为0.01-0.99，优选地，第一光栅结构25的占空比为0.4、0.5或0.6。第二光栅结构45的周期范围为200nm-600nm，优选地，第二光栅结构45的周期值为300nm、360nm或400nm；第二光栅结构45的占空比范围为0.01-0.99，优选地，第二光栅结构45的占空比为0.4、0.5或0.6。

可选地，光栅结构的深度范围为10nm-300nm。优选地，光栅结构的深度为50nm、80nm或100nm。具体地，第一光栅结构25的深度范围为10nm-300nm，优选地，第一光栅结构25的深度为50nm、80nm或100nm；第二光栅结构45的深度范围为10nm-300nm，优选地，第二光栅结构45的深度为50nm、80nm或100nm。

请一并参阅图6及图7，图7是本申请的衍射波导模组100运用于其中一实施方式提供的近眼显示设备800a的示意图。近眼显示设备800a包括如前面实施例提供的衍射波导模组100。

具体地，近眼显示设备800a还包括佩戴框810及佩戴架812。佩戴框810具有间隔设置的两个视窗区814，两个视窗区814中的至少一个视窗区814设置有如前面所述的衍射波导模组100。也就是至少一个视窗区814设有第一光波导层20及其上的第一耦入区域252及第一耦出区域254和第二光波导40及其上的第二耦入区域452及第二耦出区域454，所述一个视窗区814可使人眼看到虚拟影像，第一耦入区域252及第二耦入区域452本身又可以透过环境光线，从而使得一个视窗区814可实现增强现实的效果。在本实施方式的示意图中，以两个视窗区814均设置有衍射波导模组100为例进行示意，每一第一耦入区域252及第二耦入区域452位于对应的第一光栅结构25及第二光栅结构45的一侧。

请一并参阅图6及图8，图8为本申请又一实施方式提供的近眼显示设备800b的示意图。近眼显示设备800b包括佩戴框810、佩戴架812、图像源32及衍射波导模组100，佩戴架812与佩戴框810相连。图像源32设置于第一光波导层20及第二光波导层40的一侧，用于根据所要显示的图像产生光线。图像源32靠近第一耦入区域252及第二耦入区域452，图像源32用于将光线按照预设规律投入第一耦入区域252及第二耦入区域452。具体地，图像源32设置于佩戴框810连接佩戴架812的连接处。每一第一耦入区域252及第二耦入区域452位于对应的第一光栅结构25及第二光栅结构45的一侧，即侧投模式；优选地，第一耦入区域252及第二耦入区域452位于对应的第一耦出区域254及第二耦出区域454一侧的中部。

具体而言，近眼显示设备800b为AR眼镜，佩戴架812也称为眼镜腿。

当所述近眼显示设备为AR眼镜时，为了将第一光波导层20、第一耦入区域252、第一耦出区域254及第二光波导层40、第二耦入区域452及第二耦出区域454构成的光波导层结构尽量贴合眼镜的形态，可将第一耦入区域252及第二耦入区域452设置于靠近佩戴框810连接佩戴架812的连接处。采用侧投的布局形式，以及将图像源32放置在佩戴框810连接佩戴架812的连接处，将第一耦入区域252及第二耦入区域452布局在视窗区814靠近图像源32的一侧。当所述近眼显示设备具有两个视窗区814时，两个衍射波导模组100分别位于两个视窗区814，两个第一耦入区域252及第二耦入区域452分别位于两个视窗区814相对的两侧。当所述AR眼镜被佩戴时，两个第一耦入区域252及第二耦入区域452分配位于人眼相对的两侧，两个第一耦出区域254及第二耦出区域454分别正对用户的双眼。

请一并参阅图6及图9，图9是本申请又一实施方式提供的近眼显示设备800c的示意图。本实施方式的近眼显示设备800c的结构与上述近眼显示设备800的结构相似，不同之处在于：每一个视窗区814内的第一耦入区域252及第二耦入区域452位于第一耦出区域254及第二耦出区域454的顶侧，即第一耦入区域252及第二耦入区域452采用顶投模式进行布局；优选地，第一耦入区域252及第二耦入区域452位于第一耦出区域254及第二耦出区域454顶侧的中部。

请一并参阅图6及图10，图10是本申请又一实施方式提供的近眼显示设备800d的示意图。本实施方式的近眼显示设备800d的结构与上述近眼显示设备800c的结构相似，不同之处在于：近眼显示设备800d的两个图像源32分别设置于佩戴框810连接佩戴架812的连接处，两个图像源32用于将光线投入相邻的第一耦入区域252及第二耦入区域452。

在其他实施例中，所述近眼显示设备还包括摄像头、环境传感器、处理器及电池。图像源32、所述摄像头、环境传感器均与所述处理器电连接，用于在所述处理器的控制下工作。所述摄像头用于采集视频数据，所述环境传感器用于检测周围环境。所述电池用于为图像源32、所述摄像头、所述环境传感器及所述处理器供电。

请参阅图11，本申请另一实施例提供的衍射波导模组100a的结构与上述实施例提供的衍射波导模组100的结构相似，不同之处在于：衍射波导模组100a是将衍射波导模组100中的第二光波导层40更换成第一光波导层20，并增加反射膜26；也就是衍射波导模组100a包括间隔层叠的两个第一光波导层20，其中一第一光波导层20面朝另一第一光波导层20的表面设有第一光栅结构25，另一第一光波导层20面朝所述其中一第一光波导层20的表面设有第一光栅结构25；两个第一光栅结构25设置于两个第一光波导层20的内表面，能防止第一光栅结构25被碰撞而损坏。第一光栅结构25包括位于第一光波导层20一侧的第一耦入区域252及位于第一光波导层20相对另一侧的第一耦出区域254，两个第一耦入区域252位于第一光波导层20的同一侧，两个第一耦出区域254位于第一光波导层20的同另一侧。衍射波导模组100a还包括反射膜26，反射膜26层叠于光波导层背离光栅结构的表面；具体地，反射膜26层叠于其中一第一光波导层20背离第一光栅结构25的表面。可选地，反射膜26正对第一耦入区域252。

可选地，反射膜26可以采用但不限于金属反射膜层或镀膜层，所述金属反射膜层包括但不限于铝、银等金属反射膜；所述镀膜层包括但不限于二氧化硅膜(SiO2)、二氧化铪膜(HfO2)等介质膜。

本申请衍射波导模组100a的两个第一光栅结构25分别设置于两个第一光波导层20的内表面，能避免第一光栅结构25被碰撞而损坏；且相较于现有技相，本申请的衍射波导模组100a省略了盖板，不仅节省了制成本、减薄了衍射波导模组100a的厚度、减轻了衍射波导模组100a的重量。

请参阅图12，本申请还提供一种设有上述衍射波导模组100a的第六近眼显示设备900，第六近眼显示设备900还包括设置于衍射波导模组100a背离反射膜26一侧的图像源32。可选地，图像源32的出光口正对第一耦入区域252。

使用第六近眼显示设备900时，图像源32产生的显示图像的光线分别通过两个第一耦入区域252进入两个第一光波导层20，经两个第一光波导层20全反射后射至两个第二耦出区域254，再经过两个第二耦出区域254的耦出而出射至用户的眼睛37中。

本文中应用了具体个例对本申请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申请的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种衍射波导模组，其特征在于，所述衍射波导模组包括：

光波导层，所述光波导层包括第一光波导层及第二光波导层，所述第一光波导层与所述第二光波导层间隔层叠，所述第一光波导层包括面朝所述第二光波导层的第一表面，所述第二光波导层包括面朝所述第一光波导层的第二表面；以及

光栅结构，所述光栅结构包括第一光栅结构及第二光栅结构，所述第一光栅结构设于所述第一表面，所述第二光栅结构设于所述第二表面。

2.如权利要求1所述的衍射波导模组，其特征在于，所述第一光栅结构包括第一耦入区域及第一耦出区域，所述第二光栅结构包括第二耦入区域及第二耦出区域，所述第一耦入区域和所述第二耦入区域位于所述衍射波导模组的一侧，所述第一耦出区域和所述第二耦出区域位于所述衍射波导模组的另一侧。

3.如权利要求2所述的衍射波导模组，其特征在于，所述第一耦入区域及所述第二耦入区域均为闪耀光栅、直齿光栅或斜齿光栅；所述第一耦出区域及所述第二耦出区域均为闪耀光栅、直齿光栅或斜齿光栅。

4.如权利要求1所述的衍射波导模组，其特征在于，所述第一光栅结构为反射光栅，所述第二光栅结构为透射光栅。

5.如权利要求1所述的衍射波导模组，其特征在于，所述第一光栅结构及所述第二光栅结构均为反射光栅，所述衍射波导模组还包括反射膜，所述反射膜层叠于所述光波导层背离所述光栅结构的表面。

6.如权利要求5所述的衍射波导模组，其特征在于，所述反射膜采用金属反射膜层，或者所述反射膜采用镀膜层。

7.如权利要求1所述的衍射波导模组，其特征在于，所述第一光波导层与所述第二光波导层之间具有空气间隔。

8.如权利要求1所述的衍射波导模组，其特征在于，所述光栅结构的周期范围为200nm-600nm，所述光栅结构的占空比范围为0.01-0.99。

9.如权利要求1所述的衍射波导模组，其特征在于，所述光栅结构的深度范围为10nm-300nm。

10.一种近眼显示设备，包括如权利要求1-9任意一项所述的衍射波导模组及图像源，所述图像源位于第一光波导层背离第二光波导层的一侧。