一种复合光学穿戴显示波导器件制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种复合光学穿戴显示波导器件，该复合光学穿戴显示波导器件包括：波导衬底和出光口；波导衬底由凝固的光学胶体构成，用于对耦合进入的光线进行全反射传播；出光口设置于波导衬底上的第一预设位置，用于耦合输出波导衬底内全反射传播的光线。由于光学胶体本身具有较高的抗震能力和防爆能力，本发明专利技术实施例中的波导衬底由凝固的光学胶体构成，并且牢牢包裹住出光口，使复合光学穿戴显示波导器件具有较高的抗震能力和防爆能力。

【技术实现步骤摘要】
一种复合光学穿戴显示波导器件
本专利技术涉及光学波导
，尤其涉及一种复合光学穿戴显示波导器件。
技术介绍
随着智能可穿戴设备与抬头显示的发展，光学波导器件以其重量轻、体积小、结构紧凑以及厚度薄等独特优势，成为实现增强现实技术极好的载体，得到越来越广泛的关注。光学波导器件主要由三部分构成：波导衬底、出光口和耦合面。其工作原理为：入射光经准直后到达光学波导器件的耦合面，耦合面对入射光进行反射或折射以改变入射光的传播方向，使入射光耦合进入波导衬底中，进入波导衬底的入射光在波导衬底中进行全反射传播并传输至出光口，出光口将入射光耦合传输出波导衬底，达到增强现实的效果。现有光学波导器件的制备方法通常是先将以上三个部分分别设计完成，然后再进行整体加工。现有的波导衬底、出光口和耦合面的抗震能力和防爆能力都比较低，一旦发生震动或碰撞等，很容易发生破裂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种复合光学穿戴显示波导器件，该复合光学穿戴显示波导器件具有较高的抗震能力和防爆能力。本专利技术实施例提供了一种复合光学穿戴显示波导器件，所述复合光学穿戴显示波导器件包括：波导衬底和出光口；所述波导衬底由凝固的光学胶体构成，用于对耦合进入的光线进行全反射传播；所述出光口设置于所述波导衬底上的第一预设位置，用于耦合输出所述波导衬底内全反射传播的光线。可选的，所述波导衬底包括耦合面，所述耦合面设置于所述波导衬底上的第二预设位置，用于将入射光线耦合进入到所述波导衬底。可选的，所述出光口由透镜或光栅预先单独制成。可选的，所述耦合面由透镜或光栅预先单独制成。可选的，所述出光口包括平面出光口、曲面出光口、齿形出光口或楔形出光口中的一种。可选的，所述波导衬底包括平面波导衬底或不规则形状波导衬底。可选的，所述复合光学穿戴显示波导器件通过向波导模型的中空结构中填充光学胶体制备得到，在制备过程中，所述出光口固定在所述中空结构中与所述第一预设位置对应的位置。可选的，在制备过程中，所述耦合面固定在所述中空结构中与第二预设位置对应的位置。本专利技术实施例提供了一种复合光学穿戴显示波导器件，包括波导衬底和出光口，其中，波导衬底由凝固的光学胶体构成，出光口设置于波导衬底的第一预设位置。由于光学胶体本身具有较高的抗震能力和防爆能力，本专利技术实施例中的波导衬底由凝固的光学胶体构成，并且牢牢包裹住出光口，使复合光学穿戴显示波导器件具有较高的抗震能力和防爆能力。附图说明通过阅读参照以下附图说明所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将变得更明显。图1a是本专利技术实施例一中的一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图；图1b是本专利技术实施例一中的另一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图；图2a是本专利技术实施例二中的一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图；图2b是本专利技术实施例二中的一种头戴显示应用系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例三中的一种波导模型的剖面图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1a为本专利技术实施例一提供的一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图，图1b为本专利技术实施例一提供的另一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图，参见图1a和图1b，复合光学穿戴显示波导器件100包括波导衬底110和出光口120。其中，波导衬底110由凝固的光学胶体构成，其用于对耦合进入的光线进行全反射传播；出光口120设置于波导衬底110上的第一预设位置，用于耦合输出波导衬底110内全反射传播的光线。本实施例中，复合光学穿戴显示波导器件100由波导衬底110和出光口120两部分构成，其中，波导衬底110用于对耦合进入其中的光线进行全反射传播，出光口可以破坏光线的全反射传播，通过透射等方式使光线传播出复合光学穿戴显示波导器件100，以使光线进入到观察者的视野中。出光口120与复合光学穿戴显示波导器件100中进行全反射的区域结构不同，其经过特殊设计，能够使经全反射传播的光线从该结构中部分透射出去，以达到最终成像的目的。现有的波导衬底的制备材料主要是玻璃和塑料等，本实施例中，波导衬底110的制备材料与现有的材料不同，其为凝固的光学胶体。不同于玻璃和塑料，光学胶体具有一定的缓冲能力，因此，当波导衬底110发生震动时，其具有较高的抗震能力和防爆能力。波导衬底110可以根据实际需要设置成任意形状，其包括现有的波导衬底的所有形状，例如可以是厚度均匀、外形为方形的平板，如图1a所示；也可以是上下表面均为齿状的波导衬底，如图1b所示，其中，波导衬底的上下表面分别与波导衬底的上下全反射面相对应。本实施例中，出光口120设置于波导衬底110的第一预设位置上，由凝固的光学胶体牢牢包裹住，其中，第一预设位置由待制备的复合光学穿戴显示波导器件中出光口的实际位置确定，其包括现有光学波导器件中出光口的所有固定位置，例如可以是固定在复合光学穿戴显示波导器件上表面的一侧，也可以是固定在复合光学穿戴显示波导器件下表面的一侧，还可以是固定在复合光学穿戴显示波导器件上下表面之间并且与上下表面相连的位置等。由于光学胶体的存在，使得出光口不容易从波导衬底110中滑出，也不容易发生破裂，抗震能力和防碎裂能力都较高。本实施例提供的复合光学穿戴显示波导器件，包括波导衬底和出光口，其中，波导衬底由凝固的光学胶体构成，出光口设置于波导衬底的第一预设位置。由于光学胶体本身具有较高的抗震能力和防爆能力，本实施例中的波导衬底由凝固的光学胶体构成，并且牢牢包裹住出光口，使复合光学穿戴显示波导器件具有较高的抗震能力和防爆能力。实施例二图2a为本专利技术实施例二提供的一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图，图2b为本专利技术实施例二提供的一种头戴显示应用系统的结构示意图，本实施例在实施例一的基础上进行优化，参见图2a，复合光学穿戴显示波导器件200除了可以包括波导衬底210和出光口220外，还可以包括耦合面230。其中，耦合面230设置于波导衬底210上的第二预设位置，用于将入射光线耦合进入到波导衬底210中，其中，带箭头的线表示入射光的方向，其他折线表示光线的全反射传播路径。本实施例中，复合光学穿戴显示波导器件200的耦合面230可以通过反射或折射的方式，改变入射光的传播方向，使入射光进入到复合光学穿戴显示波导器件衬底210中。在本实施例中，复合光学穿戴显示波导器件200的耦合面230可以作为波导衬底210的一部分，直接由光学胶体构成，也可以作为独立的一部分由其他材料制备而成。本实施例中，耦合面230设置于波导衬底210的第二预设位置上，由凝固的光学胶体牢牢包裹住。其中，第二预设位置异于第一预设位置，第二预设位置由待制备的复合光学穿戴显示波导器件中耦合面的实际位置确定，其包括现有光学波导器件中耦合面的所有固定位置，例如可以是固定在复合光学穿戴显示波导器件的上表面远离出光口的一侧，也可以是固定在复合光学穿戴显示波导器件的下表面远离出光口的一侧，还可以是固定在复合光学穿戴显示波导器件的侧面远离出光口的一侧等。此外，耦合面的具体形状可以根据实际需要进行设定，在此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合光学穿戴显示波导器件，其特征在于，所述复合光学穿戴显示波导器件包括：波导衬底和出光口；所述波导衬底由凝固的光学胶体构成，用于对耦合进入的光线进行全反射传播；所述出光口设置于所述波导衬底上的第一预设位置，用于耦合输出所述波导衬底内全反射传播的光线。

【技术特征摘要】
1.一种复合光学穿戴显示波导器件，其特征在于，所述复合光学穿戴显示波导器件包括：波导衬底和出光口；所述波导衬底由凝固的光学胶体构成，用于对耦合进入的光线进行全反射传播；所述出光口设置于所述波导衬底上的第一预设位置，用于耦合输出所述波导衬底内全反射传播的光线。2.根据权利要求1所述的复合光学穿戴显示波导器件，其特征在于，所述波导衬底包括耦合面，所述耦合面设置于所述波导衬底上的第二预设位置，用于将入射光线耦合进入到所述波导衬底。3.根据权利要求1所述的复合光学穿戴显示波导器件，其特征在于，所述出光口由透镜或光栅预先单独制成。4.根据权利要求2所述的复合光学穿戴显示波导器件，其特征在于，所述耦合面由透镜或光栅预先单独制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙川，李同，胡挺，张圣军，罗豪，沈春明，张庆，杜婷婷，
申请(专利权)人：上海理湃光晶技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31