一种波导器件和AR显示设备制造技术

本发明专利技术公开了波导器件，包括波导单元，耦入光栅，屈光耦出元件，以及屈光透镜；其中，波导单元和屈光耦出元件共同嵌入屈光透镜内部设置，且和屈光透镜的光轴垂直；屈光透镜为具有屈光度的透光镜片；屈光耦出元件上不同位置对波导单元中的投影光线的偏折方向各不相同，用于和屈光透镜靠近人眼的一侧共同将波导单元中的投影光线转换汇聚光线或扩散光线，使得投影光线在预定位置成像。本申请中波导单元和屈光耦出元件共同嵌入屈光透镜中，在实现中对输入视力不正常的佩戴者眼中画面进行屈光度调节的基础上，减小AR显示设备空间体积，并减小光能损耗。本申请还提供了一种AR显示设备，具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种波导器件和AR显示设备
本专利技术涉及AR显示
，特别是涉及一种波导器件和AR显示设备。
技术介绍
随着AR技术的迅速发展，AR眼镜等增强现实显示设备被广泛的应用到各行各业。但是传统的AR显示设备其工作原理是基于人眼的视力为正常视力的基础上进行设计的，人眼接收到的投影光线一般为平行光。但是在现实使用AR显示设备的群体中，近视眼群体所占比例相对较大，并且还有可能会越来越大。如果存在视力近视的用户佩戴该AR显示设备，就需要同时佩戴自己的近视眼镜，为用户使用AR显示设备带来不便，降低用户的使用体验。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种波导器件和AR显示设备，能够在一定程度上调整输出光线的成像位置，进而满足视力不正常的用户的佩戴需求，并在此基础上，避免波导器件甚至AR显示设备的体积过大的问题，有利于AR显示设备的小型化。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种波导器件，包括：波导单元；贴合所述波导单元的端部设置，用于将投影光线耦入所述波导元件的耦入光栅；贴合所述波导单元设置，用于将所述波导元件中的投影光线耦出的屈光耦出元件；以及屈光透镜；其中，所述波导单元和所述屈光耦出元件共同嵌入所述屈光透镜内部设置，且和所述屈光透镜的光轴垂直；所述屈光透镜为具有屈光度的透光镜片；所述屈光耦出元件上不同位置对所述波导单元中的投影光线的偏折方向各不相同，用于和所述屈光透镜靠近人眼的一侧共同将所述波导单元中的投影光线转换汇聚光线或扩散光线，使得所述投影光线在预定位置成像。在一种可选地实施例中，所述屈光耦出元件为HOE反射光栅或HOE透射光栅。在一种可选地实施例中，所述屈光耦出元件包括耦出光栅和带有光焦度的HOE透镜。在一种可选地实施例中，所述屈光透镜为塑料透光镜片。在一种可选地实施例中，所述屈光透镜为凸透镜或凹透镜。在一种可选地实施例中，所述耦入光栅为透射光栅，所述耦入光栅未嵌入所述屈光透镜内。在一种可选地实施例中，所述耦入光栅为反射光栅，所述波导元件设置所述耦入光栅的端部未嵌入所述屈光透镜内。本申请还提供了一种AR显示设备，其特征在于，包括如上任一项所述的波导器件，以及投影光机；所述投影光机用于向所述波导器件投射投影光线；所述波导器件用于通过耦入光线将所述投影光线耦入波导单元，并通过所述屈光耦出元件对所述投影光线耦出。本专利技术所提供的波导器件，包括波导单元；贴合波导单元的端部设置，用于将投影光线耦入波导元件的耦入光栅；贴合波导单元设置，用于将波导元件中的投影光线的屈光耦出元件；以及屈光透镜；其中，波导单元和屈光耦出元件共同嵌入屈光透镜内部设置，且和屈光透镜的光轴垂直；屈光透镜为具有屈光度的透光镜片；屈光耦出元件上不同位置对波导单元中的投影光线的偏折方向各不相同，用于和屈光透镜靠近人眼的一侧共同将波导单元中的投影光线转换汇聚光线或扩散光线，使得投影光线在预定位置成像。本申请中的波导器件中在波导单元上贴合设置有屈光耦出元件，该屈光耦出元件能够将在波导单元内的投影光线耦出并对耦出的投影光线的屈光度进行调节，使得投影光线在预定位置成像；同时还设置有屈光透镜，能够对环境中的光线成像屈光度进行调节，也在一定程度上对环境光线的成像位置进行调节。通过屈光耦出元件和屈光透镜之间的配合作用，即可使得经过该波导器件输出的投影光线和环境光线均具有一定的屈光度，能够满足视力不正常的佩戴者观看。进一步地，该波导单元和屈光耦出元件整体是共同嵌入屈光透镜内部设置，避免屈光透镜和波导单元之间存在缝隙的问题，既能够减小波导器件所占的空间体积，又能够减小光线经过波导器件需要经过的介质层数量，减小光能损耗，将该波导器件应用于AR显示设备中，能够减小AR显示设备的体积，并提高输出光线的亮度。本申请还提供了一种AR显示设备，具有上述有益效果。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的波导器件的光路结构示意图；图2为本申请实施例提供的波导器件的另一光路结构示意图；图3为本申请实施例提供的波导器件的另一光路结构示意图；图4为本申请实施例提供的波导器件的另一光路结构示意图。具体实施方式在波导器件中，波导单元一般为平板状结构。在常规的波导单元中，波导单元的端部贴合设置有将投影光线耦入波导单元的耦入波导元件，并使得投影光线在波导单元内发生全反射，在波导单元的一侧表面设置有将投影光线平行耦出的耦出元件。对于输出投影光线为平行光的波导单元而言，其投影光线的成像位置在无穷远处，适合视力正常的用户观看。但是对于近视或者远视的用户而言，则只能够观察到模糊的画面。为了便于近视或远视等视力不正常的用户也能够直接观看投影光线显示的图像，可以将该波导单元配合对用户视力进行校正的屈光透镜使用，该屈光透镜一般为凸透镜或凹透镜，显然该屈光透镜和波导单元的外表面一个是曲面一个是凹面，使得二者之间并不能够直接贴合连接，必然到这二者之间留有间隙。而目前的AR显示设备要求越来越小型化的发展，在波导单元的基础上增加屈光透镜本身就会增加波导器件的整体体积，且屈光透镜和波导单元之间还留有间隙更进一步地增加了波导器件整体体积，不利于AR显示设备的小型化。为此，本申请中提供了一种能够实现对投影光线的屈光度进行调节，又能够在一定程度上减小波导以及AR显示设备的空间结构的技术方案。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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例，都属于本专利技术保护的范围。如图1至图4所示，图1至图4为本申请实施例提供的波导器件的四种不同光路结构示意图，该波导器件可以包括：波导单元1；贴合波导单元1的端部设置，用于将投影光线耦入波导元件1的耦入光栅2；贴合波导单元1设置，用于将波导元件1中的投影光线的屈光耦出元件3；以及屈光透镜4；其中，波导单元1和屈光耦出元件3共同嵌入屈光透镜4内部设置，且和屈光透镜4的光轴垂直；屈光透镜4为具有屈光度的透光镜片；屈光耦出元件3上不同位置对波导单元1中的投影光线的偏折方向各不相同，用于和屈光透镜4靠近人眼的一侧共同将波导单元1中的投影光线转换汇聚光线或扩散光线，使得投影光线在预定位置成像。如图1至图4所示，投影光机5从屈光透镜4的端部入射至波导单元1中，并基于耦入光栅2对光线的偏折效果使得在波导单元1内传输的投影光线的反射角满足全反射条件，也即是投影光线在波导单元1的内部全反射传输。另外，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波导器件，其特征在于，包括：/n波导单元；贴合所述波导单元的端部设置，用于将投影光线耦入所述波导元件的耦入光栅；贴合所述波导单元设置，用于将所述波导元件中的投影光线耦出的屈光耦出元件；以及屈光透镜；/n其中，所述波导单元和所述屈光耦出元件共同嵌入所述屈光透镜内部设置，且和所述屈光透镜的光轴垂直；所述屈光透镜为具有屈光度的透光镜片；/n所述屈光耦出元件上不同位置对所述波导单元中的投影光线的偏折方向各不相同，用于和所述屈光透镜靠近人眼的一侧共同将所述波导单元中的投影光线转换汇聚光线或扩散光线，使得所述投影光线在预定位置成像。/n

【技术特征摘要】
1.一种波导器件，其特征在于，包括：
波导单元；贴合所述波导单元的端部设置，用于将投影光线耦入所述波导元件的耦入光栅；贴合所述波导单元设置，用于将所述波导元件中的投影光线耦出的屈光耦出元件；以及屈光透镜；
其中，所述波导单元和所述屈光耦出元件共同嵌入所述屈光透镜内部设置，且和所述屈光透镜的光轴垂直；所述屈光透镜为具有屈光度的透光镜片；
所述屈光耦出元件上不同位置对所述波导单元中的投影光线的偏折方向各不相同，用于和所述屈光透镜靠近人眼的一侧共同将所述波导单元中的投影光线转换汇聚光线或扩散光线，使得所述投影光线在预定位置成像。


2.如权利要求1所述的波导器件，其特征在于，所述屈光耦出元件为HOE反射光栅或HOE透射光栅。


3.如权利要求1所述的波导器件，其特征在于，所述屈光耦出元件包括耦出光栅和...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁毅，魏一振，张卓鹏，
申请(专利权)人：杭州光粒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33