光波导装置和AR显示设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种光波导装置，包括光线耦入单元以及多个波导单元；多个波导单元沿光线耦入单元的出射光路依次排布设置；其中，每个波导单元用于反射投影光束的表面设置有多个离散分布的反射元件；且波导单元距离光线耦入单元的距离越远，对应表面的各个反射元件的总面积在波导单元表面占面积比例越大，以使各个波导单元对投影光束的反射率达到目标反射率；本申请仅仅在光波导单元表面设置多个均匀分布的小面积的反射元件；且距离光线耦入单元越远，反射元件的面积占比越大，使得光波导单元在保证投影光束耦出均匀性的基础上，简化了光波导装置的制备过程，降低了装置成本。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】
光波导装置和AR显示设备
本技术涉及光学
，特别是涉及一种光波导装置和AR显示设备。
技术介绍
增强现实技术(AugmentedReality，简称AR)，是指将虚拟的图像叠加到真实的场景上的一种技术，目前国内外人士都在关注和研究，并且已有相应的产品出现。增强现实显示装置将计算机产生的虚拟图像和现实场景相结合而想用户显示，使得用户可以接收到虚拟信息的同时也能观察到现实场景，从而达到超越现实的感官体验，因此该技术被应用到各行各业，正成为人们的研究热点。目前实现AR的技术有很多种，一般来说要想实现大的视场角AR眼镜，会采用几何阵列光波导。为了使在波导传输的图像光线能够均匀入射到人眼，需要对每个光波导单元上的介质膜进行单独设计，使得每个光波导单元镀上具有不同反射率的介质膜。这种光波导单元给光波导单元的生产加工带来不便，也大大提高了生产成本。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种光波导装置和AR显示设备，解决了各个波导单元反射率不同，导致波导单元生产成本高的问题。为解决上述技术问题，本技术提供一种光波导装置，包括光线耦入单元以及多个波导单元；多个所述波导单元沿所述光线耦入单元的出射光路依次排布设置；每个所述波导单元用于反射投影光束的表面设置有离散分布的多个反射元件；且所述波导单元距离所述光线耦入单元的距离越远，对应表面的各个所述反射元件的总面积在所述波导单元表面占面积比例越大，以使各个所述波导单元对所述投影光束的反射率达到目标反射率。在本申请的一种可选地实施例中，各个所述波导单元表面的多个反射元件均匀分布。在本申请的一种可选地实施例中，所述波导单元上的反射元件为圆形反射元件、椭圆形反射元件、正方形反射元件以及正多边形反射元件中的任意一种或多种膜层。在本申请的一种可选地实施例中，所述波导单元上各个点阵分布的反射元件的直径不大于4mm。在本申请的一种可选地实施例中，所述反射元件为金属膜或反射光栅。在本申请的一种可选地实施例中，每个所述波导单元上的反射元件呈阵列分布。在本申请的一种可选地实施例中，所述反射元件为利用不同的掩膜板分别在各个波导单元表面形成的膜层；其中，所述掩膜板上设置有根据每个所述波导单元的目标反射率设定的均匀分布的开口通孔。在本申请的一种可选地实施例中，每个所述波导单元用于反射由所述光线耦入单元传导的投影光束的表面，还设置有增透介质膜，所述反射元件均匀设置在所述增透介质膜表面。本申请还提供了一种AR显示设备，包括如上任一项所述的光波导装置，以及用于向所述光波导装置中的光线耦入单元的入射面发出投影光束的投影设备。本专利技术所提供的光波导装置，包括光线耦入单元以及多个波导单元；多个波导单元沿光线耦入单元的出射光路依次排布设置；每个波导单元用于反射投影光束的表面设置有离散分布的多个反射元件；波导单元距离光线耦入单元的距离越远，对应表面的各个反射元件的总面积在波导单元表面占面积比例越大，以使各个波导单元对投影光束的反射率达到目标反射率；本实施例中在对各个光波导单元表面设置反射元件时，相对于现有技术中直接在光波导单元的整个表面设置反射元件的方式而言，本申请仅仅在波导单元表面设置多个小面积的反射元件，且多个反射元件在光波导单元表面离散分布；此外，各个光波导单元中，距离光线耦入单元越远，则光波导单元表面的反射元件占据的面积比就越大。由此可见，本申请中各个波导单元上的反射元件的反射率大小可以完全相同，在实际形成反射元件时，也并不需要将针对每个波导单元形成一种反射率的反射元件，仅仅只需要控制反射元件不同的占面积比，即可使得各个光波导单元的反射率按照投影均匀性的需求而各不相同，使得光波导单元在保证投影光束耦出均匀性的基础上，简化了光波导装置的制备过程，降低了装置成本。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光波导装置的结构示意图；图2为本申请实施例提供的波导单元上的反射元件的排布示意图；图3为本申请实施例提供的波导装置的另一立体结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。如图1至图3所示，图1为本申请实施例提供的光波导装置的俯视示意图，图2为本申请实施例提供的波导装置的立体结构示意图；图3为本申请实施例提供的波导装置的另一立体结构示意图；该光波导装置可以包括：光线耦入单元1以及多个波导单元2；多个波导单元2沿光线耦入单1的出射光路依次排布设置；具体地，在实际应用过程中投影设备先向光线耦入单元1投射投影光束，投影光束在光线耦入单元1传导，并出射至距离光线耦入单元1最近的第一个波导单元2，第一个波导单元对入射过来的投影光束部分反射至人眼中，部分透射入射至距离第一个波导单元2最近的第二个波导单元2，第二个波导单元2也同样对入射过来的投影光束部分反射至人眼部分透射至第三个波导单元2，以此类推，各个波导单元2依次对投影光束部分反射部分透射，人眼通过各个波导单元2反射的光线，观看到投影画面。如图1和图2所示，光线耦入单元1和各个波导单元2之间以及相邻的波导单元2可以是依次胶合连接，形成一个整体的板状导光元件，光线耦入元件1和波导单元2具有相同的折射率。在光线耦入单元1和波导单元2之间的反光界面3上设置有面积相对较小的反射元件4，该反射元件4可以对入射的光束进行反射；同理，波导单元2之间的交界界面也同样设置有反射元件4。如图3所示，在实际应用过程中光线耦入单元1和波导单元2以及各个波导单元2之间也可以不进行胶合，而是彼此之间留有一定的间隙，也即是沿垂直于入射人眼的光束方向拉开一定距离，而光线耦入单元1和波导单元2正对的表面、相邻波导单元2相对的表面相互平行。基于图1可知，要使得人眼观看到的投影画面明暗更为均匀，就需要要求各个波导单元2反射到人眼中的反射光线能量大致相同，因此，也就要求各个波导单元2和光线耦入单元1的距离由近至远的各个波导单元2对光束的反射率就需要逐个增大；而反光表面3也即是波导单元2接收投影光束入射的表面。在常规的光波导装置中，需要为每个波导单元的反光表面设置覆盖整个表面的反射元件，且各个波导单元的反射元件的反射率各不相同，使得各个波导单元的反射率达到投影画面明暗的要求。但是这种设置方式导致反射元件的设计过于复杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光波导装置，其特征在于，包括光线耦入单元以及多个波导单元；多个所述波导单元沿所述光线耦入单元的出射光路依次排布设置；/n每个所述波导单元用于反射投影光束的表面设置有离散分布的多个反射元件；且所述波导单元距离所述光线耦入单元的距离越远，对应表面的各个所述反射元件的总面积在所述波导单元表面占面积比例越大，以使各个所述波导单元对所述投影光束的反射率达到目标反射率。/n

【技术特征摘要】
1.一种光波导装置，其特征在于，包括光线耦入单元以及多个波导单元；多个所述波导单元沿所述光线耦入单元的出射光路依次排布设置；
每个所述波导单元用于反射投影光束的表面设置有离散分布的多个反射元件；且所述波导单元距离所述光线耦入单元的距离越远，对应表面的各个所述反射元件的总面积在所述波导单元表面占面积比例越大，以使各个所述波导单元对所述投影光束的反射率达到目标反射率。


2.如权利要求1所述的光波导装置，其特征在于，各个所述波导单元表面的多个所述反射元件均匀分布。


3.如权利要求1所述的光波导装置，其特征在于，所述波导单元上的所述反射元件为圆形反射元件、椭圆形反射元件以及正多边形反射元件中的任意一种或多种膜层。


4.如权利要求3所述的光波导装置，其特征在于，所述波导单元上各个所述反射元件的直径不大于4mm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张卓鹏，丁毅，魏一振，杨培培，
申请(专利权)人：杭州光粒科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33