一种新型波导镜片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型波导镜片，包括波导衬底、设置在所述波导衬底上的功能区域，所述波导衬底各侧的侧面均设有具有吸收和反射可见光的优化层。通过上述结构，有效地避免外界环境光从侧面透过玻璃进入波导内部，以及避免波导内光线反射到侧壁后再次折返，误入衍射区域，降低了光线干扰的效率，从而提高了显示效果。示效果。示效果。

【技术实现步骤摘要】
一种新型波导镜片


[0001]本技术涉及AR显示
，特别是涉及一种新型波导镜片。

技术介绍

[0002]AR(Augmented Reality，增强现实技术)，是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的新技术，即将计算机系统提供的信息或图像与现实世界信息进行叠加呈现给使用者，从而提升使用者对现实世界的感知能力。观察者在观看外界真实物体的同时，叠加在真实环境中的图像或者数据等信息也可被观看，因此被广泛应用于各个领域，尤其在军事领域及消费领域。
[0003]增强现实近眼显示关键技术主要包括光学显示技术与微屏幕显示技术，光学显示技术是决定显示硬件体积与显示效果的最大因素，因此如何平衡FOV、轻薄度、量产性、显示质量等指标参数是首要考虑的前提问题。增强现实光学显示技术发展至今，主要方案大致分为共轴侧视棱镜方案、阵列式半透膜波导方案、自由曲面方案、全息光栅波导方案等,不同方案所具备的显示性能不同。采用波导衬底方案是目前可以兼顾体积、轻薄与FOV的优选方案，但由于其采用高透玻璃材质和波导衬底的衍射特性，较容易存在杂光干扰，影响显示质量。
[0004]如图1所示，入射光线经功能区域，产生衍射光线，在满足全反射的情况下，光线沿波导衬底内部不停全反射传导至波导衬底侧面，若波导衬底侧面外部环境为空气，这部分全反射光线会经侧面全反射，从而在波导衬底内返回传导，若返回光线经过功能区域，则会产生反射式衍射，这部分光线为干扰光线，会降低显示质量。
[0005]如图2所示，外部环境光来自四面八方，部分光线可经波导衬底侧面折射进入波导衬底内，且满足全反射角度的光线会在波导衬底内部全反射传导，若传导光线经过功能区域，则会产生反射式衍射，这部分光线为干扰光线，会降低显示质量。
[0006]前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于提供一种降低光线干扰效率的新型波导镜片。
[0008]本技术提供一种新型波导镜片，包括波导衬底、设置在所述波导衬底上的功能区域，所述波导衬底各侧的侧面均设有具有吸收和反射可见光的优化层。
[0009]在其中一实施例中，所述优化层采用镀膜的方式设置在所述侧面，且所述优化层覆盖整个所述侧面。
[0010]在其中一实施例中，所述优化层包括N个金属层和N
‑
1个介质层，N不小于2，其中，所述金属层与所述介质层呈三明治设置，且所述优化层的第一层和最后一层均为金属层。
[0011]在其中一实施例中，N个所述金属层的材质相同或不同，N
‑
1个所述介质层的材质相同或不同。
[0012]在其中一实施例中，所述金属层的材质为镍或铬或锗，所述介质层的材质为二氧
化硅或二氧化钛或四氮化三硅。
[0013]在其中一实施例中，所述优化层依次包括第一金属层、第一介质层、第二金属层、第二介质层和第三金属层，其中，所述第一金属层与所述侧面接触。
[0014]在其中一实施例中，所述第一金属层的厚度为1nm
‑
20nm，所述第一介质层的厚度为10nm
‑
100nm，所述第二金属层的厚度为1nm
‑
20nm，所述第二介质层的厚度为10nm
‑
50nm，所述第三金属层的厚度为1nm
‑
30nm。
[0015]在其中一实施例中，所述功能区域包括耦入区域和耦出区域，所述耦入区域和所述耦出区域蚀刻于所述波导衬底，且与所述波导衬底一体，或者，所述耦入区域和所述耦出区域设置于所述波导衬底表面。
[0016]在其中一实施例中，所述耦入区域设有多个第一微纳结构，所述耦出区域设有多个第二微纳结构，所述第一微纳结构和所述第二微纳结构相同或不同。
[0017]在其中一实施例中，所述第一微纳结构和第二微纳结构为一维光栅结构或二维光栅结构，多个所述第一微纳结构呈阵列或按一定周期排布，多个所述第二微纳结构呈阵列或按一定周期排布。
[0018]本技术提供的新型波导镜片，通过在所述波导衬底各侧的侧面均设有具有吸收和反射可见光的优化层，有效地避免外界环境光从侧面透过进入波导衬底内部，以及避免波导衬底内光线反射到侧壁后再次折返，误入衍射区域，降低了光线干扰的效率，从而提高了显示效果。
附图说明
[0019]图1为现有波导衬底内部干扰光的光线传导示意图；
[0020]图2为现有波导衬底外部环境干扰光的光线传导示意图；
[0021]图3为本技术实施例新型波导镜片的结构示意图；
[0022]图4为图3另一视角的结构示意图；
[0023]图5为本技术实施例波导衬底内部的光线传导示意图；
[0024]图6为本技术实施例波导衬底外部的光线传导示意图；
[0025]图7为本技术实施例第一实验外部光线经优化层入射波导衬底1的光谱特性图；
[0026]图8为本技术实施例第一实验外部光线以0
°‑
70
°
入射角经优化层入射波导衬底的透射光谱特性图；
[0027]图9为本技术实施例第一实验内部光线入射至优化层后的光谱特性；
[0028]图10为本技术实施例第一实验内部光线以0
°‑
70
°
入射角入射至优化层后的反射光谱特性图；
[0029]图11为本技术实施例第二实验外部光线经优化层入射波导衬底的光谱特性图；
[0030]图12为本技术实施例第二实验内部光线入射至优化层后的光谱特性图；
[0031]图13为本技术实施例第三实验外部光线经优化层入射波导衬底的光谱特性图；
[0032]图14为本技术实施例第三实验内部光线入射至优化层后的光谱特性图；
[0033]图15为本技术实施例第四实验外部光线经优化层入射波导衬底的光谱特性图；
[0034]图16为本技术实施例第四实验内部光线入射至优化层后的光谱特性图；
[0035]图17为本技术实施例第五实验外部光线经优化层入射波导衬底的光谱特性图；
[0036]图18为本技术实施例第五实验内部光线入射至优化层后的光谱特性图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
[0038]请参图3和图4，本技术实施例中提供的新型波导镜片，包括波导衬底1、设置在波导衬底1的功能区域2，所述波导衬底1各侧的侧面均设有具有吸收和反射可见光的优化层3。
[0039]波导衬底1呈方形，其材质为可见光高透过率的材料；波导衬底1的折射率为1.5。波导衬底1内部具备全反射特性。
[0040]功能区域2包括耦入区域21和耦出区域22。耦入区域21和耦出区域22设置于波导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型波导镜片，其特征在于，包括波导衬底、设置在所述波导衬底上的功能区域，所述波导衬底各侧的侧面均设有具有吸收和反射可见光的优化层，所述优化层包括N个金属层和N
‑
1个介质层，N不小于2，其中，所述金属层与所述介质层呈三明治设置，且所述优化层的第一层和最后一层均为金属层。2.如权利要求1所述的新型波导镜片，其特征在于，所述优化层采用镀膜的方式设置在所述侧面，且所述优化层覆盖整个所述侧面。3.如权利要求1所述的新型波导镜片，其特征在于，N个所述金属层的材质相同或不同，N
‑
1个所述介质层的材质相同或不同。4.如权利要求1所述的新型波导镜片，其特征在于，所述金属层的材质为镍或铬或锗，所述介质层的材质为二氧化硅或二氧化钛或四氮化三硅。5.如权利要求1所述的新型波导镜片，其特征在于，所述优化层依次包括第一金属层、第一介质层、第二金属层、第二介质层和第三金属层，其中，所述第一金属层与所述侧面接触。6.如权利要求5所述的新型波导镜片，其特征在于，所述第一金...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗明辉，乔文，罗鸣琪，李玲，陈林森，
申请(专利权)人：苏州苏大维格科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：