衍射光波导、镜片和增强现实眼镜制造技术

本实用新型专利技术公开一种衍射光波导、镜片和增强现实眼镜，其中，衍射光波导包括：透光基底；以及衍射光栅，设于所述透光基底，并由高折射率材料制成，所述高折射率材料的折射率不小于2。本实用新型专利技术的技术方案能提高衍射光栅的耦合效率，并降低衍射光栅的波长敏感性和入射角度敏感性。度敏感性。度敏感性。

【技术实现步骤摘要】
衍射光波导、镜片和增强现实眼镜
[0001]本技术要求2020年8月17日申请的、申请号为202021720747.1、名称为“衍射光波导、镜片和增强现实眼镜”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在在本技术中。


[0002]本技术涉及光学器件
，特别涉及一种衍射光波导、镜片和增强现实眼镜。

技术介绍

[0003]增强现实(Augmented Reality，AR)眼镜能在其镜片上把虚拟世界叠加在现实世界并进行互动。AR眼镜的镜片可由衍射光波导制成。然而，目前衍射光波导上衍射光栅的耦合效率较低、且具有很强的波长敏感性和入射角度敏感性，难以满足AR眼镜的需求。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的是提出一种衍射光波导，旨在提高衍射光栅的耦合效率，并降低衍射光栅的波长敏感性和入射角度敏感性。
[0005]为实现上述目的，本技术提出的衍射光波导包括：
[0006]透光基底；以及
[0007]衍射光栅，设于所述透光基底，并由高折射率材料制成，所述高折射率材料的折射率不小于2。
[0008]可选地，所述高折射率材料采用硬质电介质材料。
[0009]可选地，所述高折射率材料包括氮化硅或二氧化钛。
[0010]可选地，所述高折射率材料的折射率不大于3。
[0011]可选地，所述衍射光栅由对沉积形成在所述透光基底上的高折射率材料薄膜进行光刻成型。
[0012]可选地，所述衍射光栅设置为垂直光栅或倾斜光栅。
[0013]可选地，所述透光基底的材质采用玻璃材质。
[0014]本技术还提出一种镜片，包括衍射光波导，所述衍射光波导包括透光基底和衍射光栅，所述衍射光栅设于所述透光基底，并由高折射率材料制成，所述高折射率材料的折射率不小于2。
[0015]可选地，所述衍射光波导的透光基底上间隔地设置有两个所述衍射光栅，该两个衍射光栅分别作为耦入光栅和耦出光栅。
[0016]本技术还提出一种增强现实眼镜，包括镜片，所述镜片包括衍射光波导，所述衍射光波导包括透光基底和衍射光栅，所述衍射光栅设于所述透光基底，并由高折射率材料制成，所述高折射率材料的折射率不小于2。
[0017]本技术技术方案所提供的衍射光波导，其衍射光栅由折射率不小于2的高折
射率材料制成，能使得整个衍射光栅与周围空气都形成大的折射率差，从而提高衍射光栅的耦合效率，并降低衍射光栅的波长敏感性和入射角度敏感性，进而能够通过一层衍射光波导耦入红绿蓝三色的大入射角范围的光，从而提升产品的生产良率，并减小产品成本。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，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示出的结构获得其他的附图。
[0019]图1为本技术衍射光波导一实施例的结构示意图；
[0020]图2为对比例的衍射光波导的一阶衍射效率图；
[0021]图3为本技术衍射光波导一实施例的一阶衍射效率图；
[0022]图4为本技术衍射光波导另一实施例的结构示意图。
[0023]附图标号说明：
[0024][0025][0026]本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，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作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。
[0028]需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0029]另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
[0030]本技术提出一种衍射光波导。
[0031]参照图1，在本技术一实施例中，该衍射光波导包括：
[0032]透光基底10；以及
[0033]衍射光栅20，设于透光基底10，并由高折射率材料制成，所述高折射率材料的折射率不小于2。
[0034]本实施例中，该衍射光波导通常可被制成AR眼镜的镜片，该镜片上的耦入光栅和耦出光栅均可设置成所述衍射光栅20，也即，透光基底10通常呈片状设置，且在其一外表面上间隔地设置有两个所述衍射光栅20，该两个衍射光栅20均由折射率不小于2的高折射率材料制成。不失一般性，AR眼镜通常还包括光机，光机朝向其中一个作为耦入光栅的所述衍射光栅20设置，并向耦入光栅发射图像光，图像光在耦入光栅处发生衍射并耦合进入透光基底10，之后在透光基底10内表面的全反射下传播至另一个作为耦出光栅的所述衍射光栅20处，并在耦出光栅处再次发生衍射而从透光基底10传播出来，继而进入人眼，以使得人眼能看到光机所发出的图像光所对应的图像。
[0035]本实施例中，可选地，透光基底10的材质采用玻璃材质，玻璃材质的折射率较高，有利于实现内部光线的全反射，从而有利于将自耦入光栅进入的光搬运至耦出光栅。然本设计不限于此，于其他实施例中，透光基底10的材质还可采用其他折射率较高且在可见光波段透明的透光材质。
[0036]本技术技术方案所提供的衍射光波导，其衍射光栅20由折射率不小于2的高折射率材料制成，能使得整个衍射光栅20与周围空气都形成大的折射率差，从而提高衍射光栅20的耦合效率，并降低衍射光栅20的波长敏感性和入射角度敏感性，进而能够通过一层衍射光波导耦入红绿蓝三色的大入射角范围的光，从而提升产品的生产良率，并减小产品成本。
[0037]参照图2和图3，图2为对比例的衍射光波导的一阶衍射效率图，图3为本技术衍射光波导一实施例的一阶衍射效率图，二者均为相同周期下的二元矩形光栅。在对比例的衍射光波导中，其衍射光栅的折射率n1为1.7，透光基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种衍射光波导，其特征在于，包括：透光基底；以及衍射光栅，设于所述透光基底，并由高折射率材料制成，所述高折射率材料的折射率不小于2。2.如权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述高折射率材料采用硬质电介质材料。3.如权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述高折射率材料包括氮化硅或二氧化钛。4.如权利要求3所述的衍射光波导，其特征在于，所述高折射率材料的折射率不大于3。5.如权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述衍射光栅由对沉积形成在所述透光基底上的高折射率材...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琨，饶轶，赵东峰，程鑫，杜凯凯，赵恩，杨镇源，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：新型
国别省市：