光波导、光波导的制作方法以及头戴式显示装置制造方法及图纸

一种光波导、光波导的制作方法以及头戴式显示装置。光波导具有第一光学区以及第二光学区，用以传递影像光束。光波导包括板体、多个第一导光光学元件以及多个光学微结构。第一导光光学元件平行配置于板体的内部的导光平面上。导光平面位于第一光学区中，各第一导光光学元件之间存在间距。影像光束通过导光平面后分离出多个子影像光束，子影像光束的传递路径至少部分不同。光学耦出结构配置于板体内且位于第二光学区中。如此，光波导能够提高均匀的影像光束。本发明专利技术提供的头戴式显示装置能够提供具有良好品质的影像画面。本发明专利技术提供的光波导的制作方法能够制作具有用以提供均匀的影像光束的光波导。束的光波导。束的光波导。

【技术实现步骤摘要】
光波导、光波导的制作方法以及头戴式显示装置


[0001]本专利技术是有关于一种光学结构、光学结构的制作方法以及光学装置，且特别是有关于一种光波导、光波导的制作方法以及头戴式显示装置。

技术介绍

[0002]随着显示技术的进步及人们对于高科技的渴望，虚拟实境(virtual reality)与扩充实境(augmented reality)的技术已渐趋成熟，其中头戴式显示器(head mounted display,HMD)则是用以实现此技术的显示器。头戴式显示器的发展历史可以追溯到1970年代的美国军方，其利用一个光学投影系统，将显示器元件上的影像或文字信息投射到使用者的眼中。近年来，随着微型显示器中的分辨率越来越高，尺寸功耗越来越小，头戴式显示器亦发展成为一种携带式(portable)显示装置。除了在军事领域外，其他诸如工业生产、模拟训练、立体显示、医疗、运动、导航和电子游戏等相关领域，头戴式显示器的显示技术亦皆有所成长而占据了重要的地位。
[0003]现在有一种头戴式显示装置，其利用波导(waveguide)元件作为结合来自光机的影像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光波导，其特征在于，所述光波导具有第一光学区以及第二光学区，用以传递影像光束，并且包括板体、多个第一导光光学元件以及多个光学耦出结构，其中：所述板体具有入光侧，其中所述第一光学区位于所述入光侧与所述第二光学区之间；所述多个第一导光光学元件平行配置于所述板体的内部的导光平面上，其中所述导光平面位于所述第一光学区中，各所述多个第一导光光学元件之间存在间距，且所述影像光束通过所述导光平面后分离出多个子影像光束，所述多个子影像光束的传递路径至少部分不同，且在所述第一光学区中以全反射的方式被传递至所述第二光学区；以及所述多个光学耦出结构配置于所述板体内且位于所述第二光学区中。2.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述多个第一导光光学元件为部分反射层，当所述影像光束通过各所述第一导光光学元件时，部分所述影像光束穿透各所述多个第一导光光学元件而形成第一子影像光束，另一部分所述影像光束经由各所述多个第一导光光学元件反射而形成第二子影像光束，且所述第一子影像光束与所述第二子影像光束用以形成所述多个子影像光束。3.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述多个第一导光光学元件为镜面反射层，通过各所述多个第一导光光学元件的所述影像光束形成第一部分影像光束，通过相邻二所述多个第一导光光学元件之间的所述间距的所述影像光束形成第二部分影像光束，且所述第一部分影像光束与所述第二部分影像光束用以形成所述多个子影像光束。4.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，各所述多个第一导光光学元件的尺寸小于2毫米。5.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述板体具有彼此相对的第一表面与第二表面，且所述导光平面位于所述第一表面及所述第二表面之间且平行于所述第一表面与所述第二表面。6.根据权利要求5所述的光波导，其特征在于，所述多个光学耦出结构为多个光学微结构，各所述多个光学微结构分别具有光学面，所述多个光学微结构的所述多个光学面分别相对于所述导光平面倾斜，所述光波导还包括：多个第二导光光学元件，其位于所述多个光学微结构的所述多个光学面上，其中所述多个第二导光光学元件用以反射所述多个子影像光束的至少一部分，其中所述多个子影像光束的另一部分继续在所述板体中传递，各所述子影像光束的另一部分在被所述多个第二导光光学元件反射后自所述第二表面离开所述板体。7.根据权利要求6所述的光波导，其特征在于，相邻的二所述多个第二导光光学元件之间的距离小于等于4毫米。8.根据权利要求6所述的光波导，其特征在于，所述板体包括：第一结构层，其具有多个第一斜面与多个第一连接面，其中各所述多个第一连接面连接相邻的所述多个第一斜面的不同端，以形成第一锯齿状结构；以及第二结构层，其具有多个第二斜面与多个第二连接面，其中各所述多个第二连接面连接相邻的所述多个第二斜面的不同端，以形成第二锯齿状结构，且所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相对应，所述多个第二连接面与所述多个第一连接面相对应，以使所述第一锯齿状结构与所述第二锯齿状结构吻合而形成所述多个光学微结构，且所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相接触而形成所述多个光学微结构的所述多个光学面。
9.根据权利要求8所述的光波导，其特征在于，所述第一结构层还具有第一平面，所述第二结构层还具有第二平面，所述第二平面与所述第一平面相接触而形成所述导光平面。10.一种光波导的制作方法，其特征在于，所述光波导用以传递影像光束，且所述光波导的制作方法包括：提供第一结构层，其中所述第一结构层具有第一平面；提供第二结构层，其中所述第二结构层具有第二平面；在所述第一平面或所述第二平面上形成多个第一导光光学元件，其中各所述多个第一导光光学元件之间存在间距；接合所述第一结构层与所述第二结构层，以使所述第一平面与所述第二平面相接触而形成导光平面，其中通过所述导光平面上的所述影像光束被分离出多个子影像光束，所述多个子影像光束的传递路径至少部分不同，且在所述第一光学区中以全反射的方式被传递。11.根据权利要求10所述的光波导的制作方法，其特征在于，所述第一结构层具有多个第一斜面与多个第一连接面，各所述多个第一连接面连接相邻的所述多个第一斜面的不同端，以形成第一锯齿状结构，所述第二结构层具有多个第二斜面与多个第二连接面，各所述第二连接面连接相邻的所述多个第二斜面的不同端，以形成第二锯齿状结构，且所述光波导的制作方法还包括：在所述第一结构层的所述多个第一斜面或所述第二结构层的所述多个第二斜面上形成多个第二导光光学元件，其中所述多个第二导光光学元件用以使一部分的所述影像光束穿透，并反射另一部分的所述影像光束；以及使所述多个第二斜面与所述多个第一斜面相对应，所述多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：简宏达，
申请(专利权)人：中强光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：