一种渐变折射率光波导AR眼镜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种渐变折射率光波导AR眼镜，AR眼镜包括光源、耦入光栅、渐变光波导、耦出光栅；耦入光栅与光波导的光入射一侧相接，用于将光源发射的光耦入光波导；渐变光波导设置在AR眼镜玻璃上或者眼镜玻璃夹层中，用于将耦入的光自汇聚在光出射一侧；耦出光栅与光波导的光出射一侧相接，用于将自汇聚的光耦出到人眼。实施本实用新型专利技术，在不影响光效的情况下有效缓解了现有技术中RGB分离的问题，降低了成本，避免了“彩虹效应”现象的发生。现象的发生。现象的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种渐变折射率光波导AR眼镜


[0001]本技术涉及增强现实
，特别涉及一种渐变折射率光波导AR 眼镜。

技术介绍

[0002]现有AR增强现实技术为近眼显示系统，将显示器上的像素画面，通过一系列的光学成像元件形成远处的虚像并投射到人眼中。
[0003]AR眼镜需要透视(see
‑
through)，既要看到真实的外部世界，也要看到虚拟信息，所以成像系统不能挡在视线前方。为了实现这一效果，需要多加一个或一组光学元件或设备用叠加的方式将虚拟信息图像与真实世界的场景融合为一体，即为增强现实。
[0004]现有基于RGB三色彩色显示的AR眼镜，由于来自光机的是红绿蓝(RGB) 三色，每个颜色包含不同的波长波段。当它们通过入射光栅发生衍射后，如图 (1)所示，假设我们优化的是+1级的衍射光即T+1,对于不同的波长衍射角θ +1T就会不同，即R>G>B。
[0005]由于这个角度的不同，光每完成一次全反射所经历的路程长度也会不同，红色全反射的次数少于绿色，而蓝色全反射次数最多。由于这个差异，图(1) 中的光在最终遇到出射光栅时(请看指向眼镜的箭头)，在一定大小耦出区域内， RGB耦出次数不一，且位置不同，造成在某特定位置RGB色彩比例不均匀。另外，即使同一颜色的衍射效率也会随着入射角度的不同而浮动，这就导致在整个视场角(FOV)范围内红绿蓝三色光的分布比例也会不同，即出现所谓的“彩虹效应”。
[0006]为了改善色散问题，可以如图(2)所示将红绿蓝三色分别耦合到三层波导里面，每一层的衍射光栅都只针对某一个颜色而优化，从而可以改善最终在出瞳位置的颜色均匀性，减小彩虹效应。
[0007]但是图(2)解决“彩虹效应”的效果不明显，并且光效比较差，成本也较高。

技术实现思路

[0008]由于RGB三色包含不同的波长波段，耦入波导以后，角度不同，导致在整个视场角(FOV)范围内红绿蓝三色光的分布比例也会不同，即出现所谓的“彩虹效应”，现有缓解“彩虹效应”问题的方案，效果不明显，并且光效比较差，成本也较高。
[0009]针对上述问题，提出一种渐变折射率光波导AR眼镜，通过采用单层渐变光波导，使得光在传输时，进行自汇聚，避免了不同波长光角度不同，在多次波导反射过程中各波长分离产生的RGB色彩分离的现象，在不影响光效的情况下有效缓解了现有技术中RGB分离的问题，降低了成本，避免了“彩虹效应”现象的发生。
[0010]第一方面，一种渐变折射率光波导AR眼镜，包括：
[0011]光源；
[0012]耦入光栅；
[0013]渐变光波导；
[0014]耦出光栅；
[0015]所述耦入光栅与所述光波导的光入射一侧相接，用于将光源发射的光耦入所述光波导；
[0016]所述渐变光波导设置在AR眼镜玻璃上或者眼镜玻璃夹层中，用于将耦入的光自汇聚在光出射一侧；
[0017]所述耦出光栅与所述光波导的光出射一侧相接，用于将自汇聚的光耦出到人眼。
[0018]结合本技术第一方面所述的渐变折射率光波导AR眼镜，第一种可能的方式中，所述渐变光波导包括:
[0019]渐变层；
[0020]阶跃层；
[0021]所述阶跃层与所述渐变层一体成型；
[0022]所述渐变层用于将不同角度耦入的光在阶跃层自汇聚；
[0023]所述阶跃层设置在所述光波导朝向人眼的一侧，用于将自汇聚的光产生阶跃，以进行全反射。
[0024]结合本技术第一方面第一种可能的方式，第二种可能的方式中，所述渐变层材质折射率自阶跃层径向递减。
[0025]实施本技术所述的一种渐变折射率光波导AR眼镜，通过采用单层渐变光波导，使得光在传输时，进行自汇聚，避免了不同波长光角度不同，在多次波导反射过程中各波长分离产生的RGB色彩分离的现象，在不影响光效的情况下有效缓解了现有技术中RGB分离的问题，降低了成本，避免了“彩虹效应”现象的发生。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。
[0027]图1是现有技术中光在波导中传输示意图；
[0028]图2是现有技术中光在分层波导中传输示意图；
[0029]图3是本技术中渐变折射率光波导AR眼镜光示意图；
[0030]图4是本技术中渐变折射率光波导结构示意图；
[0031]部件符号说明：10——光源、20——耦入光栅、30——渐变光波导、31——渐变层、32——阶跃层。
具体实施方式
[0032]下面将结合技术中的附图，对本技术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付出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0033]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为
了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0034]由于RGB三色包含不同的波长波段，耦入波导以后，角度不同，导致在整个视场角(FOV)范围内红绿蓝三色光的分布比例也会不同，即出现所谓的“彩虹效应”，现有缓解“彩虹效应”问题的方案，效果不明显，并且光效比较差，成本也较高。
[0035]针对上述问题，提出一种渐变折射率光波导AR眼镜。
[0036]第一方面，如图3，图3是本技术中渐变折射率光波导AR眼镜光示意图；
[0037]图4是本技术中渐变折射率光波导结构示意图；
[0038]一种渐变折射率光波导AR眼镜，包括光源10、耦入光栅20、渐变光波导 30、耦出光栅；耦入光栅20与光波导的光入射一侧相接，用于将光源10发射的光耦入光波导；渐变光波导30设置在AR眼镜玻璃上或者眼镜玻璃夹层中，用于将耦入的光10自汇聚在光出射一侧；耦出光栅与光波导的光出射一侧相接，用于将自汇聚的光10耦出到人眼。
[0039]进一步地，渐变光波导30包括渐变层31、阶跃层32；阶跃层32与渐变层 31一体成型；渐变层31用于将不同角度耦入的光在阶跃层32自汇聚；阶跃层 32设置在光波导朝向人眼的一侧，用于将自汇聚的光产生阶跃，以进行全反射。
[0040]进一步地，渐变层31材质折射率自阶跃层32径向递减。
[0041]光源10的出射光通过耦入光栅20将光耦入到渐变光波导30，渐变光波导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种渐变折射率光波导AR眼镜，其特征在于，包括：光源；耦入光栅；渐变光波导；耦出光栅；所述耦入光栅与所述光波导的光入射一侧相接，用于将光源发射的光耦入所述光波导；所述渐变光波导设置在AR眼镜玻璃上或者眼镜玻璃夹层中，用于将耦入的光自汇聚在光出射一侧；所述耦出光栅与所述光波导的光出射一侧相接，用于将自汇聚的光耦出到人眼。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高逸，阮仕叠，
申请(专利权)人：深圳格多维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：