近眼显示装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种近眼显示装置及其制备方法，该近眼显示装置包括光波导、光引擎和耦合座，所述耦合座通过注塑成型工艺一体成型连接于光波导的表面上，所述耦合座复用为投影镜头的镜筒，所述耦合座内设置有多个卡槽，所述光引擎的图像源模块和投影镜头的透镜组装配在卡槽中。本发明专利技术的技术方案中，光引擎与光波导由耦合座相互耦合连接，耦合连接过程中无需使用六轴调整机台调整两者的位置关系，由此可以降低装配工艺难度和成本，并且两者的相对姿态更加稳固，能够更好地限定由光引擎发出的投影光线进入到光波导的入射角度和入射位置，使用过程中不易发生变化，有利于保持高品质的显示图像。图像。图像。

【技术实现步骤摘要】
近眼显示装置及其制备方法


[0001]本专利技术属于光学显示
，具体涉及一种近眼显示装置及其制备方法。

技术介绍

[0002]增强现实(Augmentedreality，AR)、混合现实(Mixed reality，MR)等近眼显示装置的光学模块通常由光引擎和光组合器两部分构成。其中，光引擎主要由图像源和投影镜头组成，图像源用于生成待显示的图像，投影镜头用于将图像源所显示的图像投影到无穷远或指定距离处，投影镜头主要由光学镜片和镜筒组成。光组合器是将光引擎出射的信号光定向传输至人眼，在视网膜上形成待显示的图像；光组合器对于真实世界的环境光具有良好的透过性，透过光组合器，人眼能够同时看清真实世界的景物(真实图像)和光引擎投影的图像(虚拟图像)。
[0003]在现有的各种光组合器的类型中，光波导因其厚度薄、重量轻、透光性号的特点，成为光组合器的优选方案。为保证显示图像成像在人眼的预设位置、且规避杂散光，光引擎与光波导之间需要保持比较准确的角度关系和位置关系。由于光引擎与光波导的角度和位置关系精度要求较高，现有技术中，光引擎与光波导的耦合连接过程通常是：首先将光波导固定于工作台面上，接着通过六轴调整机台将光引擎调整至与光波导相对的合适位置，再通过胶粘的方式将光引擎与光波导相互粘合。如图1a，可以是直接使用粘合胶3将光引擎1与光波导2粘结固定，并且由粘合胶3封闭光引擎1与光波导2之间的空隙。如图1b，也可以是先在光引擎1的外壁上设置额外的固定件4，再使用粘合胶3将固定件4与光波导2粘结固定，并且由粘合胶3封闭光引擎1与光波导2之间的空隙。
[0004]如上所述的光引擎与光波导的耦合连接方式，需要使用六轴调整机台调整光引擎与光波导的相对位置再进行点胶封装，设备成本较高且位置调节过程较为复杂，粘合胶存在老化而发生形变，会导致光引擎与光波导的角度和位置关系发生变化而降低显示品质。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种近眼显示装置及其制备方法，以降低光引擎与光波导的装配工艺难度和成本，有利于保持高品质的显示图像。
[0006]为了达到以上目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0007]一种近眼显示装置，包括：
[0008]光波导；
[0009]光引擎，包括图像源模块和投影镜头；
[0010]耦合座，用于将所述光引擎耦合连接到所述光波导上；
[0011]其中，所述耦合座通过注塑成型工艺一体成型连接于所述光波导的表面上，所述耦合座复用为所述投影镜头的镜筒，所述耦合座内设置有多个卡槽，所述图像源模块和所述投影镜头的透镜组装配在所述卡槽中。
[0012]优选的方案中，所述耦合座与所述光波导的连接界面设置有镀膜层。
[0013]优选的方案中，所述耦合座的材料为树脂材料。
[0014]优选的方案中，多个卡槽在所述耦合座内按照逐渐远离所述光波导的方向呈阶梯型的多个圆形台阶；各个卡槽的间距根据投影光路中所述图像源模块以及所述透镜组中各个光学镜片的间距设定。
[0015]优选的方案中，所述图像源模块以及所述透镜组中各个光学镜片分别装配在对应的卡槽中并通过粘结剂固定连接在所述耦合座内。
[0016]本专利技术的另一方面是提供一种如上所述的近眼显示装置的制备方法，包括：
[0017]提供光波导，通过注塑成型工艺在所述光波导的表面上制备形成所述耦合座，所述耦合座内形成有多个卡槽；
[0018]将所述耦合座复用为所述投影镜头的镜筒，将所述图像源模块和所述投影镜头的透镜组装配在所述卡槽中组合形成所述光引擎，获得所述近眼显示装置。
[0019]具体地，所述通过注塑成型工艺在所述光波导的表面上制备形成所述耦合座的步骤包括：
[0020]提供注塑模具，所述注塑模具设置有相互连通的容置腔和成型腔，所述容置腔具有与所述光波导相适配的形状，所述成型腔具有与所述投影镜头的镜筒相适配的形状；
[0021]将所述光波导放置于所述容置腔内，向所述成型腔中注入液体树脂材料，对所述液体树脂材料进行固化处理后脱模，在所述光波导的表面上制备形成所述耦合座。
[0022]具体地，所述固化处理的方法为热固化或紫外光固化或冷却固化。
[0023]具体地，首先采用镀膜工艺在所述光波导的表面上对应于需要连接所述耦合座的位置制备形成镀膜层，然后再通过注塑成型工艺在所述镀膜层上制备形成所述耦合座。
[0024]具体地，在将所述图像源模块和所述投影镜头的透镜组装配到所述卡槽的过程中，通过涂布粘结剂将所述图像源模块和所述投影镜头的透镜组固定连接在所述耦合座内。
[0025]本专利技术实施例提供的近眼显示装置及其制备方法，通过注塑成型工艺在光波导的表面上一体成型连接耦合座，并将耦合座复用为投影镜头的镜筒，然后将图像源模块和透镜组装配在耦合座(镜筒)中组合形成光引擎，基于耦合座在注塑成型时已设定的各个部件的装配位置，光引擎与光波导的耦合连接过程中无需使用六轴调整机台调整位置关系，由此可以降低光引擎与光波导的装配工艺难度和成本，并且光引擎与光波导由耦合座相互耦合连接，两者的相对姿态更加稳固，能够更好地限定由光引擎发出的投影光线进入到光波导的入射角度和入射位置，使用过程中不易发生变化，有利于保持高品质的显示图像。
附图说明
[0026]图1a和图1b是现有技术中光引擎与光波导的耦接结构的示例性图示；
[0027]图2是本专利技术实施例中的近眼显示装置的结构示意图；
[0028]图3是本专利技术实施例中的耦合座的结构示意图；
[0029]图4是本专利技术实施例中的注塑磨具的剖视图；
[0030]图5是本专利技术实施例中的近眼显示装置的制备工艺过程的示例性图示。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本专利技术的实施方式仅仅是示例性的，并且本专利技术并不限于这些实施方式。
[0032]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专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0033]需说明的是，当部件被称为“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。
[0034]还需说明的是，本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近眼显示装置，其特征在于，包括：光波导；光引擎，包括图像源模块和投影镜头；耦合座，用于将所述光引擎耦合连接到所述光波导上；其中，所述耦合座通过注塑成型工艺一体成型连接于所述光波导的表面上，所述耦合座复用为所述投影镜头的镜筒，所述耦合座内设置有多个卡槽，所述图像源模块和所述投影镜头的透镜组装配在所述卡槽中。2.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述耦合座与所述光波导的连接界面设置有镀膜层。3.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，所述耦合座的材料为树脂材料。4.根据权利要求1所述的近眼显示装置，其特征在于，多个卡槽在所述耦合座内按照逐渐远离所述光波导的方向呈阶梯型的多个圆形台阶；各个卡槽的间距根据投影光路中所述图像源模块以及所述透镜组中各个光学镜片的间距设定。5.根据权利要求4所述的近眼显示装置，其特征在于，所述图像源模块以及所述透镜组中各个光学镜片分别装配在对应的卡槽中并通过粘结剂固定连接在所述耦合座内。6.一种如权利要求1
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5任一项所述的近眼显示装置的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供光波导，通过注塑成型工艺在所述光波导的表面上制备形成所述耦合座，所述耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，关健，游旭，
申请(专利权)人：珠海莫界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：