一种单侧入瞳双目波导和制造技术

本申请提供一种单侧入瞳双目波导和

【技术实现步骤摘要】
一种单侧入瞳双目波导和AR眼镜


[0001]本申请涉及
AR

，具体涉及一种单侧入瞳双目波导和
AR
眼镜
。

技术介绍

[0002]增强现实
(AR)
是一种将真实世界和虚拟信息相融合的技术，
AR
显示系统通常包括微型投影仪和光学显示屏，将微型显示器上的像素通过光学显示屏投射到人眼中，同时，用户可以透过光学显示屏看到真实世界
。
微型投影仪为设备提供虚拟内容，光学显示屏通常是透明的光学部件
。
光波导是光学显示屏的一种实现光路路径
。
当传输介质折射率大于周围介质且在波导中的入射角大于全反射临界角时，光即可在波导内无泄漏地传输，发生全反射
。
来自投影仪的光被耦合进入波导后，光就在波导内继续无损地传播图像，直到被后续结构耦出
。
目前市面上光波导通常被分为几何阵列波导和衍射光波导，其中衍射光波导又分为体全息波导和表面浮雕光栅波导，衍射光波导的本质都是通过光栅衍射将入射光耦入到波导中，表面浮雕光栅波导以其极高的设计自由度和由纳米压印加工带来的可量产性，在众多方案中具有明显的优势
。
[0003]现有的衍射光波导结构，一种为单输入单输出波导结构，即一个入瞳区域对应一个出瞳区域的光栅结构，一个入瞳区域需要一个输入光源，一个出瞳区域输出的图像到单个人眼中
。
双眼要同时看到同样的输出图像，则需要两个对应的单目波导结构分别输出图像到双眼中，这就需要设置两个输入光源
。
在
AR
眼镜设备中，由两个单输入单输出波导结构组合的双目显示架构需要两个输入光源放置在两侧镜腿的位置，需要增加传感器
、
摄像头或其他器件时，则另外需要在
AR
眼镜设备上的其他区域设置，这样的设置会增大设备的体积和重量，影响
AR
架构佩戴体验
。
[0004]现有的另一种衍射光波导结构为单输入双输出波导结构，即一个入瞳区域对应两个出瞳区域的光栅结构，仅需要一个输入光源，两个出瞳区域的输出图像就能同时到达双眼
。
不过现有的单输入双输出波导结构，单个入瞳区域都是设计位于整片波导的水平中心，垂直方向偏上的位置
。
在
AR
眼镜设备中，使用单输入双输出波导结构形成的双目显示需要将输入光源设置在架构中间，使额头上有结构凸起，
AR
架构整机包裹与额头干涉，影响
AR
架构佩戴体验
。
[0005]现有的两种衍射光波导结构，用于
AR
眼镜设备都不能再增加传感器
、
摄像头或其他器件，既增大体积重量的同时，也使整机机构包裹对人的额头造成干涉
。

技术实现思路

[0006]本申请实施例的目的在于提供一种单侧入瞳双目波导和
AR
眼镜，体积小，光的利用率高，还方便用户体验
。
[0007]本申请实施例的一方面，提供了一种单侧入瞳双目波导，包括至少一层基底，所述基底沿中轴线两侧划分为第一基底和第二基底，所述第一基底设置有第一转折区和第一出瞳区，所述第二基底上设置有第二转折区和
/
或第三转折区和第二出瞳区；
还包括设置于所述第一基底的入瞳区，所述入瞳区位于所述第一转折区远离所述第二转折区的一侧，入射光线由所述入瞳区入射，分别经所述第一转折区后由所述第一出瞳区出射，至少经所述第二转折区和
/
或所述第三转折区后由所述第二出瞳区出射
。
[0008]可选地，所述入瞳区的中心和所述中轴线的垂直距离大于任一区的中心和所述中轴线的垂直距离
。
[0009]可选地，所述第二转折区和所述第一转折区接收的所述入瞳区的光线的矢量方向相同，所述第二转折区和所述入瞳区之间的中心距大于所述第一转折区和所述入瞳区之间的中心距
。
[0010]可选地，所述第一出瞳区和所述第二出瞳区沿所述中轴线对称设置，所述第一出瞳区和所述第二出瞳区的中心距等于人体双眼的瞳距
。
[0011]可选地，所述入瞳区
、
所述第一转折区
、
所述第二转折区
、
所述第三转折区
、
所述第一出瞳区
、
所述第二出瞳区均形成衍射光栅
。
[0012]可选地，所述第一转折区和所述第二转折区的衍射光栅参数一致时，由所述入瞳区出射的光线经所述第一转折区
、
所述第二转折区和
/
或所述第三转折区后由所述第二出瞳区出射
。
[0013]可选地，所述第一转折区和所述第二转折区的衍射光栅参数不一致时，由所述入瞳区出射的光线经所述第二转折区和
/
或所述第三转折区后由所述第二出瞳区出射
。
[0014]可选地，所述入瞳区的衍射光栅方向平行于所述中轴线；和
/
或，所述第一转折区
、
所述第二转折区
、
所述第三转折区的衍射光栅方向和所述中轴线呈夹角；和
/
或，所述第一出瞳区的衍射光栅和所述中轴线垂直，和
/
或，所述第二出瞳区的衍射光栅和所述中轴线平行
。
[0015]可选地，在由所述入瞳区到所述中轴线的方向上，所述第一转折区
、
所述第二转折区的尺寸完全覆盖经所述入瞳区的光线的传播范围；在平行于所述中轴线的方向上，所述第三转折区的尺寸与所述第二转折区的尺寸对应
。
[0016]本申请实施例的另一方面，提供了一种
AR
眼镜，包括
AR
眼镜架构，以及设置于
AR
眼镜架构上的上述的单侧入瞳双目波导，所述
AR
眼镜架构的一侧镜腿上设置有输入光源
、
另一侧镜腿上设置有光学器件
。
[0017]本申请实施例提供的单侧入瞳双目波导和
AR
眼镜，基底沿中轴线两侧形成第一基底和第二基底，第一基底设置有第一转折区和第一出瞳区，第二基底上设置有第二转折区和
/
或第三转折区和第二出瞳区；还包括设置于第一基底的入瞳区，入瞳区位于第一转折区远离第二转折区的一侧，入射光线由入瞳区入射，分别经第一转折区后由第一出瞳区出射，至少经第二转折区和
/
或第三转折区后由第二出瞳区出射
。
入瞳区位于波导的一侧，可单侧入瞳；通过转折区将来自入瞳区的光线分别转折到两个不同的出瞳区出射
。
第二转折区位于第一转折区的光路路径后，可以回收的第一转折区的透过光再利用，提高光的利用率
。
本申请的单侧入瞳双目波导，应用于
AR
眼镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种单侧入瞳双目波导，其特征在于，包括：至少一层基底，所述基底沿中轴线两侧划分为第一基底和第二基底，所述第一基底设置有第一转折区和第一出瞳区，所述第二基底上设置有第二转折区和
/
或第三转折区和第二出瞳区；还包括设置于所述第一基底的入瞳区，所述入瞳区位于所述第一转折区远离所述第二转折区的一侧，入射光线由所述入瞳区入射，分别经所述第一转折区后由所述第一出瞳区出射，至少经所述第二转折区和
/
或所述第三转折区后由所述第二出瞳区出射
。2.
根据权利要求1所述的单侧入瞳双目波导，其特征在于，所述入瞳区的中心和所述中轴线的垂直距离大于任一区的中心和所述中轴线的垂直距离
。3.
根据权利要求1所述的单侧入瞳双目波导，其特征在于，所述第二转折区和所述第一转折区接收的所述入瞳区的光线的矢量方向相同，所述第二转折区和所述入瞳区之间的中心距大于所述第一转折区和所述入瞳区之间的中心距
。4.
根据权利要求1所述的单侧入瞳双目波导，其特征在于，所述第一出瞳区和所述第二出瞳区沿所述中轴线对称设置，所述第一出瞳区和所述第二出瞳区的中心距等于人体双眼的瞳距
。5.
根据权利要求1至4任一项所述的单侧入瞳双目波导，其特征在于，所述入瞳区
、
所述第一转折区
、
所述第二转折区
、
所述第三转折区
、
所述第一出瞳区
、
所述第二出瞳区均形成衍射光栅
。6.
根据权利要求5所述的单侧入瞳双目波导，其特征在于，所述第一转折区和所述第二转折区的衍射光栅参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦海敏，蒋厚强，朱以胜，
申请(专利权)人：深圳市光舟半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：