[发明专利]一种复合光学穿戴显示波导器件

说明书

技术领域

本发明涉及光学波导技术领域，尤其涉及一种复合光学穿戴显示波导器件。

背景技术

随着智能可穿戴设备与抬头显示的发展，光学波导器件以其重量轻、体积小、结构紧凑以及厚度薄等独特优势，成为实现增强现实技术极好的载体，得到越来越广泛的关注。

光学波导器件主要由三部分构成：波导衬底、出光口和耦合面。其工作原理为：入射光经准直后到达光学波导器件的耦合面，耦合面对入射光进行反射或折射以改变入射光的传播方向，使入射光耦合进入波导衬底中，进入波导衬底的入射光在波导衬底中进行全反射传播并传输至出光口，出光口将入射光耦合传输出波导衬底，达到增强现实的效果。现有光学波导器件的制备方法通常是先将以上三个部分分别设计完成，然后再进行整体加工。

现有的波导衬底、出光口和耦合面的抗震能力和防爆能力都比较低，一旦发生震动或碰撞等，很容易发生破裂。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种复合光学穿戴显示波导器件，该复合光学穿戴显示波导器件具有较高的抗震能力和防爆能力。

本发明实施例提供了一种复合光学穿戴显示波导器件，所述复合光学穿戴显示波导器件包括：波导衬底和出光口；

所述波导衬底由凝固的光学胶体构成，用于对耦合进入的光线进行全反射传播；

所述出光口设置于所述波导衬底上的第一预设位置，用于耦合输出所述波导衬底内全反射传播的光线。

可选的，所述波导衬底包括耦合面，所述耦合面设置于所述波导衬底上的第二预设位置，用于将入射光线耦合进入到所述波导衬底。

可选的，所述出光口由透镜或光栅预先单独制成。

可选的，所述耦合面由透镜或光栅预先单独制成。

可选的，所述出光口包括平面出光口、曲面出光口、齿形出光口或楔形出光口中的一种。

可选的，所述波导衬底包括平面波导衬底或不规则形状波导衬底。

可选的，所述复合光学穿戴显示波导器件通过向波导模型的中空结构中填充光学胶体制备得到，在制备过程中，所述出光口固定在所述中空结构中与所述第一预设位置对应的位置。

可选的，在制备过程中，所述耦合面固定在所述中空结构中与第二预设位置对应的位置。

本发明实施例提供了一种复合光学穿戴显示波导器件，包括波导衬底和出光口，其中，波导衬底由凝固的光学胶体构成，出光口设置于波导衬底的第一预设位置。由于光学胶体本身具有较高的抗震能力和防爆能力，本发明实施例中的波导衬底由凝固的光学胶体构成，并且牢牢包裹住出光口，使复合光学穿戴显示波导器件具有较高的抗震能力和防爆能力。

附图说明

通过阅读参照以下附图说明所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将变得更明显。

图1a是本发明实施例一中的一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图；

图1b是本发明实施例一中的另一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图；

图2a是本发明实施例二中的一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图；

图2b是本发明实施例二中的一种头戴显示应用系统的结构示意图；

图3是本发明实施例三中的一种波导模型的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1a为本发明实施例一提供的一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图，图1b为本发明实施例一提供的另一种复合光学穿戴显示波导器件的剖面图，参见图1a和图1b，复合光学穿戴显示波导器件100包括波导衬底110和出光口120。

其中，波导衬底110由凝固的光学胶体构成，其用于对耦合进入的光线进行全反射传播；出光口120设置于波导衬底110上的第一预设位置，用于耦合输出波导衬底110内全反射传播的光线。

本实施例中，复合光学穿戴显示波导器件100由波导衬底110和出光口120两部分构成，其中，波导衬底110用于对耦合进入其中的光线进行全反射传播，出光口可以破坏光线的全反射传播，通过透射等方式使光线传播出复合光学穿戴显示波导器件100，以使光线进入到观察者的视野中。出光口120与复合光学穿戴显示波导器件100中进行全反射的区域结构不同，其经过特殊设计，能够使经全反射传播的光线从该结构中部分透射出去，以达到最终成像的目的。