[發明專利]一種光波導及其制備方法、增強現實設備

有效

• 申請號: 201710648399.8
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107193078B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 武乃福
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00;G02B27/01
• 代理公司: 11274 北京中博世達專利商標代理有限公司
• 代理人: 申健<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明實施例提供一種光波導及其制備方法、增強現實設備，涉及增強現實技術領域，可減小光波導的厚度。該光波導包括介質層以及由所述介質層承載的N個條形的半透半反膜，多個所述半透半反膜沿第一方向依次排列，所述第一方向垂直于所述介質層的厚度方向、且垂直于所述條形的半透半反膜的長度方向，其中，每相鄰兩個所述半透半反膜在所述介質層的厚度方向有重疊區域；其中，N個依次排列的所述半透半反膜為同一曲面分成的N個連續的子曲面，各所述子曲面的高度之和為所述曲面的高度；且各所述半透半反膜的凹陷側朝向所述介質層的同一個底面；N為正整數，N≥2。用于減小光波導厚度。

技術領域

本發明涉及增強現實技術領域，尤其涉及一種光波導及其制備方法、增強現實設備。

背景技術

增強現實技術，它是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”結合的新技術，是把原本在現實世界的一定時間空間范圍內很難體驗到的實體信息(視覺信息，聲音，味道，觸覺等)，通過電腦等技術模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗。增強現實技術，不僅展現了真實世界的信息，而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補充、疊加。

為了實現增強現實顯示，現有的增強現實設備如AR(Augmented Reality，增強現實)眼鏡的光學方案有離軸光學、棱鏡、自由曲面以及光波導等。其中，光波導和自由曲面結合的光學方案由于具有較大的視場而得到廣泛應用，例如AR眼鏡。光波導和自由曲面結合的光學方案的光學結構如圖1所示，在光波導的介質層10端部加裝自由曲面20，利用自由曲面20進行半透半反成像，通過自由曲面20將顯示圖像放大，從而使得人眼看到的是一個放大的虛像。然而，如圖1所示，由于需要考慮自由曲面20的結構，因此需要的光波導介質層10的厚度較大，從而導致光波導的厚度較大，一般在10mm左右，而光波導厚度的增加會導致AR眼鏡的重量增加，攜帶及美感方面大打折扣，從而降低了用戶的滿意度。

發明內容

本發明的實施例提供一種光波導及其制備方法、增強現實設備，可減小光波導的厚度。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

第一方面，提供一種光波導，包括介質層以及由所述介質層承載的N個條形的半透半反膜，多個所述半透半反膜沿第一方向依次排列，所述第一方向垂直于所述介質層的厚度方向、且垂直于所述條形的半透半反膜的長度方向，其中，每相鄰兩個所述半透半反膜在所述介質層的厚度方向有重疊區域；其中，N個依次排列的所述半透半反膜為同一曲面分成的N個連續的子曲面，各所述子曲面的高度之和為所述曲面的高度；且各所述半透半反膜的凹陷側朝向所述介質層的同一個底面；N為正整數，N≥2。

優選的，多個所述半透半反膜的高度相等，多個所述半透半反膜的下邊緣位于同一平面內。

優選的，所述介質層包括多個條形的子介質層，多個所述子介質層沿其寬度方向依次拼接，相鄰兩個所述子介質層的相互拼接的兩個拼接面中一個為凹面，另一個為凸面，所述半透半反膜夾設在所述相互拼接的兩個拼接面之間，所述相互拼接的兩個拼接面和所述半透半反膜相貼合。

進一步優選的，多個所述半透半反膜的高度相等，多個所述子介質層的厚度相等，所述子介質層的厚度與所述半透半反膜的高度相等。

優選的，所述半透半反膜為直條狀。

第二方面，提供一種增強現實設備，包括上述的光波導和圖像顯示裝置；所述圖像顯示裝置用于將顯示的圖像投影至所述光波導上；所述光波導用于將所述圖像顯示裝置發出的光反射向人眼。

優選的，所述圖像顯示裝置發出的光分別照射到連續排列的N個條形的半透半反膜的部分，用于形成連續的畫面。

優選的，所述圖像顯示裝置發出的光為偏振光，所述半透半反膜為偏振分光介質膜，所述偏振分光介質膜用于使射到其上的所述偏振光發生全發射。