[發(fā)明專利]用于增強現(xiàn)實的高折射率波導(dǎo)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980058477.6
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN112639575A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李甘戈;劉志強;周韋;阿卡什·阿羅拉;安格斯·吳
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B27/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

提供了一種增強現(xiàn)實(augmented reality，AR)光波導(dǎo)(200)，包括透明襯底(210)，所述透明襯底(210)包括用戶近側(cè)表面(210a)和用戶遠側(cè)表面(210b)。所述AR光波導(dǎo)(200)還包括傾斜蝕刻衍射光柵(211)，所述傾斜蝕刻衍射光柵(211)包括在所述透明襯底(210)的用戶遠側(cè)表面(210b)上。所述傾斜蝕刻衍射光柵(211)的折射率大于或等于2.0。

相關(guān)申請案交叉申請

本申請要求于2018年9月7日提交的申請?zhí)枮?2/728,309、發(fā)明名稱為“用于增強現(xiàn)實的高折射率波導(dǎo)(High Refractive Index Waveguide For Augmented Reality)”的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，該申請通過引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及增強現(xiàn)實(augmented reality，AR)/混合現(xiàn)實(mixedreality，MR)設(shè)備，具體地，涉及用于AR/MR屏幕的高折射率光波導(dǎo)。

背景技術(shù)

增強現(xiàn)實(augmented reality，AR)，也稱為混合現(xiàn)實(mixed reality，MR)，是一種通過將計算機生成的感覺輸入疊加到現(xiàn)實世界的感覺輸入上，以為用戶提供增強的現(xiàn)實感知的技術(shù)。這種技術(shù)的目的是通過分別從用戶視場角添加或減少視覺元素來相長或相消地干擾用戶感知。這可以讓用戶體驗無縫應(yīng)用于現(xiàn)實世界物體上的計算機生成的圖像。例如，AR系統(tǒng)可以讓用戶虛擬地觀看實體現(xiàn)實世界物體內(nèi)部，觀看覆蓋有相應(yīng)圖形數(shù)據(jù)項的現(xiàn)實世界物體，觀看覆蓋有疊加虛擬控制點的現(xiàn)實世界物體等。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施例中，本發(fā)明包括一種AR光波導(dǎo)，AR光波導(dǎo)包括透明襯底，透明襯底包括用戶近側(cè)表面和用戶遠側(cè)表面。所述AR光波導(dǎo)還包括傾斜蝕刻衍射光柵，所述傾斜蝕刻衍射光柵包括在所述透明襯底的用戶遠側(cè)表面上。傾斜蝕刻衍射光柵的折射率大于或等于2.0。通過使用折射率較大的材料，AR光波導(dǎo)可以獲得更大的視場角(field of view，F(xiàn)OV)。此外，使用較大的折射率可以減少計算機生成的光的損耗，從而提高AR光波導(dǎo)的功率效率。

可選地，根據(jù)上述任一方面，在該方面的另一種實現(xiàn)方式中，傾斜蝕刻衍射光柵包括沉積在透明襯底的用戶遠側(cè)表面上的無機膜。通過使用無機膜代替有機樹脂，AR光波導(dǎo)在陽光下不會降解。這增加了AR光波導(dǎo)的使用壽命，并使得AR光波導(dǎo)適用于更多的環(huán)境。此外，由于使用無機膜，所以AR光波導(dǎo)可以通過光刻工藝(而非壓印制造技術(shù))生產(chǎn)。這顯著提高了產(chǎn)量。此外，由于使用光刻工藝，所以制造更加精確，并且光學(xué)部件得到優(yōu)化，能夠獲得更好的視覺質(zhì)量。

可選地，根據(jù)上述任一方面，在該方面的另一種實現(xiàn)方式中，傾斜蝕刻衍射光柵包括氮化硅(Si₃N₄)、二氧化銨(HfO₂)、二氧化鈦(TiO₂)、五氧化鈮(Nb₂O₅)、過氧化鋅(ZnO₂)、五氧化鉭(Ta₂O₅)、二氧化鋯(ZrO₂)或其組合。

可選地，根據(jù)上述任一方面，在該方面的另一種實現(xiàn)方式中，傾斜蝕刻衍射光柵的厚度在100納米(nanometer，nm)至2000nm之間。

可選地，根據(jù)上述任一方面，在該方面的另一種實現(xiàn)方式中，傾斜蝕刻衍射光柵在透明襯底上蝕刻。通過直接在襯底上蝕刻衍射光柵，而不是使用有機樹脂，AR光波導(dǎo)在陽光下不會降解。這增加了AR光波導(dǎo)的使用壽命，并使得AR光波導(dǎo)適用于更多的環(huán)境。此外，由于使用直接蝕刻的衍射光柵，所以AR光波導(dǎo)可以通過光刻工藝(而非壓印制造技術(shù))生產(chǎn)。這顯著提高了產(chǎn)量。此外，由于使用光刻工藝，所以制造更加精確，并且光學(xué)部件得到優(yōu)化，能夠獲得更好的視覺質(zhì)量。

可選地，根據(jù)上述任一方面，在該方面的另一種實現(xiàn)方式中，傾斜蝕刻衍射光柵包括玻璃。