[發(fā)明專利]一種光波導(dǎo)及其制作方法、抬頭顯示器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210209176.2
• 申請(qǐng)日: 2022-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN114527536A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋強(qiáng);楊鑫;羅潤(rùn)秋;馬國(guó)斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳瓏璟光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B6/124
• 分類號(hào): G02B6/124;G02B6/13;G02B27/01
• 代理公司: 深圳市六加知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 孟麗平

本發(fā)明實(shí)施例提供一種光波導(dǎo)及其制作方法、抬頭顯示器，該光波導(dǎo)包括至少一層設(shè)有光柵的波導(dǎo)基底，其中，所述光柵包括浮雕光柵和體全息光柵，所述浮雕光柵和所述體全息光柵拼接組合。在汽車抬頭顯示的大尺寸要求下，該光柵組合光波導(dǎo)能夠較好地滿足顯示畫面亮度一致性的；在需要大尺寸的光波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)畫面顯示時(shí)，該光柵組合光波能夠搭載較小體積的光機(jī)，減小整體光學(xué)系統(tǒng)的體積，且耦出的光線亮度均勻、視場(chǎng)角較大。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光波導(dǎo)及其制作方法、抬頭顯示器。

背景技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示器(Augmented Reality-Head up Display，AR-HUD)是一種設(shè)計(jì)在汽車內(nèi)部的光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)車內(nèi)的光源與成像系統(tǒng)，將地圖導(dǎo)航、建筑地標(biāo)、儀表盤等圖像信息投射到前擋風(fēng)玻璃，經(jīng)擋風(fēng)玻璃反射進(jìn)入人眼，人眼可看到位于遠(yuǎn)處的與環(huán)境融合的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖像。AR-HUD能讓司機(jī)在駕駛時(shí)，人眼無(wú)需在儀表盤和前方道路之間來(lái)回切換，可提升駕駛安全。

在傳統(tǒng)的AR-HUD方案中，通常使用曲面反射鏡組合作為光學(xué)成像系統(tǒng)，而這種光學(xué)呈現(xiàn)系統(tǒng)體積較大，在汽車前裝中需要進(jìn)行較大的空間改造，增加了安裝復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種光波導(dǎo)及其制作方法、抬頭顯示器，在大尺寸下，該光波導(dǎo)的光柵的衍射效率滿足一定的曲線分布，耦出的光線能量均勻；該光波導(dǎo)能夠搭載小體積光機(jī)，應(yīng)用于AR-HUD時(shí)，能有效減小光學(xué)系統(tǒng)的整體體積，駕駛員能觀察到畫面尺寸大且亮度均勻的投影信息。

本發(fā)明實(shí)施方式采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種光波導(dǎo)，其特征在于，包括至少一層設(shè)有光柵的波導(dǎo)基底；其中，所述光柵包括浮雕光柵和體全息光柵，所述浮雕光柵和所述體全息光柵拼接。

在一些實(shí)施例中，各所述波導(dǎo)基底上均包括第一耦入?yún)^(qū)域和第一耦出區(qū)域；在各所述波導(dǎo)基底上，所述第一耦入?yún)^(qū)域用于將光線耦入至所述波導(dǎo)基底內(nèi)、并使光線全反射傳播至所述第一耦出區(qū)域，所述第一耦出區(qū)域用于接收所述光線、并使所述光線從所述波導(dǎo)基底內(nèi)耦出；在各所述波導(dǎo)基底上，所述光柵設(shè)于所述第一耦出區(qū)域上、且所述光柵上的浮雕光柵靠近所述第一耦入?yún)^(qū)域設(shè)置。

在一些實(shí)施例中，所述光波導(dǎo)包括至少兩層平行設(shè)置的所述波導(dǎo)基底；沿各所述波導(dǎo)基底表面的法線方向?qū)Ω魉霾▽?dǎo)基底進(jìn)行投影，在其中一個(gè)所述波導(dǎo)基底的投影面上，各所述波導(dǎo)基底的第一耦入?yún)^(qū)域互相重疊，各所述波導(dǎo)基底的第一耦出區(qū)域互不重疊。

在一些實(shí)施例中，各所述波導(dǎo)基底上均包括第二耦入?yún)^(qū)域、轉(zhuǎn)折區(qū)域和第二耦出區(qū)域；在各所述波導(dǎo)基底上，所述第二耦入?yún)^(qū)域用于將光線耦入至所述波導(dǎo)基底內(nèi)、并使光線全反射傳播至所述轉(zhuǎn)折區(qū)域，所述轉(zhuǎn)折區(qū)域用于將光線沿第一方向進(jìn)行傳播、并使所述光線沿第二方向全反射傳播至所述第二耦出區(qū)域，所述第二耦出區(qū)域用于將光線沿所述第二方向傳播、并使所述光線從所述波導(dǎo)基底內(nèi)耦出；在各所述波導(dǎo)基底上，所述光柵設(shè)于所述轉(zhuǎn)折區(qū)域和/或所述第二耦出區(qū)域；其中，當(dāng)所述轉(zhuǎn)折區(qū)域設(shè)有所述光柵時(shí)，所述轉(zhuǎn)折區(qū)域上的浮雕光柵靠近所述第二耦入?yún)^(qū)域設(shè)置，當(dāng)所述第二耦出區(qū)域設(shè)有所述光柵時(shí)，所述第二耦出區(qū)域上的浮雕光柵靠近所述轉(zhuǎn)折區(qū)域設(shè)置。

在一些實(shí)施例中，所述光波導(dǎo)包括至少兩層平行設(shè)置的所述波導(dǎo)基底；沿各所述波導(dǎo)基底表面的法線方向?qū)Ω魉霾▽?dǎo)基底進(jìn)行投影，在其中一個(gè)所述波導(dǎo)基底的投影面上，各所述波導(dǎo)基底的第二耦入?yún)^(qū)域互相重疊；當(dāng)所述轉(zhuǎn)折區(qū)域設(shè)有所述光柵時(shí)，在所述投影面上，各所述轉(zhuǎn)折區(qū)域互不重疊；當(dāng)所述第二耦出區(qū)域設(shè)有所述光柵時(shí)，在所述投影面上，各所述第二耦出區(qū)域互不重疊。

在一些實(shí)施例中，所述浮雕光柵和所述體全息光柵的周期相同。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種抬頭顯示器，該抬頭顯示器包括如第一方面任意一項(xiàng)所述的光波導(dǎo)。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種如第一方面任意一項(xiàng)所述的光波導(dǎo)的制作方法，所述方法包括：