光波导系统、增强现实显示设备的制作方法

本申请实施例涉及光学成像，特别涉及一种光波导系统、增强现实显示设备。

背景技术：

1、目前，增强现实(augmented reality，ar)显示技术能够将虚拟信息叠加到现实世界中，实现在现实世界对虚拟图像进行显示、扩展和放大，以扩展对现实信息的认识，给人们带来沉浸式的体验。光波导技术由于可以极大的缩小光学元件尺寸，使得光波导技术成为目前实现ar技术的主要方式。光波导技术的发展经历了从单色到彩色、从厚重到轻薄的过程。目前，单片全彩衍射光波导已成为各大厂商争夺的高点。

2、然而，相关技术中的光波导技术通常采用波导片加玻璃盖片的方式设置，出瞳位置的光效率较差，且ar显示设备的视场角和动眼框较小，导致ar显示设备佩戴舒适度降低。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种光波导系统、增强现实显示设备，从而提高光波导系统出瞳位置输出的衍射光束的光效率。

2、为解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种光波导系统，包括：主波导片、与所述主波导片相对设置的补偿波导片；所述主波导片上设置有第一耦入光栅、第一耦出光栅；所述第一耦入光栅被配置为将部分的入射光耦入至所述主波导片内进行全反射形成第一衍射光束，所述第一衍射光束通过所述第一耦出光栅耦出；所述补偿波导片上设置有第二耦入光栅、第二耦出光栅；所述第二耦入光栅被配置为将透过所述主波导片的另一部分的所述入射光耦入至所述补偿波导片内进行全反射形成第二衍射光束，所述第二衍射光束通过所述第二耦出光栅耦出。

3、本申请的实施例还提供了一种增强现实显示设备，包括：光机系统、动眼框、上述的光波导系统；所述光机系统被配置为生成所述入射光；所述动眼框被配置为接收所述第一衍射光束、所述第二衍射光束。

4、本实施例通过设置主波导片与补偿波导片的双层光波导结构，入射光在进入主波导片之后，部分入射光耦入至主波导片进行全反射并输出第一衍射光束，另一部分的入射光透过主波导片到达补偿波导片，并耦入至补偿波导片内进行全反射并输出第二衍射光束，即，本实施例通过补偿波导片对主波导片透过的入射光进行再次利用，利用补偿波导片对透过主波导片的另一部分的入射光进行全反射，使得光波导系统输出光效较强的衍射光束，提高光波导系统输出的衍射光束的强度，提高光波导系统出瞳位置输出的衍射光束的光效率。

5、另外，所述补偿波导片设置所述第二耦入光栅、所述第二耦出光栅的表面与所述主波导片设置所述第一耦入光栅、所述第一耦出光栅的表面相对设置。

6、另外，在垂直于所述主波导片、所述补偿波导片的方向上，所述第一耦出光栅在所述主波导片的分布与所述第二耦出光栅在所述补偿波导片的分布互补。

7、另外，所述主波导片被配置为传输至少一种颜色；所述补偿波导片被配置为传输所述主波导片传输的其中至少一种颜色。

8、另外，所述主波导片被配置为传输红、绿、蓝三种颜色；所述补偿波导片被配置为传输红、绿、蓝三种颜色；或者，所述主波导片被配置为传输红、绿、蓝三种颜色，所述补偿波导片被配置为传输红色。

9、另外，所述第二耦出光栅设置在所述补偿波导片的第一区域上；在垂直于所述主波导片、所述补偿波导片的方向上，所述主波导片存在与所述第一区域重叠的第二区域，所述第二区域的光效率低于预设阈值。

10、另外，所述第一耦入光栅、所述第二耦入光栅为一维表面浮雕光栅；所述第一耦出光栅、所述第二耦出光栅为六角密排型二维表面浮雕光栅。

11、另外，所述光波导系统还包括框胶；所述主波导片的边缘与所述补偿波导片的边缘通过所述框胶贴合。

技术特征：

1.一种光波导系统，其特征在于，包括：主波导片、与所述主波导片相对设置的补偿波导片；

2.根据权利要求1所述的光波导系统，其特征在于，所述补偿波导片设置所述第二耦入光栅、所述第二耦出光栅的表面与所述主波导片设置所述第一耦入光栅、所述第一耦出光栅的表面相对设置。

3.根据权利要求1所述的光波导系统，其特征在于，在垂直于所述主波导片、所述补偿波导片的方向上，所述第一耦出光栅在所述主波导片的分布与所述第二耦出光栅在所述补偿波导片的分布互补。

4.根据权利要求1至3任一项所述的光波导系统，其特征在于，所述主波导片被配置为传输至少一种颜色；所述补偿波导片被配置为传输所述主波导片传输的其中至少一种颜色。

5.根据权利要求4所述的光波导系统，其特征在于，所述主波导片被配置为传输红、绿、蓝三种颜色；所述补偿波导片被配置为传输红、绿、蓝三种颜色；或者，所述主波导片被配置为传输红、绿、蓝三种颜色，所述补偿波导片被配置为传输红色。

6.根据权利要求1所述的光波导系统，其特征在于，所述第二耦出光栅设置在所述补偿波导片的第一区域上；在垂直于所述主波导片、所述补偿波导片的方向上，所述主波导片存在与所述第一区域重叠的第二区域，所述第二区域的光效率低于预设阈值。

7.根据权利要求1所述的光波导系统，其特征在于，所述第一耦入光栅、所述第二耦入光栅为一维表面浮雕光栅；所述第一耦出光栅、所述第二耦出光栅为六角密排型二维表面浮雕光栅。

8.根据权利要求1至3任一项所述的光波导系统，其特征在于，所述光波导系统还包括框胶；

9.一种增强现实显示设备，其特征在于，包括：光机系统、动眼框、权利要求1-8任一项所述的光波导系统；

10.根据权利要求9所述的增强现实显示设备，其特征在于，所述设备还包括：反射镜；

技术总结本申请实施例涉及光学成像技术领域，公开了一种光波导系统、增强现实显示设备，本申请的光波导系统包括：主波导片、与主波导片相对设置的补偿波导片；主波导片上设置有第一耦入光栅、第一耦出光栅；第一耦入光栅被配置为将部分的入射光耦入至主波导片内进行全反射形成第一衍射光束，第一衍射光束通过第一耦出光栅耦出；补偿波导片上设置有第二耦入光栅、第二耦出光栅；第二耦入光栅被配置为将透过主波导片的另一部分的入射光耦入至补偿波导片内进行全反射形成第二衍射光束，第二衍射光束通过第二耦出光栅耦出。本申通过补偿波导片对主波导片透过的入射光进行再次利用，从而提高光波导系统出瞳位置输出的衍射光束的光效率。技术研发人员：林引岳,李婧铭,李品川,贺斌受保护的技术使用者：华勤技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12