光波导及AR显示设备的制作方法

本申请涉及光波导，尤其涉及一种光波导及ar显示设备。

背景技术：

1、现今的增强现实(augmented reality，ar)显示设备通常由光机及光波导组成，光机用于生成特定的图像并出射对应的光信号，光波导用于将光机出射的光信号定向传输至人眼，从而实现给佩戴ar显示设备的用户显示对应的图像。一般情况下，光线要在光波导中传播需满足全反射条件，以避免信号丢失，在全反射条件下若需要增大光波导所支持的视场角(field of view，fov)，则需要提升光波导的折射率或采用视场拼接技术，而利用高折射率材料在制备光波导以提升光波导的折射率的成本较高，增加ar显示设备制造成本，并且视场拼接技术在拼接处的显示效果较难保证，也会导致图像显示效果较差的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种光波导及ar显示设备，旨在解决光波导的全反射条件对入射光线的入射角度的限制，使得以任意角度入射至光波导的光在被耦入光波导后均能在光波导内传播，从而解决全反射条件对ar显示设备的视场角的限制，使得ar显示设备在显示图像时能够实现大视场角显示，并降低ar显示设备的制造成本。

2、第一方面，本申请提供一种光波导，包括至少一个光波导镜片，光波导镜片包括：

3、波导层，所述波导层包括光耦入区及光耦出区，所述光耦入区用于将入射的非可见光耦入所述波导层，所述光耦出区用于将所述非可见光耦出所述波导层；

4、反射层，所述反射层设置在所述波导层的表面上，所述反射层未覆盖所述光耦入区及所述光耦出区，所述反射层用于反射非可见光并透射可见光；

5、其中，所述反射层用于对耦入所述波导层内的非可见光进行反射，使得所述非可见光传播至所述光耦出区并耦出。

6、在一实例中，光波导镜片还包括：第一光转换件，所述第一光转换件与所述光耦入区相对设置，且所述第一光转换件用于将入射的可见光转换为非可见光并出射至所述光耦入区；和/第二光转换件，所述第二光转换件与所述光耦出区相对设置，且所述第二光转换件用于将从所述光耦出区耦出的非可见光转换为可见光。

7、在一实例中，第一光转换件为非线性光学器件或由非线性光学材料制成，第二光转换件均非线性光学器件或由非线性光学材料制成。

8、在一实例中，第一光转换件与所述光耦入区贴合设置；和/或所述第二光转换件与所述光耦出区贴合设置。

9、在一实例中，光波导镜片还包括保护板，所述保护板用于保护所述光耦入区及光耦出区，且所述第一光转换件及所述第二光转换件设置在所述保护板的表面。

10、在一实例中，保护板与所述波导层贴合设置。

11、在一实例中，光波导包括多个光波导镜片，多个光波导镜片层叠设置。

12、在一实例中，各所述光波导镜片中的第一光转换件对不同波长光的光转换效率均相同或至少两个所述光波导镜片中的第一光转换件对不同波长光的光转换效率不相同；和/或各所述光波导镜片中的第二光转换件对从对应的波导层耦出的非可见光的光转换效率均相同或至少两个所述光波导镜片中的第二光转换件对从对应的波导层耦出的非可见光的光转换效率不相同。

13、在一实例中，各所述第二光转换件对从对应的波导层耦出的非可见光的光转换效率，与非可见光的光能量负相关。

14、第二方面，本申请还提供一种ar显示设备，ar显示设备包括光机及如第一方面提供的光波导，光波导用于将从光机出射的光定向传输至目标区域。

15、本申请提供一种光波导及ar显示设备，通过在波导层的表面上设置反射层，其中，反射层能够反射非可见光并透射可见光，使得用户能够透过反射层及波导层观察到真实环境；以及在反射层的反射作用下，非可见光能够在波导层内传播并在目标区域出射，打破了全反射条件对光线入射至光波导的入射角度的限制，使得装有上述光波导的ar显示设备能够实现大视场角的图像显示，且反射层的制备成本较低，还能降低大视场角的ar显示设备的制造成本。

技术特征：

1.一种光波导，其特征在于，所述光波导包括至少一个光波导镜片，所述光波导镜片包括：

2.如权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述光波导镜片还包括：

3.如权利要求2所述的光波导，其特征在于，所述第一光转换件为非线性光学器件或由非线性光学材料制成，所述第二光转换件为所述非线性光学器件或由所述非线性光学材料制成。

4.如权利要求2所述的光波导，其特征在于，所述第一光转换件与所述光耦入区贴合设置；和/或

5.如权利要求2所述的光波导，其特征在于，所述光波导镜片还包括保护板，所述保护板用于保护所述光耦入区及光耦出区，且所述第一光转换件及所述第二光转换件设置在所述保护板的表面。

6.如权利要求5所述的光波导，其特征在于，所述保护板与所述波导层贴合设置。

7.如权利要求1-6任一项所述的光波导，其特征在于，所述光波导包括多个光波导镜片，多个所述光波导镜片层叠设置。

8.如权利要求7所述的光波导，其特征在于，各所述光波导镜片中的第一光转换件对不同波长光的光转换效率相同或至少两个所述光波导镜片中的第一光转换件对不同波长光的光转换效率不相同；和/或

9.如权利要求8所述的光波导，其特征在于，各所述第二光转换件对从对应的波导层耦出的非可见光的光转换效率，与所述非可见光的光能量负相关。

10.一种ar显示设备，其特征在于，所述ar显示设备包括光机及如权利要求1-9任一项所述的光波导，所述光波导用于将从光机出射的光定向传输至目标区域。

技术总结本申请提供一种光波导及AR显示设备，光波导包括至少一个光波导镜片，光波导镜片包括：波导层及反射层；波导层包括光耦入区及光耦出区，光耦入区用于将入射的非可见光耦入波导层，光耦出区用于将非可见光耦出波导层；反射层设置在波导层的表面上且未覆盖光耦入区及光耦出区，反射层用于反射非可见光并透射可见光；其中，反射层用于对耦入波导层内的非可见光进行反射，使得非可见光传播至光耦出区并耦出。本申请解决了光波导的全反射条件限制了入射光的入射角度的问题，使得以任意角度入射至光波导的光在被耦入光波导后均能在光波导内传播，实现了AR显示设备的大视场角显示及降低了大视场角显示的AR显示设备的制造成本。技术研发人员：马国庆,兰富洋,关健,何强,王兆民受保护的技术使用者：珠海莫界科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27