一种光机模组的制作方法

本技术涉及光学，尤其涉及一种光机模组。

背景技术：

1、近年来，增强现实(augmented reality，ar)蓬勃发展，对体积小、重量轻的近眼显示光学系统模组的需求也越来越迫切。在各种增强现实方案中衍射光波导用于设计紧凑型ar设备更具优势。其中，与普通玻璃透镜相比，衍射光波导中的衍射光学元件提供“薄膜光学系统”的作用，使得衍射光学元件具有比较轻的质量，并且衍射光学元件的功能与底板的形状基本没有关系，易于批量制造，生产成本低廉。

2、然而，现有衍射光波导显示方案中采用独立的准直透镜组，存在模组复杂、对位精度低的问题，且独立的准直透镜组会使整个模组的重量和体积大大增加，不利于头戴式ar设备的轻量化应用。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种光机模组，以简化模组结构，减小模组体积和重量，并提高对位精度。

2、本实用新型提供了一种光机模组，包括微显示像源和光波导；

3、所述微显示像源用于向所述光波导发射光束；

4、所述光波导包括准直元件和波导层，所述准直元件和所述波导层依次设置于所述光束的传播路径上；

5、所述波导层包括波导基底和耦入衍射元件；

6、所述微显示像源发射的所述光束依次经过所述准直元件和所述耦入衍射元件耦入所述波导层；

7、所述准直元件固定于所述波导层上，且所述准直元件和所述耦入衍射元件之间的间距大于0。

8、可选的，所述耦入衍射元件为反射式耦合元件；

9、所述耦入衍射元件设置于所述波导基底背离所述微显示像源的一侧；

10、所述准直元件贴合于所述波导基底背离所述耦入衍射元件一侧的表面。

11、可选的，所述耦入衍射元件的最大长度为b，所述准直元件的最大长度为a，所述波导基底的厚度为h1，入射到所述光波导的光束视场角为θ，其中，b＝a+2*h1*tan(θ/2)。

12、可选的，所述耦入衍射元件为透射式耦合元件；

13、所述耦入衍射元件设置于所述波导基底靠近所述微显示像源的一侧；

14、所述准直元件设置于所述耦入衍射元件靠近所述微显示像源的一侧。

15、可选的，所述耦入衍射元件的最大长度为b，所述准直元件的最大长度为a，所述准直元件和所述耦入衍射元件之间的间距为h2，入射到所述光波导的光束视场角为θ，其中，b＝a+2*h2*tan(θ/2)。

16、可选的，所述光波导还包括保护层，所述保护层设置于所述耦入衍射元件背离所述波导基底的一侧。

17、可选的，所述耦入衍射元件为透射式耦合元件，且所述耦入衍射元件设置于所述波导基底靠近所述微显示像源的一侧；所述保护层设置于所述波导层和所述微显示像源之间；

18、所述准直元件贴合于所述保护层上。

19、可选的，所述准直元件包括菲涅尔透镜、全息准直透镜或超透镜。

20、可选的，所述光波导还包括聚光元件；

21、所述聚光元件设置于所述微显示像源和所述准直元件之间的光路中。

22、可选的，所述光波导还包括聚光元件和支撑基底；

23、所述支撑基底设置于所述准直元件和所述微显示像源之间；

24、所述聚光元件贴合于所述支撑基底上。

25、可选的，所述光波导还包括聚光元件；

26、所述准直元件贴合于所述保护层靠近所述耦入衍射元件一侧的表面；

27、所述聚光元件贴合于所述保护层背离所述准直元件的一侧。

28、可选的，所述聚光元件包括微透镜阵列结构或超表面结构。

29、可选的，所述光机模组还包括支架，所述支架位于所述微显示像源和所述光波导之间；

30、所述支架包括通孔，所述通孔的内壁呈阶梯结构，所述阶梯结构靠近所述微显示像源的一侧包括台阶面，所述微显示像源和所述台阶面连接；

31、所述支架背离所述微显示像源的一面与所述光波导连接，且所述准直元件位于所述通孔内。

32、可选的，所述支架和所述光波导之间通过第一贴合胶贴合，所述微显示像源与所述台阶面之间通过第二贴合胶贴合。

33、可选的，所述波导层包括第一波导层和第二波导层，所述第二波导层位于所述第一波导层远离所述微显示像源的一侧。

34、可选的，所述波导层包括第三波导层、第四波导层和第五波导层，所述第五波导层位于所述第三波导层远离所述微显示像源的一侧，所述第四波导层位于所述第三波导层和所述第五波导层之间；

35、所述微显示像源包括第一微显示像源、第二微显示像源和第三微显示像源，所述第一微显示像源用于发射第一颜色光束，所述第二微显示像源用于发射第二颜色光束，所述第三微显示像源用于发射第三颜色光束；

36、所述第一颜色光束经所述第三波导层中的所述耦入衍射元件耦入所述第三波导层中；

37、所述第二颜色光束经所述第四波导层中的所述耦入衍射元件耦入所述第四波导层中；

38、所述第三颜色光束经所述第五波导层中的所述耦入衍射元件耦入所述第五波导层中。

39、可选的，所述光机模组中所述准直元件的数量为1；

40、所述准直元件位于所述第一颜色光束、所述第二颜色光束和所述第三颜色光束的传播路径上。

41、可选的，所述准直元件包括第一准直元件、第二准直元件和第三准直元件；

42、所述第一准直元件位于所述第一颜色光束的传播路径上；

43、所述第二准直元件位于所述第二颜色光束的传播路径上；

44、所述第三准直元件位于所述第三颜色光束的传播路径上。

45、本实用新型实施例提供的光机模组，通过设置微显示像源与准直元件为分立元件，并将准直元件集成在光波导上，有效降低了相关技术中准直透镜组和光波导独立为两个光学元件所占用的空间，从而简化了模组结构，减小了模组体积和重量。同时，还可取消准直透镜组与光波导中耦入衍射元件的对位装配，有效降低装配所导致的对位误差，提高光机模组的对位精度，提高用户实际使用的舒适度和满意度。

46、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种光机模组，其特征在于，包括微显示像源和光波导；

2.根据权利要求1所述的光机模组，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的光机模组，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的光机模组，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的光机模组，其特征在于，

6.根据权利要求1-5任一项所述的光机模组，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的光机模组，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的光机模组，其特征在于，

9.根据权利要求1-5任一项所述的光机模组，其特征在于，

10.根据权利要求2所述的光机模组，其特征在于，

11.根据权利要求7所述的光机模组，其特征在于，

12.根据权利要求9所述的光机模组，其特征在于，

13.根据权利要求1所述的光机模组，其特征在于，

14.根据权利要求13所述的光机模组，其特征在于，

15.根据权利要求1所述的光机模组，其特征在于，

16.根据权利要求1所述的光机模组，其特征在于，

17.根据权利要求16所述的光机模组，其特征在于，

18.根据权利要求16所述的光机模组，其特征在于，

技术总结本技术公开了一种光机模组，包括微显示像源和光波导，微显示像源用于向光波导发射光束，光波导包括准直元件和波导层，准直元件和波导层依次设置于光束的传播路径上，波导层包括波导基底和耦入衍射元件，微显示像源发射的光束依次经过准直元件和耦入衍射元件耦入所述波导层，准直元件固定于波导层上，且准直元件和耦入衍射元件之间的间距大于0。本技术实施例提供的光机模组，通过设置微显示像源与准直元件为分立元件，并将准直元件集成在光波导上，简化了模组结构，减小了模组体积和重量，同时还提高了光机模组的对位精度，提高了用户实际使用的舒适度和满意度。技术研发人员：彭晶晶,史瑞,朱海萍,李晓军受保护的技术使用者：广纳四维（广东）光电科技有限公司技术研发日：20231106技术公布日：2024/6/13