衍射光波导与增强现实设备的制作方法

本技术属于增强现实，具体地讲，涉及一种衍射光波导与增强现实设备。

背景技术：

1、增强现实(ar)近眼显示装置的光学模块通常由两部分构成：光机(或称为光引擎)、光组合器。光机由图像源和投影镜头组成，图像源用于生成待显示的图像，投影镜头将图像源所显示的图像投影到无穷远或指定距离处。光组合器可将光机出射的信号光定向传输至人眼，在视网膜上形成待显示的图像；同时，光组合器对于真实世界的环境光具有良好的透过性，透过光组合器，人眼能够同时看清真实世界的景物和光机投影的图像；衍射光波导因其厚度薄、重量轻、透光性好的特点，成为光组合器的优选方案。

2、如图1所示，衍射光波导通常由若干衍射波导层4、至少一层保护层3、以及粘合各衍射波导层4与保护层3的粘合胶2构成。每层衍射波导层表面设置有耦入光栅与耦出光栅，耦入光栅用于将光引擎1发出的光耦合进入衍射波导层并发生全反射，经过在衍射波导层内的全反射、光被传输至耦出光栅，耦出光栅将衍射波导层内的光衍射到自由空间中，进入人眼后在视网膜上形成待显示的虚像。每层衍射波导层表面除了耦入光栅、耦出光栅，还可能设置有转折光栅，用以实现出瞳扩展等要求。

3、为了防止波导层上的光栅结构被破坏，通常会设置保护层来保护光栅结构。如图1所示，保护层与衍射波导层间隔设置且两者通过粘合胶2进行粘贴固定，保护层与波导层之间的间隙内填充空气。在受到外力挤压时，如图2所示，保护层3与衍射波导层4发生形变而相互靠近甚至贴合，此时在保护层3与衍射波导层4的靠近处或贴合处，容易产生干涉现象，影响用户的视觉体验。

技术实现思路

1、本实用新型解决的技术问题是：如何衍射光波导的各层由于材料受力变形而产生干涉效应，以避免影响视觉体验。

2、本申请提供了一种衍射光波导，所述衍射光波导包括波导层、保护层和支撑结构，所述波导层与所述保护层间隔设置，所述支撑结构设置于所述波导层与所述保护层之间，在所述波导层和/或所述保护层产生形变且所述波导层与所述保护层相对靠近时，所述支撑结构用于保持所述波导层与所述保护层的间距不小于预定值。

3、可选地，所述支撑结构设置于所述波导层或所述保护层上。

4、可选地，所述支撑结构设置于所述保护层的朝向所述波导层的内表面上，在所述波导层和/或所述保护层产生形变且所述波导层与所述保护层相对靠近时，所述支撑结构用于抵接所述波导层。

5、可选地，所述支撑结构包括间隔分布的多个凸起。

6、可选地，所述凸起的厚度大于或等于所述预定值且所述小于或等于所述初始间距值，所述初始间距值为所述波导层和所述保护层均未产生形变时所述波导层和所述保护层的间距值。

7、可选地，所述多个凸起的一部分凸起位于所述保护层的中心区域，所述多个凸起的另一部分凸起位于所述保护层的边缘区域，位于中心区域的所述凸起的厚度小于位于边缘区域的所述凸起的厚度。

8、可选地，所述预定值为避免所述波导层与所述保护层产生干涉的最小间距。

9、可选地，所述支撑结构的材质为树脂或玻璃。

10、可选地，所述支撑结构在所述波导层上的投影与所述波导层的光栅区域错开。

11、本申请还公开了一种增强现实设备，增强现实设备包括上述的衍射光波导。

12、本实用新型公开的一种衍射光波导和增强现实设备，具有如下技术效果：

13、本申请提供的衍射光波导，在波导层与保护层之间设置支撑结构，当波导层、保护层由于形变而相互靠近甚至接触时，通过支撑结构来保持波导层与保护层之间的距离，防止保护层与波导层过于靠近，以避免发生干涉现象。

技术特征：

1.一种衍射光波导，其特征在于，所述衍射光波导包括波导层、保护层和支撑结构，所述波导层与所述保护层间隔设置，所述支撑结构设置于所述波导层与所述保护层之间，在所述波导层和/或所述保护层产生形变且所述波导层与所述保护层相对靠近时，所述支撑结构用于保持所述波导层与所述保护层的间距不小于预定值。

2.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述支撑结构设置于所述波导层或所述保护层上。

3.根据权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述支撑结构设置于所述保护层的朝向所述波导层的内表面上，在所述波导层和/或所述保护层产生形变且所述波导层与所述保护层相对靠近时，所述支撑结构用于抵接所述波导层。

4.根据权利要求2或3所述的衍射光波导，其特征在于，所述支撑结构包括间隔分布的多个凸起。

5.根据权利要求4所述的衍射光波导，其特征在于，所述凸起的厚度大于或等于所述预定值且所述小于或等于初始间距值，所述初始间距值为所述波导层和所述保护层均未产生形变时所述波导层和所述保护层的间距值。

6.根据权利要求4所述的衍射光波导，其特征在于，所述多个凸起的一部分凸起位于所述保护层的中心区域，所述多个凸起的另一部分凸起位于所述保护层的边缘区域，位于中心区域的所述凸起的厚度小于位于边缘区域的所述凸起的厚度。

7.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述预定值为避免所述波导层与所述保护层产生干涉的最小间距。

8.根据权利要求1所述的衍射光波导，其特征在于，所述支撑结构的材质树脂或玻璃。

9.根据权利要求2所述的衍射光波导，其特征在于，所述支撑结构在所述波导层上的投影与所述波导层的光栅区域错开。

10.一种增强现实设备，其特征在于，所述增强现实设备包括权利要求1至9任一项所述的衍射光波导。

技术总结
本技术公开了衍射光波导和增强现实设备。衍射光波导包括波导层、保护层和支撑结构，所述波导层与所述保护层间隔设置，所述支撑结构设置于所述波导层与所述保护层之间，在所述波导层和/或所述保护层产生形变且所述波导层与所述保护层相对靠近时，所述支撑结构用于保持所述波导层与所述保护层的间距不小于预定值。本申请通过支撑结构来保持波导层与保护层之间的距离，防止保护层与波导层过于靠近，以避免发生干涉现象。

技术研发人员：梁周生
受保护的技术使用者：珠海莫界科技有限公司
技术研发日：20230728
技术公布日：2024/2/19